DE102017128101A1 - retractor - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Gurtaufroller für ein Kraftfahrzeug angegeben, aufweisend eine Gurtspule (12), die um eine Spulenachse drehbar gelagert ist, wobei die Gurtspule (12) eine Innenwelle (17) und einen Außenring (18), der in Umfangsrichtung mit der Innenwelle (17) gekoppelt ist, aufweist, und wobei zwischen der Innenwelle (17) und dem Außenring (18) mindestens ein Deformationselement (26) angeordnet ist, das in verzahntem Eingriff mit der Innenwelle (17) und/oder dem Außenring (18) ist und das exzentrisch zur Spulenachse angeordnet ist.The invention relates to a belt retractor for a motor vehicle, comprising a belt spool (12) which is mounted rotatably about a spool axis, wherein the belt spool (12) has an inner shaft (17) and an outer ring (18) which is circumferentially connected to the inner shaft (17 ), and wherein between the inner shaft (17) and the outer ring (18) at least one deformation element (26) is arranged, which is in toothed engagement with the inner shaft (17) and / or the outer ring (18) and the is arranged eccentrically to the coil axis.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a belt retractor for a motor vehicle.
Gurtaufroller sind Teil des Sicherheitssystems von Kraftfahrzeugen. Der Gurtaufroller ist so konfiguriert, dass er im Bedarfsfall den Gurt innerhalb kurzer Zeit sperrt, um die Insassen sicher zurückzuhalten.Belt retractors are part of the safety system of motor vehicles. The belt retractor is configured to lock the belt in a short time if necessary to securely restrain the occupants.
Häufig weisen Gurtaufroller einen Gurtkraftbegrenzer auf, um nach dem Straffen des Gurtes in der Vorverlagerungsphase des Insassen die Kräfte nicht zu stark anwachsen zu lassen. Bei gängigen Gurtaufrollern sind die Gurtkraftbegrenzer in Form eines Torsionsstabs ausgebildet. Der Torsionsstab reduziert die einwirkende Kraft auf die Insassen, indem er in sich verdreht wird und dadurch Energie abbaut und definiert eine Vorverlagerung der Insassen ermöglicht. Unterschiedliche Kraftniveaus werden durch unterschiedliche Torsionsstabdurchmesser erzielt. Dabei ist der Torsionsstab in der Aufrollerachse integriert und seitlich gelagert. Im Bedarfsfall wird der Torsionsstab einseitig festgehalten und eine Verdrehung des Torsionsstabs eingeleitet.Frequently, belt retractors have a belt force limiter in order not to let the forces increase too much after tightening the belt in the forward displacement phase of the occupant. In conventional belt retractors, the belt force limiters are designed in the form of a torsion bar. The torsion bar reduces the force acting on the occupants by twisting them, thereby reducing energy and defining a forward displacement of the occupants. Different levels of force are achieved by different Torsionsstabdurchmesser. The torsion bar is integrated in the retractor shaft and mounted laterally. If necessary, the torsion bar is held on one side and initiated a rotation of the torsion bar.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gurtaufroller mit einem verbesserten Gurtkraftbegrenzungsmechanismus bereitzustellen. Insbesondere soll der Gurtkraftbegrenzungsmechanismus hinsichtlich Gewicht, Kosten und Flexibilität optimiert sein.It is an object of the present invention to provide a belt retractor with an improved belt force limiting mechanism. In particular, the Gurtkraftbegrenzungsmechanismus should be optimized in terms of weight, cost and flexibility.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gurtaufroller für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Gurtspule, die um eine Spulenachse drehbar gelagert ist, wobei die Gurtspule eine Innenwelle und einen Außenring, der in Umfangsrichtung mit der Innenwelle gekoppelt ist, aufweist. Zwischen der Innenwelle und dem Außenring ist mindestens ein Deformationselement angeordnet, das in verzahntem Eingriff mit der Innenwelle und/oder dem Außenring ist und das exzentrisch zur Spulenachse angeordnet ist.This object is achieved by a belt retractor for a motor vehicle, comprising a belt spool which is rotatably mounted about a spool axis, wherein the belt spool an inner shaft and an outer ring which is coupled in the circumferential direction with the inner shaft having. Between the inner shaft and the outer ring at least one deformation element is arranged, which is in toothed engagement with the inner shaft and / or the outer ring and which is arranged eccentrically to the coil axis.
