DE102016206448B4

DE102016206448B4 - Gurtaufroller für eine Sicherheitsgurteinrichtung

Info

Publication number: DE102016206448B4
Application number: DE102016206448.7A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Paulsen; Hermann Hasse; Carsten Felber; Felix Hoffmann
Original assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Current assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2016-04-16
Filing date: 2016-04-16
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2036-04-17
Also published as: US11460069B2; CN109661331B; DE102016206448A1; US20210190137A1; CN109661331A; WO2017178020A1

Abstract

Gurtaufroller (10) für eine Sicherheitsgurteinrichtung mit einer Gurtspule (20) zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts, dadurch gekennzeichnet, dass- zumindest ein Spulenende (21) der Gurtspule (20) in einem Lager gelagert ist, das einen Leichtlauflagerabschnitt (110) und einen Schwerlastlagerabschnitt (120) aufweist,- der Leichtlauflagerabschnitt (110) und der Schwerlastlagerabschnitt (120) unterschiedlich spielbehaftet sind und- der Leichtlauflagerabschnitt (110) sowohl radial als auch axial, und zwar in Richtung von dem Schwerlastlagerabschnitt (120) weg, Spiel hat.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroller für eine Sicherheitsgurteinrichtung mit einer Gurtspule zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts.
Die Druckschriften EP 2 828 129 B1 und US 2015/0 041 579 A1 offenbaren einen Gurtaufroller mit einem Blockierlager und einem Lastlager.
Die Druckschrift DE 197 50 903 A1 offenbart eine Rollenumlenkung für einen Sicherheitsgurt.
Die Anforderungen an Kraftfahrzeuge hinsichtlich der Geräuschemissionen werden immer strenger. Diese Entwicklung betrifft auch Gurtaufroller und die Geräusche, die an den Lagerstellen der Gurtspule verursacht werden.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller anzugeben, bei dem im Bereich der Lagerung der Gurtspule auftretender Körperschall möglichst wenig nach au-ßen dringt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers sind in Unteransprüchen angegeben.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers ist darin zu sehen, dass die unterschiedliche Spielausgestaltung der zwei Lagerabschnitte unterschiedliche Funktionalitäten ermöglicht und es beispielsweise erlaubt, einen der Lagerabschnitte zur gezielt geräuscharmen Lagerung der Gurtspule für dem Normalbetrieb und einen anderen Lagerabschnitt als Schwerlastlagerabschnitt für den Fall einer hohen mechanischen Belastung, wie sie beispielsweise bei gesperrter Gurtspule im Falle einer Gefahren- oder Unfallsituation auftreten kann, vorzusehen.
Einer der zwei Lagerabschnitte ist vorzugsweise ein Lagerabschnitt, der ausschließlich mit der Gurtspule und einem anderen Lagerabschnitt des Lagers in Kontakt steht und von allen übrigen Komponenten des Gurtaufrollers räumlich getrennt ist. Lagergeräusche dieses Lagerabschnitts gelangen wegen ihrer mechanischen Trennung von den übrigen Komponenten des Gurtaufrollers nur stark gedämpft nach außen.
Vorzugsweise unterscheiden sich die zwei Lagerabschnitte bezüglich des radialen Spiels gegenüber der Gurtspule einerseits und den übrigen Komponenten des Gurtaufrollers andererseits. Auch ist es vorteilhaft, wenn sich die Lagereigenschaften der zwei Lagerabschnitte in ihrer radialen Auslenkbarkeit - also quer zur Drehachse der Gurtspule - voneinander unterscheiden.
Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn einer der zwei Lagerabschnitte radial fixiert ist und radial auslenkfrei ist und ein anderer der zwei Lagerabschnitte radial nach außen Spiel hat, radial nach außen federnd verschwenkbar ist und mittelbar oder unmittelbar von dem radial fixierten Lagerabschnitt gehalten wird.
Der Leichtlauflagerabschnitt des Lagers weist vorzugsweise permanent Kontakt zu dem darin gelagerten Abschnitt des Spulenendes auf und lagert das Spulenende also permanent. Der Schwerlastlagerabschnitt weist bevorzugt einen größeren Innendurchmesser als der dort befindliche Abschnitt des Spulenendes auf und ist im Normalbetrieb durch einen ringförmigen Luftspalt von dem Spulenende getrennt; im Falle, dass eine quer zur Drehachse der Gurtspule wirkende Gurtbandauszugskraft eine vorgegebene Schwelle überschreitet - dies wird nachfolgend als Schwerlastbetrieb bezeichnet -, wird das Spulenende entgegen der Federkraft des Leichtlauflagerabschnitts gegen den Schwerlastlagerabschnitt gezogen und die Lagerung des Spulenendes erfolgt dann zusätzlich durch den Schwerlastlagerabschnitt.
