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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, so wie 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 einer an dem Umfang des Verbindungsrohres ausgebildete Verriegelungsnut einfällt, wodurch das Verbindungsrohr mit der Gurtwelle gekoppelt ist, und wobei das Verbindungsrohr einteilig mit dem Profilkopf ausgebildet ist, so dass die Gurtwelle bei Einfallen des Verriegelungshakens in die Verriegelungsnut über den Profilkopf drehfest mit dem Gehäuserahmen verriegelt ist.
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Ein Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist aus
DE 10 2016 104 614 B4 bekannt. Ein weiterer Gurtaufroller ist aus
WO 2004/ 091 984 A1 bekannt. Es hat sich nun herausgestellt, dass nach der Verriegelung und nach einem dann folgenden Überschreiten einer durch den Sicherheitsgurt eingeleiteten kritischen Kraft eine weitere kraftbegrenzte Relativdrehung der Gurtwelle wünschenswert ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Gurtaufroller anzugeben, der die mit Bezug zum Stand der Technik geschilderten Nachteile behebt und mit dem insbesondere nach der Verriegelung und nach dem Überschreiten einer kritischen Kraft eine weitere kraftbegrenzte Relativdrehung der Gurtwelle möglich ist.
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Gelöst wird die Aufgabe 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 technisch sinnvoller Weise beliebig miteinander kombinierbar sind.
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Gelöst wird die Aufgabe insbesondere durch einen Gurtaufroller mit den eingangs genannten Merkmalen, bei dem das Verbindungsrohr zwischen der Verriegelungsnut und dem Profilkopf eine Sollbruchstelle aufweist, die so dimensioniert ist, dass im verriegelten Zustand das Verbindungsrohr bei Überschreiten einer durch den Sicherheitsgurt in die Gurtwelle eingeleiteten kritischen Kraft von dem Profilkopf gelöst wird.
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Die Erfindung sieht in ihren Grundgedanken also vor, dass in dem verriegelten Zustand, in dem der Verriegelungshaken in die Verriegelungsnut eingefallen ist und so die Gurtwelle über das Verbindungsrohr mit dem Gehäuserahmen drehfest verriegelt ist, das Verbindungsrohr von dem Profilkopf aufgrund einer in Abwickelrichtung auf die Gurtwelle wirkenden großen Auszugskraft bricht. Nach dem Brechen kann sich dann das Verbindungsrohr und somit auch die über den Verriegelungshaken mit dem Verbindungsrohr gekoppelte Gurtwelle wieder relativ zu dem Profilkopf beziehungsweise dem Gehäuserahmen drehen, wobei aufgrund der weiterhin vorhandenen Kopplung der Kraftbegrenzungseinrichtung mit der Gurtwelle und dem Profilkopf ein weiterer kraftbegrenzter Sicherheitsgurtauszug auf Kraftniveau der Kraftbegrenzungseinrichtung erfolgt. Diese zweite Phase des kraftbegrenzten Sicherheitsgurtauszuges kann dann solange erfolgen, bis der Sicherheitsgurt vollständig abgewickelt ist oder bis die Kraftbegrenzungseinrichtung versagt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sollbruchstelle als eine Schwächungsnut im Verbindungsrohr ausgebildet, welche insbesondere ausschließlich in Umfangsrichtung des Verbindungsrohres und/oder bevorzugt nur über einen Teil des Umfangs des Verbindungsrohres verläuft. Die Schwächungsnut kann aber auch über den gesamten Umfang in einer Ebene orthogonal zur Längsachse verlaufen.
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Über die Tiefe, Breite und/oder den Umfangswinkel der Schwächungsnut kann eingestellt werden, ab welcher kritischen Kraft sich das Verbindungsrohr von dem Profilkopf löst. Es ist hierbei insbesondere bevorzugt wenn die Tiefe der Schwächungsnut mindestens die Hälfte der Wandstärke des Verbindungsrohrs beträgt. Die Tiefe der Schwächungsnut ist insbesondere umso tiefer je größer das Kraftniveau der Kraftbegrenzungseinrichtung ist.
