DE102020130268A1 - belt retractor - Google Patents
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Abstract
Es wird Gurtaufroller (10) angegeben, mit einer drehbar gelagerten Gurtspule (12), auf der ein Gurtband aufgenommen werden kann, einem Blockiermechanismus (42), mit dem eine Drehung des Gurtaufrollers (10) in eine Abwickelrichtung des Gurtbandes blockiert werden kann, einem Kraftbegrenzungsmechanismus (16) zur Begrenzung einer Rückhaltekraft des Gurtaufrollers (10), wobei der Kraftbegrenzungsmechanismus (16) einen Torsionsstab (18) mit einem ersten Abschnitt (24) und mindestens einem weiteren, zweiten Abschnitt (26) umfasst, wobei der erste Abschnitt (24) des Torsionsstabs (18) eine größere Steifigkeit aufweist als der zweite Abschnitt (26) und wobei der erste Abschnitt (24) des Torsionsstabs (18) lösbar mit der Gurtspule (12) gekoppelt ist und der zweite Abschnitt (26) fest mit der Gurtspule (12) verbunden ist, mit einem Auslösemechanismus (30) zum Lösen der lösbaren Verbindung zwischen dem Torsionsstab (18) und der Gurtspule (12), und mit einem koaxial zur Gurtspule (12) und/oder zum Torsionsstab (18) angeordneten, drehbar gelagerten Stoppelement (40), das bei aktiviertem Auslösemechanismus (30) eine Drehung der Gurtspule (12) in der Abwickelrichtung auf eine definierte Anzahl von Umdrehungen begrenzt.The belt retractor (10) has a rotatably mounted belt spool (12) on which a belt can be accommodated, a blocking mechanism (42) with which rotation of the belt retractor (10) in an unwinding direction of the belt can be blocked, a Force-limiting mechanism (16) for limiting a restraining force of the belt retractor (10), the force-limiting mechanism (16) comprising a torsion bar (18) with a first section (24) and at least one further, second section (26), the first section (24 ) of the torsion bar (18) has a greater rigidity than the second section (26) and wherein the first section (24) of the torsion bar (18) is detachably coupled to the belt spool (12) and the second section (26) fixed to the belt spool (12) is connected to a release mechanism (30) for releasing the detachable connection between the torsion bar (18) and the belt reel (12), and with a coaxial belt reel (12) and / or to Torsion bar (18) arranged, rotatably mounted stop element (40), which limits rotation of the belt reel (12) in the unwinding direction to a defined number of revolutions when the triggering mechanism (30) is activated.
Description
Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einem Kraftbegrenzungsmechanismus für ein Sicherheitsgurtsystem eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a belt retractor with a force-limiting mechanism for a safety belt system in a motor vehicle.
Wird ein Fahrzeug verzögert, sorgt im Normalfall ein Sicherheitsgurtsystem dafür, dass ein Fahrzeuginsasse zurückgehalten wird. Damit es bei einer starken Verzögerung des Fahrzeugs und gleichzeitig einer vollständigen Blockierung des Gurtaufrollers zum Beispiel durch eine Sperrklinke nicht zu einer zu hohen Belastung auf einen Fahrzeuginsassen durch den Sicherheitsgurt kommt, werden in Gurtaufrollern Kraftbegrenzer eingesetzt.If a vehicle is decelerated, a seat belt system normally ensures that a vehicle occupant is restrained. Force limiters are used in belt retractors to ensure that the vehicle occupants are not subjected to too much stress from the seat belt when the vehicle decelerates sharply and the belt retractor is simultaneously completely blocked, for example by a pawl.
Der Kraftbegrenzer ermöglicht es allgemein ausgedrückt, dass beim Überschreiten eines bestimmten Drehmoments, das aufgrund einer hohen Zugkraft im Sicherheitsgurt auf die Gurtspule ausgeübt wird, diese auch in einem an sich blockierten Zustand gegen eine hohe Widerstandskraft in der Abwickelrichtung gedreht werden kann, so dass eine gewisse Länge an Gurtband von der Gurtspule abgewickelt werden kann. Dies ermöglicht eine zusätzliche Vorwärtsbewegung des Fahrzeuginsassen, woraus geringere Belastungen resultieren. Bekannt ist es, als Kraftbegrenzer einen oder mehrere Torsionsstäbe zu verwenden, die an einem Ende mit der Gurtspule und am anderen Ende mit einem Blockiermechanismus verbunden sind und in sich verdrillt werden können, wenn hohe Drehmomente auf sie einwirken. Die Drehung der Gurtspule bei blockiertem Gurtaufroller ist allerdings mechanisch auf wenige Umdrehungen der Gurtspule begrenzt.Generally speaking, the force limiter makes it possible that when a certain torque is exceeded, which is exerted on the belt reel due to a high tensile force in the safety belt, it can also be rotated in a blocked state against a high resistance force in the unwinding direction, so that a certain Length of webbing can be unwound from the belt reel. This enables additional forward movement of the vehicle occupant, resulting in lower loads. It is known to use one or more torsion bars as force limiters, which are connected at one end to the belt reel and at the other end to a blocking mechanism and can be twisted when high torques act on them. However, the rotation of the belt reel when the belt retractor is blocked is mechanically limited to a few revolutions of the belt reel.
