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Die Erfindung bezieht sich auf Gurtaufroller für Sicherheitsgurte.
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Ein Gurtaufroller mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der internationalen Veröffentlichungsschrift
WO 2010/060558 A1 bekannt. Der dort beschriebene Gurtaufroller ist mit einer Gurtspule zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts und einer sperrbaren Sperrbasis ausgestattet, die im Bereich eines axialen Endabschnitts der Gurtspule mit einem mit der Gurtspule mittelbar oder unmittelbar verbundenen oder verbindbaren Kraftbegrenzungselement in Verbindung steht, vor einem Sperren mit der Gurtspule mitgedreht wird und nach einem Sperren in ihrer Drehbewegung blockiert wird. Das Kraftbegrenzungselement erstreckt sich in axialer Richtung - entlang der Drehachse der Gurtspule gesehen - durch zumindest einen Abschnitt der Gurtspule hindurch, ragt mit einem Ende aus der Gurtspule heraus und steht mit der Sperrbasis in Verbindung. Der genannte Endabschnitt der Gurtspule ist auf einem Lagerrad gelagert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller anzugeben, bei dem im Falle eines Sperrens der Sperrbasis und eines etwaigen Verkippens der Sperrbasis relativ zur Drehachse der Gurtspule dieses Verkippen den Verlauf der Gurtrückhaltekraft nicht oder zumindest möglichst wenig beeinflusst.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers sind in Unteransprüchen angegeben.
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Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Gurtspule und die Sperrbasis überlappungsfrei sind.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers ist darin zu sehen, dass durch die erfindungsgemäß vorgesehene Überlappungsfreiheit zwischen Lagerrad und Sperrbasis eine im Falle eines Sperrens der Sperrbasis etwaig auftretende Kippbewegung der Sperrbasis keine oder zumindest keine signifikante Auswirkung auf die Lagerung der Gurtspule hat, sodass der Verlauf der Gurtrückhaltekraft durch das oder die Kraftbegrenzungselemente bestimmt wird und nicht oder zumindest nicht signifikant von der Kippbewegung der Sperrbasis modifiziert wird.
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Mit Blick auf einen minimalen Einfluss einer etwaigen Kippbewegung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn auch die Gurtspule und die Sperrbasis überlappungsfrei sind.
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Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn das Lagerrad und die Sperrbasis in axialer Richtung beabstandet voneinander oder zumindest mit axialem Spiel versehen sind.
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Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Lagerrad die Gurtspule und die Sperrbasis in axialer Richtung voneinander trennt und einen axialen Abstand zwischen der Gurtspule und der Sperrbasis hervorruft.
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Das Lagerrad ist vorzugsweise drehfest mit einem axial innenliegenden Abschnitt des Kraftbegrenzungselements verbunden.
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Der axial innenliegende Abschnitt ist vorzugsweise zwischen dem mit der Sperrbasis verbundenen Ende des Kraftbegrenzungselements und dem anderen Ende des Kraftbegrenzungselements angeordnet.
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Das Lagerrad ist bevorzugt auf dem axial innenliegenden Abschnitt des Kraftbegrenzungselements aufgesteckt.
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Der axial innenliegende Abschnitt des Kraftbegrenzungselements und die Sperrbasis können in vorteilhafter Weise in axialer Richtung gesehen aneinander angrenzen.
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Auch ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass ein Strafferrad eines Strafferantriebs zwischen der Sperrbasis und der Gurtspule angeordnet ist.
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Das Strafferrad ist vorzugsweise auf dem Lagerrad drehfest montiert, insbesondere auf eine Verzahnung des Lagerrads aufgesteckt.
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Das Strafferrad ist vorzugsweise auf einem axial außerhalb der Gurtspule liegenden Radabschnitt des Lagerrads drehfest montiert, insbesondere auf eine Verzahnung des Lagerrads aufgesteckt.
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Ein axial innerhalb der Gurtspule liegender Radabschnitt des Lagerrads lagert vorzugsweise die Gurtspule drehbar.