Der Schwerlastlagerabschnitt ist vorzugsweise sowohl radial als auch axial spielfrei fixiert und hält den Leichtlauflagerabschnitt in seiner Position.
Das Lager ist bevorzugt ein einteiliges Bauteil, insbesondere ein Stanzbiegeteil oder ein Tiefziehteil oder ein einteiliges Kunststoffteil. Besonders bevorzugt ist das Lager ein einteiliges Kunststofflager.
Ein Bauteilabschnitt des einteiligen Lagers bildet vorzugsweise den Leichtlauflagerabschnitt, der permanent Kontakt zu dem darin gelagerten Abschnitt des Spulenendes aufweist und das Spulenende permanent lagert; der Leichtlauflagerabschnitt steht bevorzugt ausschließlich mit der Gurtspule und einem anderen Bauteilabschnitt in Kontakt und ist von allen übrigen Komponenten des Gurtaufrollers räumlich getrennt.
Ein anderer Bauteilabschnitt des einteiligen Lagers bildet bevorzugt den Schwerlastlagerabschnitt, der einen größeren Innendurchmesser aufweist als der dort befindliche Abschnitt des Spulenendes und im Normalbetrieb durch einen ringförmigen Luftspalt von dem Spulenende getrennt ist.
Die Gurtspule ist vorzugsweise derart angeordnet, dass sie im Normalbetrieb sowohl in radialer als auch in axialer Richtung einen Abstand zu dem Schwerlastlagerabschnitt aufweist; hierzu sind vorzugsweise entsprechende Freiräume vorgesehen.
Der Innendurchmesser des radial nach außen federnd verschwenkbaren Leichtlauflagerabschnitts ist vorzugsweise kleiner als der des radial fixierten Schwerlastlagerabschnitts.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Leichtlauflagerabschnitt und der radial fixierte Schwerlastlagerabschnitt in axialer Richtung unmittelbar hintereinander liegen und miteinander (mittelbar oder unmittelbar) verbunden sind. Die beiden Lagerabschnitte sind vorzugsweise koaxial angeordnet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen dem Leichtlauflagerabschnitt und dem Schwerlastlagerabschnitt ein Zwischenabschnitt, nachfolgend Federabschnitt genannt, angeordnet ist. Der Federabschnitt weist vorzugsweise einen größeren Innendurchmesser auf als der dort befindliche Abschnitt des Spulenendes und ist also im Normalbetrieb durch einen inneren ringförmigen Luftspalt von dem Spulenende getrennt. Radial nach außen ist der Federabschnitt vorzugsweise durch einen äußeren ringförmigen Luftspalt von den übrigen Komponenten des Gurtaufrollers getrennt und somit federnd radial nach außen verschwenkbar. Der Federabschnitt wird bevorzugt von dem radial fixierten Lagerabschnitt gehalten und hält selbst den Leichtlauflagerabschnitt federnd fest.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

1 Bestandteile eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit einer Gurtspule in einer dreidimensionalen Explosionsdarstellung,
2 ein Ausführungsbeispiel für ein Lager, das zur Lagerung eines Spulenendes der Gurtspule gemäß 1 geeignet ist, und
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein zur Lagerung eines Spulenendes geeigneten Lagers.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die 1 zeigt in einer schematischen Explosionsdarstellung einen Gurtaufroller 10, der unter anderem eine Gurtspule 20, einen Strafferantrieb 30 sowie eine den Strafferantrieb 30 und die Gurtspule 20 verbindende Massenträgheitskupplung 35 aufweist.
Die 2 zeigt in einem Querschnitt ein Ausführungsbeispiel für ein Lager 100, mit dem sich ein Spulenende 21 der Gurtspule 20 gemäß 1 lagern lässt. Das andere, in der 2 nicht gezeigte Spulenende der Gurtspule 20 kann in entsprechender Weise wie das Spulenende 21 gelagert sein.
Bei dem Lager 100 handelt es sich vorzugsweise um ein einteiliges Bauteil, vorzugsweise ein Tiefziehteil aus Metall oder ein einteiliges Kunststoffteil.
