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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller zur Befestigung in einem Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Gurtaufroller weisen als Grundbauteile einen lasttragenden Rahmen und eine in dem Rahmen drehbar gelagerte Gurtspule auf, auf welcher ein Sicherheitsgurt aufwickelbar ist. Der Rahmen dient neben der Lagerung der Gurtspule außerdem zur Befestigung an einer Sitzstruktur oder an einer Fahrzeugstruktur und ist dafür aus einem entsprechend dicken Stahlblech hergestellt, welches zu einem U-förmigen Rahmen gebogen ist.
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Fahrzeugsitze mit Sicherheitsgurteinrichtungen sind z.B. in der Verwendung als Vordersitze in Cabriolets bekannt, bei denen wenigstens die Gurtaufroller der Sicherheitsgurteinrichtungen in den Rückenlehnen der Fahrzeugsitze befestigt sind. Die Gurtaufroller werden in diesem Fall mangels einer lasttragenden B-Säule und aus Gründen des Zuganges zu den hinteren Sitzen bzw. aus Gründen der Entfernung zu der hinteren Fahrzeugstruktur bevorzugt in den Rückenlehnen der Fahrzeugsitze befestigt, welche damit auch zur Aufnahme der im Rückhaltefall über den Gurtaufroller wirkenden Zugkräfte ausgelegt werden müssen. Die Gurtaufroller selbst weisen alle Grundbauteile eines Standardgurtaufrollers auf und können zusätzlich mit verschiedenen, speziell für den Einbau in die Rückenlehne vorgesehenen Zusatzbaugruppen, wie z.B. einem sich selbst ausrichtenden Trägheitssensor versehen sein.
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Der Fahrzeugsitz weist in seinem Grundaufbau eine Sitzstruktur aus mehreren lasttragenden Strukturteilen auf, welche unter anderem auch zur Befestigung des Fahrzeugsitzes an der Fahrzeugstruktur dienen. Die Sitzstruktur ist zur Verbesserung des Sitzkomforts mit Federn und einer Polsterung versehen und dient außerdem zur Befestigung weiterer Bauteile wie z.B. verschiedenen Sitzverstellmechanismen, einschließlich der zugehörigen Elektromotoren und weiterer Bauteile wie Heizeinrichtungen, Sensoren, Displays, Kopfstützen und dergleichen.
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In modernen Fahrzeugen mit autonomen Fahrsystemen wird zunehmend eine vergrößerte Verstellbarkeit der Fahrzeugsitze in verschiedene Ausrichtungen und Stellungen gefordert, damit der Fahrzeuginsasse die durch das autonome Fahren gewonnenen Freiheiten z.B. zu einer vertieften Kommunikation mit den weiteren Insassen, zu verlängerten und intensiveren Ruhephasen oder auch zur Arbeit nutzen und den Fahrzeugsitz dazu entsprechend ausrichten kann. Dies hat zur Folge, dass die Sicherheitsgurteinrichtung und insbesondere der Gurtaufroller nicht mehr wie bisher an der Fahrzeugstruktur, sondern stattdessen am Fahrzeugsitz befestigt werden muss, wie dies z.B. auch schon bei den Vordersitzen von Cabriolets der Fall war.
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Ein besonderes Problem ist dabei, dass die Fahrzeugsitze in diesem Fall zur Aufnahme der gesamten Rückhaltekräfte während der Rückhaltung des Insassen im Unfall ausgelegt werden müssen, so dass sie deutlich schwerer und stabiler ausgeführt werden müssen als konventionelle Fahrzeugsitze.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller zur Befestigung in einem Fahrzeugsitz zu schaffen, welcher eine vereinfachte Auslegung des Fahrzeugsitzes ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe ein Gurtaufroller mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
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Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der lasttragende Rahmen des Gurtaufrollers zur Befestigung an einer ersten Fahrzeugsitzkomponente des Fahrzeugsitzes formindividualisiert ist, und an dem Rahmen wenigstens ein Befestigungsansatz zur Halterung und/oder Lagerung einer zweiten Fahrzeugsitzkomponente und/oder zu einer lasttragenden Verbindung mit einer Fahrzeugstruktur vorgesehen ist.