Nachteilig hierbei ist, dass bei einer relativ geringen Verzögerung des Fahrzeugs, bei der es zu einer Blockierung des Gurtaufrollers kommt, die Gurtspule bereits ein Stück weit verdreht werden kann, obwohl dies bei relativ geringen Verzögerungen nicht notwendig wäre. Bei einer nachfolgenden, stärkeren Verzögerung des Fahrzeugs bei blockiertem Gurtaufroller ist dann nur noch eine geringere Umdrehung der Gurtspule möglich. Um dieses Problem zu beheben, ist es erforderlich, den Gurtaufroller auszutauschen, was jedoch kostenintensiv ist.The disadvantage here is that with a relatively small deceleration of the vehicle, when the belt retractor is blocked, the belt reel can already be twisted a little, although this would not be necessary with relatively small decelerations. In the event of a subsequent, greater deceleration of the vehicle with the belt retractor blocked, only a smaller rotation of the belt reel is then possible. Resolving this problem requires replacing the seat belt retractor, which is expensive.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, einen hinsichtlich der Kraftbegrenzung verbesserten Gurttaufroller bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide a belt retractor that is improved in terms of force limitation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gurtaufroller mit einer drehbar gelagerten Gurtspule, auf der ein Gurtband aufgenommen werden kann, einem Blockiermechanismus, mit dem eine Drehung des Gurtaufrollers in einer Abwickelrichtung des Gurtbandes blockiert werden kann, einem Kraftbegrenzungsmechanismus zur Begrenzung einer Rückhaltekraft des Gurtaufrollers, wobei der Kraftbegrenzungsmechanismus einen Torsionsstab mit einem ersten Abschnitt und mindestens einem weiteren, zweiten Abschnitt umfasst, wobei der erste Abschnitt des Torsionsstabs eine größere Steifigkeit aufweist als der zweite Abschnitt, und wobei der erste Abschnitt des Torsionsstabs lösbar mit der Gurtspule gekoppelt ist und der zweite Abschnitt fest mit der Gurtspule verbunden ist, mit einem Auslösemechanismus zum Lösen der lösbaren Verbindung zwischen dem Torsionsstab und der Gurtspule, und mit einem koaxial zur Gurtspule und/oder zum Torsionsstab angeordneten, drehbar gelagerten Stoppelement, das bei aktiviertem Auslösemechanismus eine Drehung der Gurtspule in der Abwickelrichtung auf eine definierte Anzahl von Umdrehungen begrenzt.This object is achieved according to the invention by a belt retractor with a rotatably mounted belt spool on which a belt strap can be accommodated, a blocking mechanism with which rotation of the belt retractor in an unwinding direction of the belt strap can be blocked, a force-limiting mechanism for limiting a restraining force of the belt retractor, wherein the force limiting mechanism comprises a torsion bar having a first section and at least one further, second section, the first section of the torsion bar having a greater stiffness than the second section, and the first section of the torsion bar being detachably coupled to the belt reel and the second section being fixed is connected to the belt reel, with a triggering mechanism for releasing the detachable connection between the torsion bar and the belt reel, and arranged coaxially to the belt reel and / or to the torsion bar, rotatably mounted stop element, which at activ fourth triggering mechanism limits rotation of the belt reel in the unwinding direction to a defined number of revolutions.
Erfindungsgemäß begrenzt das Stoppelement die Umdrehungen der Gurtspule nur bei aktiviertem Auslösemechanismus.According to the invention, the stop element limits the rotations of the belt reel only when the triggering mechanism is activated.