Das Lager 100 weist einen Leichtlauflagerabschnitt 110 auf, der dauerhaft in Kontakt mit dem Spulenende 21 der Gurtspule 20 steht und dieses Spulenende 21 lagert. Der Leichtlauflagerabschnitt 110 weist in radialer Richtung, wie in der 2 mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen Y gekennzeichnet ist, Spiel auf. Um dieses radiale Spiel zu ermöglichen, ist im Bereich des Leichtlauflagerabschnitts 110 ein radialer Freiraum 111 vorgesehen, der den Leichtlauflagerabschnitt 110 von den übrigen Komponenten 12 des Gurtaufrollers 10 trennt.
Darüber hinaus weist der Leichtlauflagerabschnitt 110 in axialer Richtung, die in der 2 mit einem Pfeil X gekennzeichnet ist, Spiel auf. Das axiale Spiel wird durch einen axialen Freiraum 112 gewährleistet, der den Leichtlauflagerabschnitt 110 in axialer Richtung von den übrigen Komponenten 12 des Gurtaufrollers 10 trennt.
Die Funktion des Leichtlauflagerabschnitts 110 besteht darin, das Spulenende 21 der Gurtspule 20 im Normalbetrieb des Gurtaufrollers zu lagern; aufgrund des Spiels in radialer Richtung und in axialer Richtung ist die Geräuschentwicklung durch die Lagerung gering, da Schall nicht unmittelbar auf die übrigen Komponenten 12 des Gurtaufrollers 10 überkoppeln kann, sondern nur mittelbar über andere Lagerabschnitte.
Der Leichtlauflagerabschnitt 110 wird radial federnd von einem Schwerlastlagerabschnitt 120 des Lagers 100 gehalten; der Schwerlastlagerabschnitt 120 steht über einen sich radial nach außen erstreckenden Verbindungsabschnitt 130 mit dem Leichtlauflagerabschnitt 110 in Verbindung.
Im Unterschied zu dem Leichtlauflagerabschnitt 110 ist der Schwerlastlagerabschnitt 120 radial fixiert und wird von einer oder mehreren Komponenten 12 des Gurtaufrollers 10 unmittelbar gehalten. Der Schwerlastlagerabschnitt 120 ist mit anderen Worten radial auslenkungsfrei.
Um eine Fixierung in axialer Richtung entlang der Pfeilrichtung X zu gewährleisten, wird der Schwerlastlagerabschnitt 120 axial von einem endseitigen Fixierabschnitt 140 gehalten, der ebenfalls selbst unmittelbar an einer Komponente 12 des Gurtaufrollers 10 anliegt. Mit Blick auf eine minimale Geräuschentwicklung ist es vorteilhaft, wenn die Gurtspule 20 und der endseitige Fixierabschnitt 140 voneinander durch einen Freiraum 141 getrennt sind.
In der 2 lässt sich darüber hinaus erkennen, dass der Innendurchmesser D des Schwerlastlagerabschnitts 120 größer ist als der Außendurchmesser d der Gurtspule 20 im Bereich des Schwerlastlagerabschnitts 120, so dass zwischen dem Schwerlastlagerabschnitt 120 und der Gurtspule 20 ein ringförmiger Spalt 200 gebildet wird. Mit anderen Worten weist der Schwerlastlagerabschnitt 120 also ein radiales Spiel gegenüber der Gurtspule 20 auf; im Normalbetrieb des Gurtaufrollers 10 hat das Spulenende 21 bzw. die Gurtspule 20 somit keinen mechanischen Kontakt zum Schwerlastlagerabschnitt 120.
Die Funktion des Schwerlastlagerabschnitts 120 im Normalbetrieb beschränkt sich somit darauf, über den Verbindungsabschnitt 130 den Leichtlauflagerabschnitt 110 federnd zu halten und eine Lagerung der Gurtspule 20 durch den Leichtlauflagerabschnitt 110 zu ermöglichen. Die Funktion des Leichtlauflagerabschnitts 110 besteht darin, das Spulenende 21 zu lagern, wobei mechanische Schwingungen oder Geräusche aufgrund des radialen Abstands zu den übrigen Komponenten 12 des Gurtaufrollers 10 nur über den Verbindungsabschnitt 130 und den Schwerlastlagerabschnitt 120 auf die übrigen Komponenten 12 überkoppeln können, so dass eine bestmögliche Geräuschdämmung erzielt wird.