Im Bedarfsfall wird der Außenring festgehalten, die Innenwelle hingegen kann sich weiter drehen. Das dazwischen angeordnete Deformationselement wird dabei deformiert und kann dadurch die auftretende Kraft abbauen. Auf diese Weise kann ein zuverlässiger Gurtkraftbegrenzungsmechanismus bereitgestellt werden.If necessary, the outer ring is held, the inner shaft, however, can continue to rotate. The deformation element arranged therebetween is deformed and can thereby reduce the force occurring. In this way, a reliable belt force limiting mechanism can be provided.
Die Deformationselemente können theoretisch unendlich oft umgewälzt werden, insbesondere zyklisch wechselnd deformiert werden. Dabei bewegen sich die Deformationselemente immer auf derselben Bahn.The deformation elements can theoretically be circulated infinitely often, in particular cyclically alternately deformed. The deformation elements always move on the same path.
Der Außenring kann als Zahnscheibe ausgebildet sein. Die Innenwelle ist beispielsweise Bestandteil eines Spulenkörpers, insbesondere ein Wellenfortsatz eines Spulenkörpers.The outer ring may be formed as a toothed disc. The inner shaft is for example part of a bobbin, in particular a wave extension of a bobbin.
Der Außenring kann integraler Teil der Gurtspule sein oder axial an die Gurtspule angeflanscht sein. Es muss jedoch eine relative Verdrehung zwischen dem Außenring und der Innenwelle möglich sein.The outer ring may be an integral part of the belt reel or flanged axially to the belt reel. However, a relative rotation between the outer ring and the inner shaft must be possible.
Um den verzahnten Eingriff mit der Innenwelle und/oder dem Außenring zu verwirklichen, weist das Deformationselement vorzugsweise eine Außenverzahnung auf. Die Außenverzahnung ist in diesem Fall als radiale Verzahnung ausgebildet.In order to realize the toothed engagement with the inner shaft and / or the outer ring, the deformation element preferably has an outer toothing. The external toothing is formed in this case as a radial toothing.
Die Innenwelle kann eine Außenverzahnung und der Außenring eine Innenverzahnung aufweisen. Somit sind die Innenwelle und der Außenring durch das Deformationselement miteinander gekoppelt, wenn das Deformationselement mit der Außenverzahnung der Innenwelle und der Innenverzahnung des Außenrings in Eingriff ist. Folglich kann eine Drehung des Außenrings auch eine Drehung der Innenwelle bewirken, um beispielsweise einen Gurt aufzuwickeln.The inner shaft may have an outer toothing and the outer ring an inner toothing. Thus, the inner shaft and the outer ring are coupled together by the deformation element when the deformation element with the outer toothing of the inner shaft and the inner toothing of the outer ring is engaged. Consequently, a rotation of the outer ring can also cause a rotation of the inner shaft, for example, to wind a belt.
Zusätzlich zur Innenverzahnung kann der Außenring eine Außenverzahnung aufweisen. An der Außenverzahnung kann eine Sperrklinke eines Blockiermechanismus angreifen. In einer alternativen Ausführungsform kann an der Außenverzahnung ein Antriebselement angreifen, welches den Außenring in eine Drehung versetzen kann.In addition to the internal teeth of the outer ring may have an outer toothing. On the external teeth can engage a pawl of a locking mechanism. In an alternative embodiment, a drive element which can set the outer ring in rotation can engage the outer toothing.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Innenwelle eine Innenverzahnung und der Außenring eine Außenverzahnung aufweisen.In an alternative embodiment, the inner shaft may have an inner toothing and the outer ring an outer toothing.
Die Deformationselemente sind zwischen der Innenwelle und dem Außenring angeordnet wie die Planetenräder eines Planetengetriebes zwischen Sonnenrad und Hohlrad.The deformation elements are arranged between the inner shaft and the outer ring as the planetary gears of a planetary gear between sun and ring gear.