Bei geringen Verzögerungen des Fahrzeugs, wenn der Auslösemechanismus nicht aktiviert ist (beispielsweise bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis bei niedrigen Geschwindigkeiten), dreht sich das Stoppelement nicht. Dies hat den Vorteil, dass bei einer nachfolgenden Verzögerung, bei der der Auslösemechanismus aktiviert ist, immer noch eine ausreichende Vorverlagerung eines Fahrzeuginsassen möglich ist.At low vehicle decelerations, when the trigger mechanism is not activated (for example, when the vehicle collides with an obstacle at low speeds), the stop element does not rotate. This has the advantage that, in the event of a subsequent deceleration during which the triggering mechanism is activated, a vehicle occupant can still be displaced sufficiently forward.
Durch die unterschiedliche Steifigkeit des ersten und des zweiten Abschnitts des Torsionsstabs sind zwei unterschiedliche Kraftniveaus im Gurtaufroller vorgesehen. Solange das hohe Kraftniveau wirkt, findet bei blockierter Gurtspule keine Aktivierung des Kraftbegrenzungsmechanismus statt. Dadurch wird auch die Drehung des Stoppelements bei nicht aktiviertem Auslösemechanismus verhindert.Due to the different rigidity of the first and the second section of the torsion bar, two different force levels are provided in the belt retractor. As long as the high level of force is effective, the force limiting mechanism is not activated when the belt reel is blocked. This also prevents rotation of the stop member when the trigger mechanism is not activated.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Torsionsstab über eine Hülse, die den Torsionsstab zumindest abschnittsweise umgibt und im ersten Abschnitt mit diesem drehfest gekoppelt ist, mit der Gurtspule lösbar verbunden. Das bedeutet, der zweite Abschnitt des Torsionsstabs kann durch die Hülse überbrückt werden. Insbesondere ist die Hülse mit der Gurtspule lösbar gekoppelt.According to one embodiment, the torsion bar is detachably connected to the belt reel via a sleeve, which at least partially surrounds the torsion bar and is coupled to it in a rotationally fixed manner in the first section. This means the second section of the torsion bar can be bridged by the sleeve. In particular, the sleeve is detachably coupled to the belt reel.
Unter einer lösbaren Verbindung ist in diesem Zusammenhang eine Verbindung zu verstehen, die sich lösen lässt, ohne dass der Gurtaufroller demontiert werden muss.In this context, a detachable connection is to be understood as meaning a connection that can be released without the belt retractor having to be dismantled.
Durch die lösbare Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt des Torsionsstabs und der Gurtspule sind zwei unterschiedliche Kraftpfade durch den Gurtaufroller möglich, wobei ein Kraftpfad nur über den ersten Abschnitt des Torsionsstabs und ein zweiter Kraftpfad über den ersten und den zweiten Abschnitt des Torsionsstabs verläuft. Da der erste Abschnitt des Torsionsstabs eine größere Steifigkeit hat als der zweite Abschnitt, wird eine plastische Verformung, insbesondere eine Verdrillung des Torsionsstabs vermieden, solange der Kraftpfad nur über den ersten Abschnitt des Torsionsstabs verläuft. Verläuft der Kraftpfad über den zweiten Abschnitt des Torsionsstabs, ist bei blockiertem Gurtaufroller aufgrund der geringeren Steifigkeit eine Verdrillung des Torsionsstabs möglich, sodass der Kraftbegrenzungsmechanismus aktiviert wird und eine definierte Vorverlagerung eines Fahrzeuginsassen möglich ist.Due to the detachable connection between the first section of the torsion bar and the belt reel, two different force paths through the belt retractor are possible, with a force path only over the first section of the torsion bar and a second force path is across the first and second sections of the torsion bar. Since the first section of the torsion bar has greater rigidity than the second section, plastic deformation, in particular twisting of the torsion bar, is avoided as long as the force path runs only via the first section of the torsion bar. If the force path runs via the second section of the torsion bar, the torsion bar can twist when the belt retractor is blocked due to the lower rigidity, so that the force-limiting mechanism is activated and a defined forward displacement of a vehicle occupant is possible.
Der Blockiermechanismus umfasst vorzugsweise eine drehbar gelagerte Scheibe, die mit dem Torsionsstab drehfest gekoppelt ist, wobei die Scheibe einen Anschlag und einen an den Anschlag angrenzenden Gewindeabschnitt umfasst, wobei das Stoppelement mit Abstand zum Anschlag auf dem Gewindeabschnitt in Gewindeeingriff mit diesem drehbar gelagert ist.The locking mechanism preferably includes a rotatably mounted disc non-rotatably coupled to the torsion bar, the disc including a stop and a threaded portion adjacent the stop, the stop member being rotatably mounted on the threaded portion in threaded engagement spaced from the stop.
