DE10358513B4 - Selbstsperrender Gurtaufroller - Google Patents

Abstract

Selbstsperrender Gurtaufroller mit einem Gehäuse (10), einem im Gehäuse (10) um eine Drehachse (A-A) drehbar gelagerten Wellenkörper (20), einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiervorrichtung zur bedarfsweisen Blockierung des Wellenkörpers (20) im Gehäuse (10) und einem den Wellenkörper (20) und die Blockiervorrichtung verbindenden, der Kraftbegrenzung dienenden Torsionsstab (30), wobei die Blockiervorrichtung einen sich am gehäuseseitigen Ende des Torsionsstabs (30) befindenden Profilkopf (32) aufweist, welcher wenigstens eine beweglich angeordnete Sperrklinke (40a, b) trägt, die im Blockierfall in einen Zahnkranz des Gehäuses einfährt,
dadurch gekennzeichnet, dass
– der Profilkopf (32) einstückig am Torsionsstab (30) angeformt ist,
– der Profilkopf (32) eine nicht-ebene, von der Drehachse weg weisende Konturfläche (34) aufweist, deren Flächennormalen in einer Ebene liegen, welche senkrecht zur Drehachse (A-A) steht und die Sperrklinke (40a, b) eine Kontaktfläche (46) zur Anlage an die Konturfläche (34) aufweist, wobei
– die Konturfläche (34) und die Kontaktfläche (46) im nichtblockierten Zustand...