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Durch die in Bezug zu der ersten Fahrzeugsitzkomponente formindividualisierte Ausbildung des Rahmens kann der Gurtaufroller als ein integraler Bestandteil der ersten Fahrzeugsitzkomponente ausgebildet werden, wodurch die Struktur der ersten Fahrzeugsitzkomponente ergänzt bzw. vervollständigt und damit vereinfacht und verbessert ausgenutzt wird. Ferner kann dadurch auch ein an der ersten Fahrzeugsitzkomponente vorgesehener Hohlraum ausgenutzt werden. Beide Vorteile führen zu einem kompakten Aufbau des Fahrzeugsitzes, wodurch dieser versteift und dadurch selbst leichter ausgeführt werden kann. Dabei kann der Gurtaufroller die Struktur vervollständigen bzw. versteifen, indem er z.B. zwei Abschnitte der Fahrzeugsitzkomponente miteinander verbindet und dadurch die Fahrzeugsitzkomponente fachwerkartig versteift. Die formindividualisierte Ausbildung des Gurtaufrollers ist in diesem Fall dadurch verwirklicht, indem der Gurtaufroller in der Länge an den Abstand der zu verbindenden Abschnitte der Fahrzeugsitzkomponente angepasst ist. Ferner kann der Gurtaufroller durch den vorgesehenen Befestigungsansatz zur Halterung und/oder Lagerung einer zweiten Fahrzeugsitzkomponente oder auch zu einer lasttragenden Verbindung mit der Fahrzeugstruktur genutzt werden, wodurch der konstruktive Aufbau des Fahrzeugsitzes weiter vereinfacht werden kann, indem auf entsprechende Befestigungsansätze an dem Fahrzeugsitz verzichtet werden kann. Dabei kann der lasttragende Rahmen des Gurtaufrollers z.B. zur Befestigung an einer Fahrzeugstruktur genutzt werden, wodurch der Gurtaufroller selbst und damit auch der Fahrzeugsitz über den Gurtaufroller mit der Fahrzeugstruktur verbunden ist. Dadurch kann der Fahrzeugsitz auch unter Berücksichtigung der zu erfüllenden Anforderungen hinsichtlich seiner Steifigkeit und der lasttragenden Eigenschaften leichter und schwächer ausgeführt werden, da die zu erfüllenden Anforderungen an die Steifigkeit des Fahrzeugsitzes dann im Zusammenwirken des Fahrzeugsitzes mit dem lasttragenden Rahmen des Gurtaufrollers erreicht werden. Dabei können insbesondere die im Unfall aufzunehmenden Rückhaltekräfte zur Rückhaltung des Insassen über den Befestigungsansatz des lasttragenden Rahmens direkt in die Fahrzeugstruktur eingeleitet werden. Dadurch wird die Struktur des Fahrzeugsitzes in diesem Abschnitt entlastet bzw. hinsichtlich der Lastaufnahme überbrückt.
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Der Befestigungsansatz und der Rahmen können dabei bevorzugt einstückig ausgebildet sein. Der Befestigungsansatz kann z.B. bei der Herstellung des Rahmens kostengünstig mit angeformt werden. Außerdem können die Kraft- und Spannungsverhältnisse in dem Rahmen dadurch günstiger gestaltet werden, da dadurch keine Verbindungselemente wie z.B. Nieten oder Schrauben erforderlich sind, welche bei einer Belastung grundsätzlich eine lokale Spannungserhöhung in dem Bauteil zur Folge hätten.