Das Stoppelement ist insbesondere in der Ausgangsstellung, also vor dem Aktivieren des Auslösemechanismus, von dem Anschlag beabstandet. Das bedeutet, dass das Stoppelement genau so viele Umdrehungen machen kann, bis es sich auf dem Gewindeabschnitt von seiner Ausgangsposition bis zum Anschlag bewegt hat. Somit kann die Anzahl der Umdrehungen des Stoppelements auf eine definierte Anzahl begrenzt werden, indem das Stoppelement in einem geeigneten Abstand zum Anschlag positioniert wird.The stop element is spaced apart from the stop, in particular in the starting position, ie before the triggering mechanism is activated. This means that the stop element can make just as many turns until it has moved from its starting position to the stop on the threaded section. The number of revolutions of the stop element can thus be limited to a defined number by positioning the stop element at a suitable distance from the stop.
Beispielsweise ist der Abstand so gewählt, dass das Stoppelement zwei bis drei Umdrehungen machen kann.For example, the distance is chosen so that the stop element can make two to three turns.
Der Anschlag ist vorzugsweise durch eine Stirnseite der Scheibe gebildet.The stop is preferably formed by an end face of the disk.
Der Gewindeabschnitt steht als Fortsatz von der Scheibe ab, wobei der Durchmesser des Fortsatzes geringer ist als ein Außendurchmesser der Scheibe.The threaded section protrudes from the disc as an extension, the diameter of the extension being smaller than an outer diameter of the disc.
Das Stoppelement ist insbesondere mit der Gurtspule drehfest verbunden, derart, dass bei einer Rotation der Gurtspule relativ zur Scheibe das Stoppelement entlang des Gewindeabschnitts bis zum Anschlag bewegt wird. Aufgrund der drehfesten Verbindung des Stoppelements mit der Gurtspule ist keine weitere Drehung der Gurtspule in Abwickelrichtung möglich, sobald das Stoppelement an dem Anschlag anliegt. Somit kann die Gurtspule bei aktiviertem Blockiermechanismus genauso viele Umdrehungen machen wie das Stoppelement.The stop element is in particular non-rotatably connected to the belt spool in such a way that when the belt spool rotates relative to the disc, the stop element is moved along the threaded section up to the stop. Due to the non-rotatable connection of the stop element to the belt spool, no further rotation of the belt spool in the unwinding direction is possible as soon as the stop element rests against the stop. Thus, when the blocking mechanism is activated, the belt reel can make as many turns as the stop element.
Das Stoppelement ist beispielsweise eine Mutter.The stop element is a nut, for example.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Stoppelement mit der Hülse in Gewindeeingriff und an dem Stoppelement ist ein von der Hülse beabstandeter Anschlag vorgesehen.According to an alternative embodiment, the stop element is in threaded engagement with the sleeve and a stop spaced from the sleeve is provided on the stop element.
Der Anschlag ist insbesondere in der Ausgangsstellung, das heißt vor dem Aktivieren des Auslösemechanismus, von der Hülse beabstandet. Das bedeutet, das Stoppelement kann genau so viele Umdrehungen machen, bis es sich so weit in die Hülse hineingedreht hat, dass der Anschlag an der Hülse anstößt.The stop is spaced apart from the sleeve, in particular in the initial position, that is to say before the triggering mechanism is activated. This means that the stop element can make just as many turns until it has turned so far into the sleeve that the stop hits the sleeve.
Das Stoppelement ist vorzugsweise mit der Gurtspule drehfest verbunden, derart, dass bei einer Rotation der Gurtspule relativ zur Hülse das Stoppelement in die Hülse eingeschraubt wird, bis der Anschlag an der Hülse anstößt.The stop element is preferably non-rotatably connected to the belt spool in such a way that when the belt spool rotates relative to the sleeve, the stop element is screwed into the sleeve until the stop abuts the sleeve.
Indem sich das Stoppelement bis zu einem Anschlag in die Hülse hineindreht, wird der Vorteil erreicht, dass die Gurtspule, sobald der Anschlag an der Hülse anliegt, in eine Abwickelrichtung drehfest mit der Hülse gekoppelt ist. Somit ist, sobald sich das Stoppelement bis zum Anschlag in die Hülse hineingedreht hat, der zweite Abschnitt des Torsionsstabs erneut überbrückt.By turning the stop element into the sleeve up to a stop, the advantage is achieved that the belt spool is coupled to the sleeve in a rotationally fixed manner in an unwinding direction as soon as the stop is in contact with the sleeve. Thus, once the stop member has rotated fully into the sleeve, the second portion of the torsion bar is again bridged.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Fahrzeugstruktur bei aktivem Kraftbegrenzungsmechanismus weniger stark belastet wird, da ein Kraftpfad immer über den Torsionsstab verläuft. Auch eine Rückhaltekraft auf einen Fahrzeuginsassen ist reduziert.Another advantage is that the vehicle structure is less heavily loaded when the force limiting mechanism is active, since a force path always runs via the torsion bar. A restraining force on a vehicle occupant is also reduced.