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Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Tiefe der Schwächungsnut so dimensioniert ist, dass die Stärke des Verbindungsrohres im Bereich der Schwächungsnut über den Umfang im Wesentlichen konstant ist, wobei insbesondere die Schwächungsnut in dem Bereich auf dem Umfang des Verbindungsrohres tiefer ist, in dem auf einer Innenseite des Verbindungsrohres keine Aufnahmen für die Kraftbegrenzungseinrichtung ausgebildet sind. Die Schwächungsnut kann also von einer äußeren Umfangsfläche des Verbindungsrohres aus gesehen in Umfangsrichtung unterschiedlich tief ausgebildet sein, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Tiefe entsprechend einer Kontur der Innenseite des Verbindungsrohres ausgebildet ist, so dass die effektive Dicke des Verbindungsrohres im Wesentlichen gleichmäßig ist. Dies hat den Effekt, dass beim Erreichen des kritischen Kraftniveaus das Verbindungsrohr in Umfangsrichtung gleichmäßig gelöst wird und somit eine unbehinderte zweite kraftbegrenzte Drehung der Gurtwelle ermöglicht wird.
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Es kann zudem vorgesehen sein, dass in der Schwächungsnut eine die Schwächungsnut unterbrechende Brücke ausgebildet ist, die insbesondere mit der Verriegelungsnut in axialer Richtung fluchtet. Insbesondere fluchtet die Brücke mit dem Rand der Verriegelungsnut, an dem der Verriegelungshaken in Anlage kommt. Die Brücke ist beispielsweise als ein einige Millimeter, beispielsweise 1 bis 3 mm, dicker Materialsteg ausgebildet. Auch durch diese Maßnahme wird erreicht, dass sich das Verbindungsrohr über den Umfang gleichmäßig von dem Profilkopf löst.
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Die Sollbruchstelle ist also insbesondere zwischen der Verriegelungsnut, über welche das Verbindungsrohr im verriegelten Zustand mit der Gurtwelle gekoppelt ist, und der Verbindungsstelle des ersten Endes der Kraftbegrenzungseinrichtung mit dem Profilkopf oder dem Verbindungsrohr angeordnet.
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Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass nach dem Lösen des Verbindungsrohres eine kraftbegrenzte Relativdrehung der Gurtwelle möglich ist.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Verriegelungshaken mit einem Mitnehmer starr verbunden ist, wobei der Mitnehmer in eine an dem Verbindungsrohr schraubenförmig ausgebildete Führungsnut eingreift und die Führungsnut auf einer dem Profilkopf abgewandten Seite der Verriegelungsnut des Verbindungsrohres angeordnet ist. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Tiefe der Schwächungsnut größer oder kleiner ist als die Tiefe der Führungsnut.
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In diesem Zusammenhang kann zudem vorgesehen sein, dass in Richtung der Relativdrehung hinter einem Ende der Führungsnut eine Vertiefung ausgebildet ist. Die Führungsnut ist beispielsweise durch einen Materialsteg von der Vertiefung getrennt. Der Materialsteg stellt für den Verriegelungshaken eine Art Widerstand dar, wenn dieser zur Beendigung der Relativdrehung gestoppt wird. Durch die Verformung des Steges erfolgt eine langsame Abbremsung der Relativdrehung.
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Die Kraftbegrenzungseinrichtung kann beispielsweise als Torsionsstab ausgebildet sein.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen schematisch
- 1: eine Explosionsansicht von Teilen eines Gurtaufrollers,
- 2: die Teile im montierten Zustand (ohne Gurtwelle) und
- 3: eine Aufsicht auf das Verbindungsrohr und
- 4: eine Querschnittsansicht durch das Verbindungsrohr im Bereich der Schwächungsnut.
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Der in den Figuren dargestellte Gurtaufroller umfasst eine Gurtwelle 1 und einen Profilkopf 2, die in einem montierten Zustand an einem nicht gezeigten Rahmen drehbar gelagert sind. Der Profilkopf 2 ist einteilig mit einem Verbindungsrohr 6 ausgebildet, wobei das Verbindungsrohr 6 im montierten Zustand innerhalb der Gurtwelle 1 angeordnet ist. Der Gurtaufroller umfasst ferner eine Kraftbegrenzungseinrichtung 3, die mit einem ersten Ende 4 drehfest mit dem Profilkopf 2 und mit einem zweiten Ende 5 drehfest mit der Gurtwelle 1 gekoppelt ist.