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Dabei kann der Befestigungsansatz bevorzugt in Form einer von dem Rahmen vorstehenden Zunge mit einer Befestigungsöffnung und/oder Lageröffnung ausgebildet sein. Dadurch kann der Befestigungsansatz eine speziell zur Befestigung bzw. zur Lagerung geformte und insbesondere unabhängig von der Formgebung des Rahmens ausgebildete Kraftangriffsfläche bilden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Befestigungsansatz an einer der Stirnseiten des Rahmens angeordnet ist. Der Befestigungsansatz ist dadurch an einem der beiden Enden des Gurtaufrollers angeordnet und bildet einen an einer Außenseite des Gurtaufrollers vorgesehenen Kraftangriffspunkt. Im Idealfall kann der Befestigungsansatz eine zu einer Außenseite hin gerichtete Verlängerung einer die Stirnseite des Gurtaufrollers verschließenden Abschlusswand des Rahmens sein.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Befestigungsansatz in Bezug zu einer Längsachse des Gurtaufrollers radial nach außen von dem Rahmen vorsteht. Da der Sicherheitsgurt radial aus dem Gurtaufroller herausgeführt ist, bietet der ebenfalls radial vorstehende Befestigungsansatz eine besonders gute Krafteinleitungsfläche, da die Reaktionskräfte zur Rückhaltung des Insassen in diesem Fall auch bevorzugt in Radialrichtung über den Rahmen des Gurtaufrollers aufgenommen und in die Fahrzeugstruktur weitergeleitet werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Rahmen durch ein mehrfach umgeformtes Metallteil gebildet ist. Der Rahmen kann damit kostengünstig in einer Großserienfertigung zunächst durch ein Stanzen aus einem Metallblech hergestellt werden, wobei der Befestigungsansatz dabei bereits ein Teil der Form des Rahmens ist. Anschließend wird das ausgestanzte Teil in einem Mehrfachumformprozess zu dem Rahmen geformt und der Befestigungsansatz dabei in seine vorbestimmte Anordnung und Ausrichtung geformt.
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Weiter kann der Rahmen bevorzugt in Form eines formstabilen Hohlprofils ausgebildet sein. Die Ausbildung des Rahmens als Hohlprofil ist insofern von Vorteil, da der Rahmen dadurch eine erhöhte Verformungsfestigkeit in Bezug zu Querkräften und Torsionskräften in Bezug zu seiner Längsachse aufweist. Ferner umfasst der Rahmen die Bauteile des Gurtaufrollers dadurch zu den Außenseiten hin und schützt diese dadurch vor äußeren mechanischen Einwirkungen.
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Dabei kann das Hohlprofil bevorzugt aus wenigstens zwei Teilschalen gebildet sein, welche in einem Montageprozess zusammengefügt werden. Dadurch kann die Montage des Gurtaufrollers vereinfacht werden, indem die Bauteile des Gurtaufrollers zunächst in eine der Teilschalen eingesetzt werden, bevor der Rahmen durch Ansetzen der weiteren Teilschale(n) zu dem Hohlprofil vervollständigt wird.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Befestigungsansatz zur Halterung und/oder Lagerung einer zweiten Fahrzeugsitzkomponente vorgesehen ist, und die zweite Fahrzeugsitzkomponente eine Kopfstütze oder ein bewegliches Lehnenteil ist. Der Gurtaufroller wird dadurch neben seiner eigentlichen Funktion, des Aufrollens des Sicherheitsgurtes, zusätzlich zur Verbindung der ersten und zweiten Fahrzeugsitzkomponente genutzt. Sofern die zweite Fahrzeugsitzkomponente eine Kopfstütze ist, ist die vorgeschlagene Lösung besonders vorteilhaft, da der Gurtaufroller in einer Anordnung in einem oberen Randabschnitt der Rückenlehne geometrisch günstig sowohl zur Befestigung der darüber angeordneten Kopfstütze als auch zu einer Zuführung des Sicherheitsgurtes über eine der Schultern des Insassen im Idealfall ohne eine weitere Umlenkung genutzt werden kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
- 1 ein in einer Rückenlehne angeordneter Gurtaufroller mit einer daran befestigten Kopfstütze gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine vergrößerte Darstellung des Gurtaufrollers der 1;
- 3 den Gurtaufroller aus der 1 ohne die Kopfstütze;
- 4 ein in einer Rückenlehne angeordneter Gurtaufroller mit einer daran befestigten Kopfstütze gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 5 ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller nach einer dritten Ausführungsform;
- 6 ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller nach einer vierten Ausführungsform.