Das Stoppelement hat gemäß dieser Ausführungsform beispielsweise ein Außengewinde und die Hülse ein entsprechendes Innengewinde.According to this embodiment, the stop element has, for example, an external thread and the sleeve has a corresponding internal thread.
Um eine Bewegung des Stoppelements entlang des Gewindeabschnitts beziehungsweise in die Hülse hinein zu ermöglichen, ist das Stoppelement relativ zur Gurtspule axial beweglich. Insbesondere hat die Gurtspule eine axiale Führung für das Stoppelement.In order to enable movement of the stop element along the threaded section or into the sleeve, the stop element can be moved axially relative to the belt reel. In particular, the belt reel has an axial guide for the stop element.
Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens ein beweglich gelagertes Blockierelement vorgesehen, wobei in einer ersten Stellung des Blockierelements die Gurtspule über das Blockierelement mit der Hülse fest gekoppelt ist und in einer zweiten Stellung des Blockierelements die Gurtspule relativ zur Hülse drehbar ist. Somit kann, je nach Stellung des mindestens einen Blockierelements, der Kraftpfad nur über den ersten Abschnitt oder über den ersten und zweiten Abschnitt des Torsionsstabs verlaufen. Das mindestens eine Blockierelement ist insbesondere Bestandteil des Auslösemechanismus.According to one embodiment, at least one movably mounted blocking element is provided, wherein in a first position of the blocking element the belt spool is firmly coupled to the sleeve via the blocking element and in a second position of the blocking element the belt spool can be rotated relative to the sleeve. Thus, depending on the position of the at least one blocking element, the force path can only run over the first section or over the first and second sections of the torsion bar. The at least one blocking element is in particular part of the triggering mechanism.
Der Auslösemechanismus umfasst vorzugsweise einen von einer Blockierstellung in eine Freigabestellung verdrehbar gelagerten Stellring und ein Antriebselement zum Verdrehen des Stellrings, wobei der Stellring in der Blockierstellung eine Bewegung des mindestens einen Blockierelements von der ersten in die zweite Stellung blockiert und in der Freigabestellung eine Bewegung des Blockierelements von der ersten in die zweite Stellung freigibt. Sobald der Stellring in der Freigabestellung ist und eine Kraft auf die Gurtspule in Abwickelrichtung wirkt, kann das mindestens eine Blockierelement durch eine Bewegung der Gurtspule relativ zur Hülse außer Eingriff mit der Gurtspule bewegt werden.The triggering mechanism preferably comprises an adjusting ring, which is mounted such that it can be rotated from a blocking position into a release position, and a drive element for rotating the adjusting ring, with the adjusting ring blocking a movement of the at least one blocking element from the first to the second position in the blocking position and a movement of the blocking element in the release position releases from the first to the second position. As soon as the adjusting ring is in the release position and a force acts on the belt reel in the unwinding direction, the at least one blocking element can be moved out of engagement with the belt reel by moving the belt reel relative to the sleeve.
Das mindestens eine Blockierelement ist insbesondere radial verschiebbar gelagert. Die Bewegung von der Blockierstellung in die Freigabestellung erfolgt beispielsweise in Richtung nach radial außen.The at least one blocking element is mounted in particular so that it can be moved radially. The movement from the blocking position to the release position takes place, for example, in the radially outward direction.