Die Funktion des Schwerlastlagerabschnitts 120 während des Normalbetriebs beschränkt sich mit anderen Worten also auf eine Haltefunktion für den aktiv arbeitenden bzw. aktiv lagernden Leichtstofflagerabschnitt 110.
Kommt es zu einer Zugkraft auf die Gurtspule 20 entlang der Pfeilrichtung F in 2, beispielsweise im Falle eines Sperrens der Rotation der Gurtspule 20 und einer Vorverlagerung des angeschnallten Fahrzeuginsassen in einer Gefahren- oder Unfallsituation, so wird die Gurtspule 20 bei der Darstellung gemäß 2 nach oben gegen den Schwerlastlagerabschnitt 120 gezogen, der für diesen Schwerlastbetrieb die Lagerung der Gurtspule 20 nun übernehmen kann; dies ist möglich, da der Schwerlastlagerabschnitt 120 selbst radial fixiert ist und somit der Bewegung der Gurtspule 20 nach oben - im Gegensatz zu dem Leichtlauflagerabschnitt 110 - nicht ausweichen kann. Im Schwerlastbetrieb erfolgt die Lagerung des Spulenendes 21 also sowohl durch den federnd nachgebenden Leichtlauflagerabschnitt 110 als auch durch den radial fixierten, krafttragenden Schwerlastlagerabschnitt 120.
Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Lager 100, das zu einer Lagerung des Spulenendes 21 der Gurtspule 20 geeignet ist. Das Lager 100 gemäß 3 weist zwischen dem Leichtlauflagerabschnitt 110 und dem Verbindungsabschnitt 130 einen federnden Zwischenabschnitt, nachfolgend Federabschnitt 150 genannt, auf, der die radiale Auslenkbarkeit des Leichtlauflagerabschnitts 110 gegenüber dem radial fixierten Schwerlastlagerabschnitt 120 erleichtert.
Der Federabschnitt 150 hat einen größeren Innendurchmesser als der dort befindliche Abschnitt des Spulenendes 21, so dass er im Normalbetrieb durch einen inneren ringförmigen Luftspalt 151 von dem Spulenende 21 getrennt ist; durch einen äußeren ringförmigen Luftspalt 152 ist der Federabschnitt 150 von den übrigen Komponenten 12 des Gurtaufrollers 10 getrennt. Aufgrund der ringförmigen Luftspalte 151 und 152 ist der Federabschnitt 150 selbst radial nach außen und innen federnd verschwenkbar, wodurch - wie erwähnt - die radiale Auslenkbarkeit des Leichtlauflagerabschnitts 110 verbessert wird. Die Funktion des Federabschnitts 150 besteht also im Wesentlichen darin, den Leichtlauflagerabschnitt 110 zu halten und hierzu selbst von dem radial fixierten Lagerabschnitt 130 gehalten zu werden sowie die Schallübertragung noch weiter zu dämpfen.
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der 2 entsprechend.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Gurtaufroller
12: Komponente
20: Gurtspule
21: Spulenende
30: Strafferantrieb
35: Massenträgheitskupplung
100: Lager
110: Leichtlauflagerabschnitt
111: Freiraum
112: Freiraum
120: Schwerlastlagerabschnitt
130: Verbindungsabschnitt
140: endseitiger Fixierabschnitt
141: Freiraum
150: Federabschnitt
151: innerer ringförmiger Luftspalt
152: äußerer ringförmiger Luftspalt
200: ringförmiger Luftspalt
d: Außendurchmesser
D: Innendurchmesser
F: Pfeilrichtung
X: Pfeil
Y: Pfeil

Claims

Gurtaufroller (10) für eine Sicherheitsgurteinrichtung mit einer Gurtspule (20) zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest ein Spulenende (21) der Gurtspule (20) in einem Lager gelagert ist, das einen Leichtlauflagerabschnitt (110) und einen Schwerlastlagerabschnitt (120) aufweist, - der Leichtlauflagerabschnitt (110) und der Schwerlastlagerabschnitt (120) unterschiedlich spielbehaftet sind und - der Leichtlauflagerabschnitt (110) sowohl radial als auch axial, und zwar in Richtung von dem Schwerlastlagerabschnitt (120) weg, Spiel hat.