Das Deformationselement weist vorzugsweise einen Grundkörper auf, der nierenförmig ist. Durch diese Form kann das Deformationselement an die Geometrie des Außenrings und der Innenwelle angepasst sein. Insbesondere ist eine Krümmung des Grundkörpers so gewählt, dass das Deformationselement konzentrisch zum Außenring und zur Innenwelle angeordnet ist. Eine Breite des Grundkörpers entspricht beispielsweise einem radialen Abstand zwischen der Innenwelle und dem Außenring. Das Deformationselement ist vorzugsweise ein in sich geschlossenes Element, das heißt, es weist keine Unterbrechung entlang seinem Umfang auf. Insbesondere ist das Deformationselement einteilig. Unter normalen Betriebsbedingungen ist das Deformationselement ein starres Element.The deformation element preferably has a base body which is kidney-shaped. By this shape, the deformation element can be adapted to the geometry of the outer ring and the inner shaft. In particular, a curvature of the base body is selected so that the deformation element is arranged concentrically to the outer ring and the inner shaft. A width of the base body corresponds for example to a radial distance between the inner shaft and the outer ring. The deformation element is preferably a self-contained element, that is, it has no interruption along its circumference. In particular, the deformation element is in one piece. Under In normal operating conditions, the deformation element is a rigid element.
Die Außenverzahnung des Deformationselements kann entlang dem Umfang des Grundkörpers angeordnet sein. Wird der Außenring blockiert, kann das Deformationselement bei einer Drehung der Innenwelle deformiert werden. Insbesondere wird das Deformationselement von der Innenwelle mitbewegt, wobei sich das Deformationselement exzentrisch zur Spulenachse bewegt. Dadurch wird eine aufgebrachte Kraft abgebaut und eine Rotation zwischen dem Außenring und der Innenwelle wird erlaubt. Alternativ kann auch die Innenwelle blockiert und der Außenring bei einer Drehung eine Deformation des Deformationselements bewirken.The external toothing of the deformation element can be arranged along the circumference of the base body. If the outer ring is blocked, the deformation element can be deformed upon rotation of the inner shaft. In particular, the deformation element is moved by the inner shaft, wherein the deformation element moves eccentrically to the coil axis. As a result, an applied force is reduced and a rotation between the outer ring and the inner shaft is allowed. Alternatively, the inner shaft can be blocked and the outer ring cause a deformation of the deformation element during rotation.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Deformationselement eine Aussparung auf, welche die Form eines gebogenen Langlochs hat. Durch die Aussparung kann das Deformationselement insgesamt flexibel ausgebildet sein. Eine aufgebrachte Kraft kann dadurch im Bedarfsfall kontinuierlich abgebaut werden. Durch die Form eines gebogenen Langlochs ist die Aussparung an die Nierenform des Grundkörpers angepasst, sodass eine verbleibende Wand des Grundkörpers in Umfangsrichtung eine konstante Wandstärke aufweist.According to a preferred embodiment, the deformation element has a recess which has the shape of a bent oblong hole. Through the recess, the deformation element can be designed to be flexible overall. An applied force can thereby be continuously reduced if necessary. Due to the shape of a curved elongated hole, the recess is adapted to the kidney shape of the base body, so that a remaining wall of the base body in the circumferential direction has a constant wall thickness.
Das Deformationselement kann ein Stützelement aufweisen, das im Inneren der Aussparung angeordnet ist und das ein Einknicken des Deformationselements verhindert. Das Stützelement kann die Aussparung vollständig ausfüllen.The deformation element may have a support element which is arranged in the interior of the recess and which prevents a buckling of the deformation element. The support element can completely fill the recess.
Alternativ zur radial angeordneten Verzahnung kann diese auch als axiale Verzahnung ausgebildet sein. Dazu können stirnseitige Vorsprünge und/oder Vertiefungen am Umfang des Deformationselementes angeordnet sein.As an alternative to the radially arranged toothing, this can also be designed as axial toothing. For this purpose, end projections and / or depressions may be arranged on the circumference of the deformation element.