Der erste Abschnitt des Torsionsstabs weist vorzugsweise einen größeren Durchmesser auf als der zweite Abschnitt. So kann auf einfache Weise die unterschiedliche Steifigkeit des ersten und zweiten Abschnitts erreicht werden.The first section of the torsion bar preferably has a larger diameter than the second section. In this way, the different rigidity of the first and second section can be achieved in a simple manner.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 Teile eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer Explosionsdarstellung, - -
2 den Gurtaufroller aus1 in einer Schnittdarstellung bei nicht aktiviertem Auslösemechanismus, - -
3 den Gurtaufroller aus1 in einer Schnittdarstellung bei aktiviertem Auslösemechanismus, - -
4 den Gurtaufroller aus1 in einer Schnittdarstellung bei aktiviertem Auslösemechanismus nach einer Verdrillung des Torsionsstabs, - -
5 einen Teil des Auslösemechanismus in einem nicht aktivierten Zustand, - -
6 den Auslösemechanismus aus5 in aktiviertem Zustand, - -
7 den Kraftverlauf bei Blockierung des Gurtaufrollers auf einem hohen Kraftniveau, - -
8 den Kraftverlauf bei Blockierung des Gurtaufrollers auf einem niedrigen Kraftniveau, - -
9 Teile eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in einer Explosionsdarstellung, - -
10 den Gurtaufroller aus9 in einer Schnittdarstellung bei nicht aktiviertem Auslösemechanismus, - -
11 den Gurtaufroller aus9 in einer Schnittdarstellung bei aktiviertem Auslösemechanismus, - -
12 den Gurtaufroller aus9 in einer Schnittdarstellung bei aktiviertem Auslösemechanismus nach einer Verdrillung des Torsionsstabs, - -
13 den Kraftverlauf bei Blockierung des Gurtaufrollers gemäß9 auf einem hohen Kraftniveau, und - -
14 den Kraftverlauf bei Blockierung des Gurtaufrollers gemäß9 auf einem niedrigen Kraftniveau.
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1 Parts of a belt retractor according to a first embodiment of the invention in an exploded view, - -
2 off the seat belt retractor1 in a sectional view with the trigger mechanism not activated, - -
3 off the seat belt retractor1 in a sectional view with the trigger mechanism activated, - -
4 off the seat belt retractor1 in a sectional view with activated release mechanism after twisting of the torsion bar, - -
5 part of the trigger mechanism in a non-activated state, - -
6 the trigger mechanism5 in activated state, - -
7 the course of force when the belt retractor is blocked at a high force level, - -
8th the course of force when the belt retractor is blocked at a low force level, - -
9 Parts of a belt retractor according to the invention according to a further embodiment of the invention in an exploded view, - -
10 off the seat belt retractor9 in a sectional view with the trigger mechanism not activated, - -
11 off the seat belt retractor9 in a sectional view with the trigger mechanism activated, - -
12 off the seat belt retractor9 in a sectional view with activated release mechanism after twisting of the torsion bar, - -
13 the course of force when the belt retractor is blocked9 at a high level of strength, and - -
14 the course of force when the belt retractor is blocked9 at a low power level.
Der Gurtaufroller 10 umfasst zum einen eine drehbar gelagerte Gurtspule 12, auf der ein Gurtband aufgewickelt werden kann.The
In montiertem Zustand des Gurtaufrollers 10 ist die Gurtspule 12 in einem Rahmen drehbar gelagert, der in den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.In the installed state of the
Der Gurtaufroller 10 umfasst außerdem eine Scheibe 14, die relativ zu einer nicht dargestellten Fahrzeugstruktur drehbar gelagert ist.The
Die Scheibe 14 hat einen Anschlag 15 und einen an den Anschlag 15 angrenzenden Gewindeabschnitt 17 (siehe
Des Weiteren weist der Gurtaufroller 10 einen Kraftbegrenzungsmechanismus 16 auf, mit dem die im Rückhaltefall auf einen Fahrzeuginsassen wirkende Rückhaltekraft begrenzt werden kann. Der Kraftbegrenzungsmechanismus 16 umfasst einen Torsionsstab 18, der als Energieabsorptionselement dient.Furthermore, the
Der Torsionsstab 18 ist mit einem ersten Ende 20 in der Scheibe 14 drehfest aufgenommen. Insbesondere ist der Torsionsstab 18 formschlüssig mit der Scheibe 14 verbunden.A