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Die Überlappungsfreiheit zwischen der Gurtspule und der Sperrbasis in axialer Richtung gesehen ist vorzugsweise zumindest so groß ist wie die Dicke des Strafferrads und die Dicke eines Abstandshalteabschnitts des Lagerrads, der das Strafferrad von der Gurtspule trennt.
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Das Kraftbegrenzungselement ist vorzugsweise ein Torsionsstab.
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Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass im Inneren der Gurtspule zusätzlich zu dem genannten Kraftbegrenzungselement, nachfolgend erstes Kraftbegrenzungselement genannt, ein zweites Kraftbegrenzungselement angeordnet ist, das mit dem anderen Ende des ersten Kraftbegrenzungselements verbunden oder koppelbar ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
- 1 Bestandteile eines ersten Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller in einer dreidimensionalen Explosionsdarstellung schräg von der Seite,
- 2 das erste Ausführungsbeispiel gemäß 1 in einem schematischen Querschnitt,
- 3-4 weitere dreidimensionale Explosionsdarstellungen des ersten Ausführungsbeispiels,
- 5 Bestandteile eines zweiten Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller in einer dreidimensionalen Explosionsdarstellung.
- 6 beispielhaft einen typischen Verlauf der Gurtrückhaltekraft über dem Gurtbandauszug bei den beiden Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 5 und
- 7 einen Verlauf der Gurtrückhaltekraft über dem Gurtbandauszug, wie er ohne Überlappungsfreiheit von Sperrbasis und Gurtspule auftreten könnte.
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In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt in einer dreidimensionalen Explosionsdarstellung schräg von der Seite Bestandteile eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller 10. Man erkennt eine Gurtspule 20, in deren Inneren sich entlang der Drehachse der Gurtspule 20 ein Torsionsstab 30 erstreckt. Der Torsionsstab 30 ragt mit einem Torsionsstabende 31 im Bereich eines ersten axialen (bezogen auf die Drehachse D der Gurtspule 20) Endabschnitts 21 der Gurtspule 20 aus dieser heraus. Das andere Torsionsstabende ist in der 1 verdeckt und vorzugsweise im Bereich eines zweiten axialen Endabschnitts 22 drehfest mit der Gurtspule 20 verbunden.
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Das Torsionsstabende 31 weist eine Außenverzahnung auf, die in eine Innenverzahnung 41 (vgl. 2 und 3) einer Sperrbasis 40 eingreift und das Torsionsstabende 31 drehfest mit der Sperrbasis 40 verbindet. Die Sperrbasis 40 wird mit dem Torsionsstab 30 und der Gurtspule 20 mitgedreht, solange eine Sperrklinke 40a die Rotation der Sperrbasis 40 nicht blockiert. Kommt es zu einer Sperrung der Sperrbasis 40 durch die ausgeschwenkte Sperrklinke 40a, so wird das Torsionsstabende 31 ebenfalls an einer weiteren Rotation gehindert, sodass eine Relativdrehung zwischen der Gurtspule 20 und der Sperrbasis 40 nur durch eine Torsion des Torsionsstabs 30 möglich ist.
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Zwischen dem in der 1 gezeigten Torsionsstabende 31 und dem anderen, in der 1 nicht sichtbaren Torsionsstabende befindet sich ein innenliegender Abschnitt 32, der ebenfalls mit einer Außenverzahnung versehen ist. Auf diese Außenverzahnung des innenliegenden Abschnitts 32 ist ein Lagerrad 50 mit seiner Innenverzahnung 51 aufgeschoben, sodass das Lagerrad 50 mit dem Torsionsstab 30 ebenfalls drehfest verbunden ist.
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Zusätzlich zu der Innenverzahnung 51 weist das Lagerrad 50 eine Außenverzahnung 52 auf, auf die ein Strafferrad 60 eines nicht weiter gezeigten Strafferantriebs (z. B. pyrotechnischen Strafferantriebs) mit seiner Innenverzahnung 61 aufgeschoben ist.
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Aufgrund der genannten Innenverzahnungen und Außenverzahnungen sind die Sperrbasis 40, das Strafferrad 60, das Lagerrad 50 und das Torsionsstabende 31 des Torsionsstabs 30 drehfest miteinander verbunden.