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In den 1 bis 3 ist ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller 1 zu erkennen, welcher zwei Streben 2 und 3 einer Struktur einer nicht dargestellten Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes an ihren Enden miteinander verbindet und dadurch die Rückenlehnenstruktur versteift. Der Gurtaufroller 1 weist einen lasttragenden Rahmen 100 auf, welcher in der Länge so bemessen ist, dass er die Streben 2 und 3 in dem vorbestimmten Abstand miteinander verbindet. Die nicht dargestellte Rückenlehne mit den beiden Streben 2 und 3 bildet hier eine erste Fahrzeugsitzkomponente des Fahrzeugsitzes, an der der Gurtaufroller 1 mit dem lasttragenden Rahmen 100 befestigt ist. Der Gurtaufroller 1 weist ferner eine in dem lasttragenden Rahmen 100 drehbar gelagerte Gurtwelle auf, auf der ein nur in den Ausführungsbeispielen der 4, 5 und 6 zu erkennender Sicherheitsgurt 17 aufwickelbar ist. An dem Rahmen 100 ist ein Befestigungsansatz 50 vorgesehen, welcher in dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 durch ein Beschlagteil 18 gebildet ist, das an der Außenseite des Rahmens 100 z.B. durch Nieten, Schrauben, Verkleben oder Verschweißen befestigt ist. Alternativ kann das Beschlagteil 18 auch einstückig mit dem Rahmen 100 ausgebildet und in dem Formgebungsprozess des Rahmens 100 selbst gleich mit hergestellt sein.
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Das Beschlagteil 18 weist an jedem seiner Enden jeweils eine zu einer Radialaußenseite hochgebogene Befestigungszunge mit einer darin vorgesehenen Lageröffnung 19 und 20 auf. Ferner ist in einem Randabschnitt des Rahmens 100 des Gurtaufrollers 1 die nicht zu erkennende Gurtwelle drehbar gelagert, welche unterhalb einer an der Oberseite des Rahmens 100 vorgesehenen Umlenkeinrichtung 8 mit einen Austrittsschlitz 9 angeordnet ist.
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Außerdem sind in den Lageröffnungen 19 und 20 zwei Haltearme 6 und 7 schwenkbeweglich gehalten, welche ihrerseits an ihren Enden schwenkbeweglich mit einer an der Kopfstütze 4 befestigten Halteplatte 5 befestigt sind. Damit ist die Kopfstütze 4 mit der Halteplatte 5 über die Haltearme 6 und 7 und den Befestigungsansatz 50 an dem Rahmen 100 des Gurtaufrollers 1 befestigt. Die Kopfstütze 4 bildet hier eine zweite Fahrzeugsitzkomponente, welche über den Gurtaufroller 1 mit der ersten Fahrzeugsitzkomponente also der Rückenlehne verbunden ist.
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Der Rahmen 100 des Gurtaufrollers 1 ist aus zwei länglichen Teilschalen 10 und 11 zusammengesetzt, welche sich zu einem in Umfangsrichtung geschlossenen, länglichen Hohlprofil ergänzen. Der Rahmen 100 ist im Querschnitt unrund, bevorzugt vier- oder mehreckig ausgebildet und über jeweils zwei hochstehende Laschen der Streben 2 und 3 drehfest um seine Längsachse mit den Streben 2 und 3 verbunden. Der nur in der 4 dargestellte Sicherheitsgurt 17 wird im ausgezogenen Zustand von der Gurtwelle direkt durch den Austrittsschlitz 9 der Umlenkeinrichtung 8 auf den Insassen zugeführt. Der Gurtaufroller 1 dient neben der Lagerung der Gurtwelle zusätzlich zur Versteifung der Rückenlehne und zur Befestigung der Kopfstütze 4.