Mit seinem zweiten Ende 22 ist der Torsionsstab 18 mit der Gurtspule 12 drehfest verbunden. Insbesondere ist der Torsionsstab 18 formschlüssig mit der Gurtspule 12 verbunden.The
Der Torsionsstab 18 hat einen ersten Abschnitt 24 und einen zweiten Abschnitt 26, wie beispielsweise in
Der erste Abschnitt 24 des Torsionsstabs 18 hat eine größere Steifigkeit als der zweite Abschnitt 26, was im dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht wird, dass der Torsionsstab 18 im ersten Abschnitt 24 einen größeren Durchmesser hat als im zweiten Abschnitt 26. Es ist jedoch auch denkbar, dass der erste Abschnitt 24 ein gehärtetes Material aufweist.The
Der Gurtaufroller 10 umfasst außerdem eine Hülse 28, die den Torsionsstab 18 abschnittsweise umgibt.The
Die Hülse 28 ist mit dem Torsionsstab 18 im ersten Abschnitt 24 des Torsionsstabs 18 gekoppelt, insbesondere drehfest.The
Des Weiteren ist die Hülse 28 mit der Gurtspule 12 lösbar gekoppelt, sodass der erste Abschnitt 24 des Torsionsstabs 18 mit der Gurtspule 12 lösbar gekoppelt ist. Solange der Torsionsstab 18 über die Hülse mit der Gurtspule 12 gekoppelt ist, ist der zweite Abschnitt 26 des Torsionsstabs 18 überbrückt, was anhand eines in
Der Gurtaufroller 10 hat außerdem einen Auslösemechanismus 30, der nachfolgend in Zusammenhang mit den
Der Auslösemechanismus 30 umfasst zwei radial verschiebbar gelagerte Blockierelemente 32 und einen Stellring 34.The triggering
Der Stellring 34 ist mittels einer Federscheibe 36 auf einem Fortsatz 38 der Gurtspule 12 axial fixiert.The adjusting
Des Weiteren ist ein Stoppelement 40 vorgesehen, das bei aktiviertem Auslösemechanismus 30 eine Drehung der Gurtspule 12 in der Abwickelrichtung auf eine definierte Anzahl von Umdrehungen begrenzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stoppelement 40 eine Mutter.Furthermore, a
Das Stoppelement 40 ist koaxial zur Gurtspule 12 und zum Torsionsstab 18 angeordnet.The
Das Stoppelement 40 ist drehbar gelagert, insbesondere relativ zur Scheibe 14 und zur Hülse 28 drehbar gelagert.The
Der Gurtaufroller 10 ist in diesem Zustand als Ganzes um seine Längsachse L drehbar gelagert. Zur drehbaren Lagerung des Gurtaufrollers 10 sind ein Fortsatz 39 der Scheibe 14 sowie ein Fortsatz 41 der Gurtspule 12 beispielsweise in einem entsprechenden Lager aufgenommen.In this state, the
In
Der Blockiermechanismus 42 hat eine Sperrklinke 44, welche eine Drehung der Scheibe 14 und dadurch auch eine Drehung des Gurtaufrollers 10 blockieren kann.The
In
Die Blockierelemente 32 sind in dem in
Das Stoppelement 40 ist mit Abstand zum Anschlag 15 auf dem Gewindeabschnitt 17 in Gewindeeingriff mit diesem drehbar gelagert.The
Mit der Gurtspule 12 ist das Stoppelement 40 drehfest gekoppelt.The
Das Stoppelement 40 ist jedoch relativ zur Gurtspule 12 axial verschiebbar.However, the
Kommt es im Fahrbetrieb zu einer plötzlichen Verzögerung eines Kraftfahrzeugs, in dem der Gurtaufroller 10 montiert ist, blockiert der Blockiermechanismus 42 eine Drehung des Gurtaufrollers 10 in eine Abwickelrichtung des Gurtbandes, zum Beispiel, indem die Sperrklinke 44 in einem Strukturbauteil des Kraftfahrzeugs verrastet und dadurch eine Rotation der Scheibe 12 blockiert.If a motor vehicle in which the
Solange die Verzögerung des Kraftfahrzeugs unterhalb eines bestimmten Niveaus liegt, wird der Auslösemechanismus 30 nicht aktiviert, das heißt, die Gurtspule 12 ist wie in
Eine auf einen Fahrzeuginsassen wirkende Rückhaltekraft wird in diesem Fall über den in
Da der Verlauf des Kraftpfades lediglich entlang des ersten Abschnitts 24 des Torsionsstabs 18 erfolgt, der eine höhere Steifigkeit hat als der zweite Abschnitt 26, kommt es in diesem Fall nicht zu einer plastischen Verformung des Torsionsstabs 18. Das bedeutet, der Kraftbegrenzungsmechanismus 16 wird nicht aktiv. Insbesondere wird der Torsionsstab 18 nicht verdrillt und das Stoppelement 40 bleibt in seiner Ausgangsposition.Since the course of the force path only takes place along the
Dies ist dann der Fall, wenn eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs ein bestimmtes Niveau überschreitet und der Auslösemechanismus 30 aktiviert wird.This is the case when a deceleration of the motor vehicle exceeds a specific level and the triggering
Eine auf einen Fahrzeuginsassen wirkende Rückhaltekraft wird in diesem Fall über den in