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In der 1 lässt sich darüber hinaus erkennen, dass der erste axiale Endabschnitt 21 der Gurtspule 20 mit einem vorstehenden Ringabschnitt 21a versehen ist, der einstückig an den axialen Endabschnitt 21 der Gurtspule 20 angeformt ist. Der vorstehende Ringabschnitt 21a greift in eine ringförmig umlaufende Nut 53 (vgl. 2 und 3) des Lagerrads 50 ein, sodass eine Lagerung der Spule 20 im Bereich des ersten axialen Endabschnitts 21 durch die ringförmige Nut 53 bzw. das Lagerrad 50 gewährleistet wird.
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Die 2 zeigt die in 1 gezeigten Komponenten in einer Querschnittsdarstellung. Es lässt sich erkennen, dass der axial vorstehende Ringabschnitt 21a im Bereich des ersten axialen Endabschnitts 21 der Gurtspule 20 in die ringförmige Nut 53 des Lagerrads 50 eingreift und von dieser drehbar gelagert wird. Die Lagerung der Gurtspule 20 beruht konkret auf einen innerhalb der Gurtspule 20 liegenden, also axial innenliegenden Radabschnitt 50a des Lagerrads 50, der durch einen Abstandshalteabschnitt 50b von einem axial außenliegendem Radabschnitt 50c des Lagerrads getrennt ist. Auf dem axial außenliegenden Radabschnitt 50c des Lagerrads ist das Strafferrad 60 drehfest montiert, indem es mit seiner Innenverzahnung 61 auf die auf dem außenliegenden Radabschnitt 50c angeordnete Außenverzahnung 52 aufgesteckt ist.
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Die 2 lässt darüber hinaus noch einmal deutlich erkennen, wie das Torsionsstabende 31 des Torsionsstabs 30 in die Innenverzahnung 41 der Sperrbasis 40 eingreift und dadurch mit dieser verbunden ist. Der angrenzende oder zumindest benachbarte innenliegende Abschnitt 32 des Torsionsstabs 30 dient als Träger des Lagerrads 50 und damit mittelbar auch als Träger des Strafferrads 60, das auf dem Lagerrad 50 montiert ist.
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Die 3 zeigt die in 1 gezeigten Bestandteile des Gurtaufrollers 10 nochmals in einer anderen dreidimensionalen Explosionsdarstellung, bei der man - anders als bei 1 - die Innenverzahnung 41 der Sperrbasis 40 sowie die ringförmige Nut 53 im Lagerrad 50 zwecks Lagerung der Gurtspule 20 erkennt.
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Die 4 zeigt die in den 1 bis 3 gezeigten Komponenten in einem vormontierten Zustand, bei dem das Strafferrad 60 auf dem Lagerrad 50 und das Lagerrad 50 auf den innenliegenden Abschnitt 32 des Torsionsstabs 30 montiert ist. Das Torsionsstabende 31 ragt axial heraus.
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Wieder zurückkommend auf 2 lässt sich erkennen, dass durch die beschriebene Anordnung der Komponenten eine axial (senkrecht zur Drehachse der Gurtspule 20 gesehen) überlappungsfreie Anordnung von Lagerrad 50 und Sperrbasis 40 erreicht wird und die Sperrbasis 40 in axialer Richtung von dem Lagerrad 50 baulich getrennt ist.
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Aufgrund dieser Überlappungsfreiheit wird ein Kippwinkel y zwischen der Sperrbasis 40 und dem Lagerrad 50 ermöglicht. Ein solcher Kippwinkel y kann beispielsweise auftreten, wenn die Sperrklinke 40a eine Rotation der Sperrbasis 40 blockiert und einseitig bzw. unter Ausübung eines Kippmoments auf die Sperrbasis 40 einwirkt. Die Überlappungsfreiheit verhindert nun, dass der Kippwinkel y einen Einfluss oder zumindest relevanten Einfluss auf die Gurtspule 20 ausüben kann. Durch die aufgrund der überlappungsfreien Anordnung ermöglichte „freie“ Kippbewegung wird nämlich vermieden, dass die verkippte Sperrbasis 40 die Lagerung des ersten axialen Endabschnitts 21 der Gurtspule 20 innerhalb der ringförmigen Nut 53 des Lagerrads 50 negativ beeinflusst, beispielsweise die Reibung der Gurtspule 20 innerhalb des Lagerrads 50 erhöht und bei Torsion des Torsionsstabs 30 den Kraftverlauf der Gurtrückhaltekraft über dem Gurtbandauszug gegenüber einem vorgegebenen Sollkraftverlauf verändert.