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In dem Ausführungsbeispiel der 4 sind an dem Rahmen 100 des Gurtaufrollers 1 zwei Befestigungsansätze 50 vorgesehen, welche als an den Stirnseiten des Rahmens 100 angeordnete, radial nach außen vorstehende Befestigungslaschen 19 ausgebildet sind. An den Befestigungslaschen 19 ist jeweils ein Gelenkarm 12 und 13 schwenkbeweglich gehalten, welche ihrerseits an ihren Enden über eine Koppelstange 15 miteinander verbunden sind. Die Befestigungslaschen 19 sind in Form von radial nach außen vorstehenden Zungen ausgebildet und weisen jeweils eine Öffnung zur Lagerung der Gelenkarme 12 und 13 auf. Die Koppelstange 15 dient der Halterung einer mit der Kopfstütze 4 verbundenen Befestigungsplatte 16 und weist zusätzlich einen Umlenkabschnitt 14 auf. In der Kopfstütze 4 ist in diesem Fall ein Austrittsschlitz 9 vorgesehen, welcher in Austrittsrichtung des Sicherheitsgurtes 17 fluchtend vor dem Umlenkabschnitt 14 der Koppelstange 15 angeordnet ist. Der Sicherheitsgurt 17 verläuft ausgehend von der Gurtwelle des Gurtaufrollers 1 in der Kopfstütze 4 nach oben bis zu dem Umlenkabschnitt 14 der Koppelstange 15, wird dann an dem Umlenkabschnitt 14 umgelenkt und tritt durch den Austrittsschlitz 9 in Richtung der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes also in Richtung des Insassen aus.
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In der 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu erkennen, bei der der Befestigungsansatz 50 durch eine stirnseitig an dem Gurtaufroller 1 angeordnete Lagerplatte 21 mit einer darin vorgesehene Lageröffnung 22 gebildet ist. Der Gurtaufroller 1 ist hier dazu vorgesehen, an der Randseite einer ersten Fahrzeugsitzkomponente befestigt zu werden, an welcher eine zweite, gelenkig zu der ersten Fahrzeugsitzkomponente gelagerte zweite Fahrzeugsitzkomponente angrenzt. Dabei kann die erste Fahrzeugsitzkomponente ein erster Abschnitt einer Rückenlehne und die zweite Fahrzeugsitzkomponente ein zweiter Abschnitt der Rückenlehne also ein weiteres Lehnenteil der Rückenlehne sein. Die zweite Fahrzeugsitzkomponente ist in diesem Fall in der Lageröffnung 22 der Lagerplatte 21 schwenkbeweglich gelagert und gleichzeitig senkrecht zu der Schwenkachse zugfest befestigt.
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In der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zu erkennen, bei dem der Befestigungsansatz 50 durch eine stirnseitig an dem Gurtaufroller 1 vorgesehene Verriegelungsplatte 24 gebildet ist, in welcher eine Verriegelungsöffnung 23 vorgesehen ist. Der Gurtaufroller 1 ist hier für eine Befestigung einer schwenkbaren Rückenlehne an einer Fahrzeugstruktur also an einem externen Bauteil vorgesehen und bildet mit der Verriegelungsöffnung 23 einen Teil der Lehnenverriegelung der Rückenlehne gegenüber der Fahrzeugstruktur, wie dies z.B. bei Rücksitzen, mit einer durch die Verschwenkbarkeit der Rückenlehne ermöglichten Durchlademöglichkeit der Fall ist. Der Gurtaufroller 1 ist hier an der Rückenlehne befestigt und dient durch die Verriegelungsöffnung 23 zusätzlich zum Eingriff einer an der Fahrzeugstruktur vorgesehenen Verriegelungsklinke, also zur Befestigung der Rückenlehne gegenüber einem externen Bauteil, nämlich der Fahrzeugstruktur.
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Die Lagerplatte 21 und die Verriegelungsplatte 24 weisen einen radial vorstehenden Abschnitt in Form einer Zunge auf, welche eine Kraftangriffsfläche bildet, in der die Lageröffnung 22 bzw. die Verriegelungsöffnung 23 angeordnet ist. Damit sind die Lageröffnung 22 und die Verriegelungsöffnung 23 radial von dem Rahmen 100 des Gurtaufrollers nach außen versetzt und damit radial von außen frei zugänglich. Die Verriegelungsöffnung 23 bildet hier eine radial von dem Fahrzeugsitz vorstehende Befestigungsöffnung, welche eine Befestigung des Fahrzeugsitzes mit einem externen Bauteil wie der Fahrzeugstruktur ermöglicht.