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Der Gurtaufroller umfasst ferner einen Verriegelungshaken 7 der starr mit einem Mitnehmer 10 ausgebildet ist. Im montierten Zustand ist der Verriegelungshaken 7 zwischen Verbindungsrohr 6 und Gurtwelle 1 angeordnet, wobei der Mitnehmer 10 in eine schraubenförmig an dem Verbindungsrohr 6 ausgebildeten Führungsnut 11 eingreift. In einem Ausgangszustand ist der Verriegelungshaken 7 axial zu der Verriegelungsnut 8 in dem Verbindungsrohr 6 versetzt, so dass der Verriegelungshaken 7 nicht in die Verriegelungsnut 8 eingreift.
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Wird nun der Profilkopf 2 mit dem Gehäuserahmen verriegelt, so kann die Gurtwelle 1 eine kraftbegrenzte Relativdrehung zu dem Profilkopf 1 und dem Verbindungsrohr 6 ausführen, bei welcher die Kraftbegrenzungseinrichtung 3 in Form eines Torsionsstabes tordiert wird. Während dieser Relativdrehung wird der Verriegelungshaken 7 von der Gurtwelle 1 mitgenommen, wobei aufgrund der schraubenförmigen Führungsnut 11 der Verriegelungshaken 7 axial verschoben wird und schließlich in Eingriff mit der Verriegelungsnut 8 gebracht wird. In diesem Zustand ist die Gurtwelle 1 drehfest über den Profilkopf 1 mit dem Gehäuserahmen gekoppelt. Ein weiterer Gurtbandauszug kann zunächst nicht mehr erfolgen.
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Es ist nun vorgesehen, dass zwischen der Verriegelungsnut 8 und dem Profilkopf 2 eine Sollbruchstelle in Form einer Schwächungsnut 9 ausgebildet ist, an welcher nach Überschreiten einer von dem Sicherheitsgut eingeleiteten kritischen Kraft das Verbindungsrohr 6 von dem Profilkopf 2 gelöst wird. Im Folgenden ist dann wieder eine Relativdrehung der Gurtwelle 1 gegenüber dem Profilkopf 2 möglich, wobei auch bei dieser Relativdrehung die Kraftbegrenzungseinrichtung 3 tordiert wird.
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Aus den 3 und 4 ist zu erkennen, dass die Schwächungsnut 9 eine Brücke 12 aufweist, die in axialer Richtung fluchtend mit der Verriegelungsnut 8 angeordnet ist. Aus 4 geht zudem hervor, dass sich eine Tiefe der Schwächungsnut 9 in einem Bereich des Verbindungsrohres 6 vergrößert, in dem auf einer Innenseite des Verbindungsrohres 6 keine Aufnahmen für den Torsionsstab ausgebildet sind. Beide Maßnahmen haben zur Folge, dass das Verbindungsrohr 6 in Umfangsrichtung gleichmäßig bricht und somit der über den Verriegelungshaken 7 mit der Gurtwelle 1 gekoppelte Teil des Verbindungsrohres 6 in einer vorgegebenen Weise von dem Profilkopf 2 gelöst wird.
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Aus 3 ist zudem ersichtlich, dass in Richtung der Relativdrehung hinter der Führungsnut 11 eine Vertiefung 13 ausgebildet ist. Am Ende der Relativdrehung kommt der Mitnehmer 10 des Verriegelungshakens 7 mit dem Steg zwischen der Führungsnut 11 und der Vertiefung 13 in Anlage, wobei durch eine Verformung dieses Steges die Relativdrehung in vorgegebener Weise gestoppt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gurtwelle
- 2
- Profilkopf
- 3
- Kraftbegrenzungseinrichtung
- 4
- erstes Ende
- 5
- zweites Ende
- 6
- Verbindungsrohr
- 7
- Verriegelungshaken
- 8
- Verriegelungsnut
- 9
- Schwächungsnut
- 10
- Mitnehmer
- 11
- Führungsnut
- 12
- Brücke
- 13
- Vertiefung