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Um die in der 2 dargestellte Kippbewegung der Sperrbasis 40 relativ zum Lagerrad 50 auch im Falle relativ großer Kippwinkel ohne Beeinflussung der Gurtrückhaltekraft der Gurtspule 20 zu ermöglichen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Lagerrad 50 und die Sperrbasis 40 in axialer Richtung - entlang der Drehachse D der Gurtspule 20 gesehen - zumindest ein gewisses axiales Spiel aufweisen.
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Die Überlappungsfreiheit zwischen der Gurtspule 20 und der Sperrbasis 40 - in axialer Richtung gesehen - ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4 so groß oder zumindest so groß wie die Dicke des Strafferrads 60 und die Dicke des Abstandshalterabschnitts 50b des Lagerrads 50, der das Strafferrad 60 von der Gurtspule 20 trennt. Im Falle einer Ausführung ohne Strafferrad 60 kann die Überlappungsfreiheit auch kleiner dimensioniert sein.
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Die 5 zeigt in einem Querschnitt Bestandteile eines zweiten Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 sind im Inneren der Gurtspule 20 als Kraftbegrenzungselement nicht ein einziger Torsionsstab 30 - wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4 -, sondern zwei Kraftbegrenzungselemente 300 und 301 angeordnet, die in axialer Richtung hintereinander liegen und drehfest miteinander verbunden oder zumindest miteinander koppelbar sind. Bei den Kraftbegrenzungselementen 300 und 301 handelt es sich vorzugsweise um Torsionsstäbe, die unterschiedliches Torsionsverhalten aufweisen.
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Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem Aufbau der Sperrbasis 40, dem Lagerrad 50 und dem Strafferrad 60 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 vorzugsweise entsprechend.
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Die 6 zeigt beispielhaft den resultierenden Verlauf der Gurtrückhaltekraft F über dem Gurtbandauszug x bzw. der Zeit t beim Auszugsvorgang bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4: Aufgrund der beschriebenen Überlappungsfreiheit von Sperrbasis und Gurtspule ist der Einfluss der gesperrten Sperrbasis nicht signifikant. Im Vergleich dazu ist ein typischer Verlauf der Gurtrückhaltekraft F über dem Gurtbandauszug x bzw. der Zeit t ohne Überlappungsfreiheit von Sperrbasis und Gurtspule in der 7 gezeigt: Man erkennt in der 7 Kraftschwankungen aufgrund der Einflussnahme der Verkippung auf die Gurtspule.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gurtaufroller
- 20
- Gurtspule
- 21
- erster axialer Endabschnitt
- 21a
- vorstehender Ringabschnitt
- 22
- zweiter axialer Endabschnitt
- 30
- Torsionsstab
- 31
- Torsionsstabende
- 32
- innenliegender Abschnitt
- 40
- Sperrbasis
- 40a
- Sperrklinke
- 41
- Innenverzahnung
- 50
- Lagerrad
- 50a
- innenliegender Radabschnitt
- 50b
- Abstandshalteabschnitt
- 50c
- außenliegender Radabschnitt
- 51
- Innenverzahnung
- 52
- Außenverzahnung
- 53
- Nut
- 60
- Strafferrad
- 61
- Innenverzahnung
- 300
- Kraftbegrenzungselement
- 301
- Kraftbegrenzungselement
- D
- Drehachse
- F
- Gurtrückhaltekraft
- t
- Zeit
- x
- Gurtbandauszug
- γ
- Kippwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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