Gurtaufroller (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zwei Lagerabschnitte (110, 120, 150) bezüglich des radialen Spiels gegenüber der Gurtspule (20) einerseits und den übrigen Komponenten (12) des Gurtaufrollers (10) andererseits unterscheiden.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der zwei Lagerabschnitte (110) ein Lagerabschnitt ist, der ausschließlich mit der Gurtspule (20) und einem anderen Lagerabschnitt des Lagers (100) in Kontakt steht und von allen übrigen Komponenten (12) des Gurtaufrollers (10) räumlich getrennt ist.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lagereigenschaften der zwei Lagerabschnitte (110, 120) in ihrer radialen Auslenkbarkeit - also quer zur Drehachse der Gurtspule (20) - unterscheiden.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - einer der zwei Lagerabschnitte (120) radial fixiert ist und radial auslenkfrei ist und - ein anderer der zwei Lagerabschnitte (110, 150) radial nach außen Spiel hat, radial nach außen federnd verschwenkbar ist und mittelbar oder unmittelbar von dem radial fixierten Lagerabschnitt gehalten wird.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Leichtlauflagerabschnitt (110) des Lagers (100) permanent Kontakt zu dem darin gelagerten Abschnitt des Spulenendes (21) aufweist und das Spulenende (21) permanent lagert, - der Schwerlastlagerabschnitt (120) einen größeren Innendurchmesser (D) aufweist als der dort befindliche Abschnitt des Spulenendes (21) und im Normalbetrieb durch einen ringförmigen Luftspalt (200) von dem Spulenende (21) getrennt ist, - wobei im Falle, dass eine quer zur Drehachse der Gurtspule (20) wirkende Gurtbandauszugskraft eine vorgegebene Schwelle überschreitet, das Spulenende (21) entgegen der Federkraft des Leichtlauflagerabschnitts (110) gegen den Schwerlastlagerabschnitt (120) gezogen wird und die Lagerung des Spulenendes (21) zusätzlich durch den Schwerlastlagerabschnitt (120) erfolgt.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerlastlagerabschnitt (120) sowohl radial als auch axial spielfrei fixiert ist und den Leichtlauflagerabschnitt (110) hält.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Lager ein einteiliges Bauteil, insbesondere ein einteiliges Kunststofflager, ist, - ein Bauteilabschnitt den Leichtlauflagerabschnitt (110) bildet, der permanent Kontakt zu dem darin gelagerten Abschnitt des Spulenendes (21) aufweist und das Spulenende (21) permanent lagert, wobei der Leichtlauflagerabschnitt (110) ausschließlich mit der Gurtspule (20) und einem anderen Bauteilabschnitt in Kontakt steht und von allen übrigen Komponenten (12) des Gurtaufrollers (10) räumlich getrennt ist, und - ein anderer Bauteilabschnitt den Schwerlastlagerabschnitt (120) bildet, der einen größeren Innendurchmesser aufweist als der dort befindliche Abschnitt des Spulenendes (21) und im Normalbetrieb durch einen ringförmigen Luftspalt (200) von dem Spulenende (21) getrennt ist.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtspule (20) derart angeordnet ist, dass sie im Normalbetrieb sowohl in radialer als auch in axialer Richtung einen Abstand zu dem Schwerlastlagerabschnitt (120) aufweist.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des radial nach außen federnd verschwenkbaren Leichtlauflagerabschnitts (110) kleiner als der des radial fixierten Schwerlastlagerabschnitts (120) ist.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der nach radial außen federnd verschwenkbare Leichtlauflagerabschnitt (110) und der radial fixierte Schwerlastlagerabschnitt (120) in axialer Richtung unmittelbar hintereinander liegen und miteinander verbunden sind und - die beiden Lagerabschnitte (110, 120) koaxial angeordnet sind.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Leichtlauflagerabschnitt (110) und dem Schwerlastlagerabschnitt (120) ein Zwischenabschnitt, nachfolgend Federabschnitt (150) genannt, angeordnet ist, der - einen größeren Innendurchmesser aufweist als der dort befindliche Abschnitt des Spulenendes (21) und im Normalbetrieb durch einen inneren ringförmigen Luftspalt (151) von dem Spulenende (21) getrennt ist, - radial nach außen durch einen äußeren ringförmigen Luftspalt (152) von den übrigen Komponenten (12) des Gurtaufrollers (10) getrennt ist und federnd radial nach außen verschwenkbar ist und - mittelbar oder unmittelbar von dem radial fixierten Schwerlastlagerabschnitt (120) gehalten wird und selbst den Leichtlauflagerabschnitt (110) federnd hält.