Durch die Höhe und/oder Breite und/oder Dicke des Deformationselements kann ein Kraftbegrenzungsmechanismus des Gurtaufrollers an ein vorgegebenes Kraftniveau angepasst sein. Auf diese Weise kann der Kraftbegrenzungsmechanismus fahrzeugindividuell angepasst sein. Auch ein Umschlingungswinkel des Deformationselements und die Anzahl der Deformationselemente können das Kraftniveau beeinflussen. Insbesondere ist über die Geometrie der Deformationselemente ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Innenwelle und dem Außenring einstellbar.Due to the height and / or width and / or thickness of the deformation element, a force limiting mechanism of the belt retractor can be adapted to a predetermined force level. In this way, the force limiting mechanism can be adapted to the vehicle individually. A wrap angle of the deformation element and the number of deformation elements can also influence the force level. In particular, a transmission ratio between the inner shaft and the outer ring can be adjusted via the geometry of the deformation elements.
Das mindestens eine Deformationselement kann aus einem Metall bestehen. Dadurch hat das Deformationselement eine ausreichende Stabilität, ist aber gleichzeitig deformierbar genug, um einen Kraftabbau zu ermöglichen. Das Material des Deformationselements kann ebenfalls entsprechend einem vorgegebenen Kraftniveau gewählt sein.The at least one deformation element may consist of a metal. As a result, the deformation element has sufficient stability, but at the same time is deformable enough to allow a reduction in force. The material of the deformation element can also be selected according to a predetermined force level.
Vorzugsweise weist der Gurtaufroller mindestens zwei, besonders bevorzugt drei Deformationselemente auf, die vorzugsweise symmetrisch angeordnet sind.Preferably, the belt retractor on at least two, more preferably three deformation elements, which are preferably arranged symmetrically.
Der Kraftverlauf beim Kraftabbau kann alternativ oder zusätzlich dadurch beeinflusst werden, dass der Gurtaufroller mindestens zwei Deformationselemente aufweist, die sich in ihrem Material unterscheiden. Beispielsweise können mindestens ein Deformationselement aus Metall und mindestens ein Deformationselement aus Kunststoff ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Deformationselemente aus unterschiedlichen Kunststoffen oder Metallen ausgebildet sein.The force curve during the force reduction can alternatively or additionally be influenced by the fact that the belt retractor has at least two deformation elements which differ in their material. For example, at least one deformation element made of metal and at least one deformation element made of plastic may be formed. Alternatively or additionally, the deformation elements may be formed of different plastics or metals.
Durch die vielen Einflussmöglichkeiten ist das System sehr flexibel und das Kraftniveau kann an verschiedene Kraftfahrzeugtypen angepasst werden.Due to the many possibilities of influence, the system is very flexible and the power level can be adapted to different types of motor vehicles.
Durch die relativ einfache Ausbildung der Komponenten kann der Gurtaufroller kostengünstig und leicht ausgebildet sein.Due to the relatively simple design of the components of the belt retractor can be designed inexpensively and easily.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- -
1 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller, - -
2 einen Teil einer Gurtspule, - -
3 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers, - -
4 ein Deformationselement, - -
5 einen Teil einer Gurtspule gemäß einer weiteren Ausführungsform und - -
6a ,6b und6c schematisch jeweils einen Teil einer Gurtspule mit unterschiedlich geformten Deformationselementen.
- -
1 a belt retractor according to the invention, - -
2 a part of a belt reel, - -
3 a partial view of a belt retractor according to the invention, - -
4 a deformation element, - -
5 a part of a belt reel according to another embodiment and - -
6a .6b and6c schematically each a part of a belt reel with differently shaped deformation elements.
Der Gurtaufroller
Die Innenwelle
Die Deformationselemente
Entlang dem Umfang des Grundkörpers
Des Weiteren weisen die Deformationselemente
In
Die Deformationselemente
Im Folgenden wird die Wirkweise des Gurtkraftbegrenzungsmechanismus erläutert.The following explains the mode of operation of the belt force limiting mechanism.
Im Bedarfsfall wird die der Außenring
Die in
Die
In
In der in
Die in
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