Da der zweite Abschnitt 26 eine geringere Steifigkeit hat als der erste Abschnitt 24, kann sich die Gurtspule 12 relativ zur Scheibe 14 in eine Abwickelrichtung des Gurtbands drehen, wobei der Torsionsstab 18 im zweiten Abschnitt 26 plastisch verformt, insbesondere verdrillt wird. Dadurch wird der Kraftbegrenzungsmechanismus 16 aktiv und es kann eine Vorverlagerung eines Fahrzeuginsassen stattfinden.Since the
Dreht sich die Gurtspule 12 relativ zur Scheibe 14, wird das Stoppelement 40 aufgrund des Gewindeeingriffs mit dem Gewindeabschnitt 17 entlang des Gewindeabschnitts 17 bewegt.When the
Insbesondere kann die Gurtspule 12 so weit verdreht werden, bis das Stoppelement 40 an dem Anschlag 15 anliegt (siehe
Beispielsweise ist die Drehung der Gurtspule 12 nach dem Aktivieren des Auslösemechanismus 30 auf zwei bis drei Umdrehungen begrenzt.For example, the rotation of the
Durch eine Begrenzung der Umdrehungen der Gurtspule 12 auf eine definierte Anzahl wird ein Fahrzeuginsasse bei blockiertem Gurtaufroller 10 nur so weit vorverlagert, dass er nicht an der Fahrzeugstruktur anstößt.By limiting the number of revolutions of the
In den
In nicht aktiviertem Zustand des Auslösemechanismus 30 befindet sich der Stellring 34 in einer Blockierstellung und in ausgelöstem Zustand in einer Freigabestellung.When the triggering
Wie in den
Wenn der Stellring 34 in der Blockierstellung ist, werden die Blockierelemente 32 durch den Stellring 34 in einer ersten Stellung gehalten. Dabei ist die Gurtspule 12 über die Blockierelemente 32 mit der Hülse 28 drehfest gekoppelt.When the
Wenn der Stellring 34 in der Freigabestellung ist, sind die Aussparungen 52 derart mit den Blockierelementen 32 ausgerichtet, dass die Blockierelemente 32 sich nach radial außen in die Aussparrungen 52 hinein bewegen können und dadurch in eine zweite Stellung verschoben werden können.When the
Um den Stellring 34 in die Freigabestellung zu verdrehen, ist ein Antrieb vorgesehen, welcher in
Die Bewegung der Blockierelemente 32 von der ersten in die zweite Stellung erfolgt durch eine Relativbewegung zwischen der Gurtspule 12 und der Hülse 28. Insbesondere werden die Blockierelemente 32 durch die Gurtspule 12 nach radial außen geschoben, bis der Eingriff zwischen der Gurtspule 12 und der Hülse 28 gelöst ist.The blocking
Bei nicht aktiviertem Auslösemechanismus 30, insbesondere bei dem in
Die
Für gleiche Strukturen mit gleichen Funktionen, die von der obigen Ausführungsform bekannt sind, werden im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet und es wird insoweit auf die vorangegangenen Erläuterungen verwiesen, wobei nachfolgend auf die Unterschiede der jeweiligen Ausführungsformen eingegangen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.The same reference numerals are used below for the same structures with the same functions that are known from the above embodiment and reference is made to the previous explanations, with the differences between the respective embodiments being discussed below in order to avoid repetition.
Der Gurtaufroller 10 gemäß den
Insbesondere ist das Stoppelement 40 nicht mit der Scheibe 14, sondern mit der Hülse 28 in Gewindeeingriff.In particular, the
Zu diesem Zweck hat das Stoppelement 40 ein Außengewinde und die Hülse 28 ein entsprechendes Innengewinde.For this purpose, the
An dem Stoppelement 40 ist ein Anschlag 56 vorgesehen, der in einem Ausgangszustand von der Hülse 28 beabstandet ist, wie in
Wird eine Drehung des Gurtaufrollers 10, wie vorhergehend in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben, durch den Blockiermechanismus 42 blockiert und ist zudem der Auslösemechanismus 30 aktiviert, wird das Stoppelement 40 durch eine Drehung der Gurtspule 12 in die Hülse 28 hineingeschraubt, insbesondere bis der Anschlag 56 an der Hülse 28 anliegt, wie in
Sobald das Stoppelement 40 komplett in die Hülse 28 eingeschraubt ist, ist die Gurtspule 12 wieder drehfest mit der Hülse 28 verbunden, sodass der Kraftpfad erneut über den ersten Abschnitt 24 des Torsionsstabs 18 verläuft, während der zweite Abschnitt 26 des Torsionsstabs 18 überbrückt ist.As soon as the
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JP2022080305A (en) | 2022-05-27 |
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