Description

• Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Ein solcher Gurtaufroller ist beispielsweise aus der gattungsbildenden WO 96/32303 A1 bekannt. In einem Gehäuse ist ein Wellenkörper, der zur Aufwicklung eines Gurtbandes dient, drehbar gelagert. An einer Stirnseite des Wellenkörpers ist ein Profilkopf angeordnet, der über einen Torsionsstab, welcher sich axial durch den Wellenkörper erstreckt, mit diesem verbunden ist. Im Profilkopf ist eine Sperrklinke beweglich gehalten. Am Gehäuse und an der Gurtwelle befindet sich jeweils ein Beschleunigungssensor, wobei einer gurtbandsensitiv und einer fahrzeugsensitiv arbeitet. Bei Überschreiten eines bestimmten Beschleunigungsgrenzwertes betätigt der Sensor ein Steuerelement, welches mit der Sperrklinke in Kontakt tritt, was zu einem Ausfahren der Sperrklinke aus dem Profilkopf führt. Im Gehäuse ist ein Zahnkranz vorgesehen, in den die Sperrklinke einrastet und somit den Profilkopf im Gehäuse blockiert. Wird nun eine gewisse Gurtkraft überschritten, wird der sich durch den Wellenkörper erstreckende Torsionsstab tordiert, wodurch der Wellenkörper im Gehäuse gedreht wird. Dies dient der Gurtkraftbegrenzung.
• Der Profilkopf ist ein relativ kompliziert geformtes Bauteil, welches separat hergestellt und in einem weiteren Arbeitsschritt mit dem Torsionsstab verbunden wird.
• Die DE 696 18 412 T2 offenbart einen Gurtaufroller, dessen Schaft an seinem Ende einen Profilkopf (dort als Vorsprungschaft bezeichnet) trägt. Am Vorsprungschaft ist ein V-Getriebe befestigt, welches über Stifte 45 die als Sperrplatten bezeichneten Sperrklinken beaufschlagt. Die Sperrplaten sind hierbei zwischen dem V-Getriebe und dem Ende des Schaftes angeordnet.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Gurtaufroller dahingehend weiterzubilden, dass er einfacher und rationeller herstellbar ist.
• Diese Aufgabe wird durch einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Die erfindungsgemäße Verbesserung wird dadurch erreicht, dass der Profilkopf einstückig am Torsionsstab angeformt ist, wobei der Profilkopf (32) eine nicht-ebene, von der Drehachse weg weisende Konturfläche (34) aufweist, deren Flächennormalen in einer Ebene liegen, welche im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (A-A) steht. Die Sperrklinke (40a, b) hat eine Kontaktfläche (46) zur Anlage an die Konturfläche (34), wobei die Konturfläche (34) und die Kontaktfläche (46) im nichtblockierten Zustand zumindest abschnitssweise formschlüssig und im blockierten Zustand zumindest abschnitssweise kraftschlüssig in Anlage zueinander stehen. Durch diese Art der Anordnung der Sperrklinke am Profilkopf kommt man mit sehr wenigen Einzelteilen aus, die auch einfach montierbar sind.
• Bevorzugte Ausgestaltungen des Profilkopfs und der Sperrklinke oder den Sperrklinken sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.
• Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist in Anspruch 9 angegeben. Hier ist der Wellenkörper unmittelbar im Gehäuse gelagert, so dass im blockierten Zustand insbesondere radiale Kräfte direkt vom Wellenkörper in das Gehäuse eingeleitet werden können. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn gemäß Anspruch 8 ein der Lagerung dienender Zapfen am Profilkopf angespritzt ist, das dieser keine großen radialen Kräfte aufnehmen kann.
• Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen, sowie aus dem nun mit Bezug auf die Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
• 1 Einen erfindungsgemäßen Torsionsstab mit einstückig angeformtem Profilkopf,
• 2 den Torsionsstab aus 1 mit einer angespritzten Kunststoffscheibe und anliegenden Sperrklinken,
• 3 den Torsionsstab aus 2, wobei die Sperrklinken mit einer Feder verbunden sind,
• 4 den Torsionsstab aus 3, wobei die Sperrklinken mit einem Verbindungselement verbunden sind,
• 5 einen Wellenkörper mit eingesetztem Torsionsstab,
• 6 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller in einer Explosionsdarstellung und
• 7 einen Gurtaufroller nach dem Stand der Technik in einer Explosionsdarstellung.
• Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Verbesserung wird nun noch einmal mit Bezug auf die 7 auf den Stand der Technik eingegangen. Man sieht, dass der Profilkopf 32 als ein relativ kompliziert geformtes separates Bauteil ausgeführt ist, welches innerhalb einer Kontur die Sperrklinke 40 aufnimmt. Beim Auftreten von Beschleunigungen, welche einen bestimmten Grenzwert überschreiten, fährt vom Rahmen her ein nicht dargestelltes Steuerelement in den Profilkopf ein, wodurch sich die Sperrklinke im wesentlichen radial nach außen bewegt und in Eingriff mit dem Zahnkranz 11 kommt. Der Gurtaufroller ist dann blockiert. Wegen der Einzelheiten wird auf die WO 96/32303 A1 verwiesen.
• 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Torsionsstab 30 mit einstückig angeformtem Profilkopf 32. Man sieht, dass der Profilkopf 32 eine relativ einfache Form aufweist, so dass die einstückige Herstellung des Torsionsstabes mit dem Profilkopf relativ leicht möglich ist. An seinem hinteren Ende 32a trägt der Torsionsstab ein Torxprofil zur Verbindung mit dem Wellenkörper.
• Der Profilkopf 32 weist eine zur Drehachse A-A senkrechte Stirnfläche 33 und zu dieser Stirnfläche 33 senkrechte Konturflächen 34 auf. Diese Konturfläche 34 dient zur beweglichen Anlage der Sperrklinken, wie dies 2 zeigt:
  Die Sperrklinken 40a und 40b weisen jeweils eine Kontaktfläche 46 auf, welche eine Anlage der Sperrklinken 40a, b an die Konturfläche 34 des Profil kopfes 32 erlaubt. Konturfläche 34 und Kontaktflächen 46 sind hierbei derart aufeinander abgestimmt, dass sie einerseits abschnittsweise formschlüssig zueinander sind und andererseits eine Schwenkbarkeit der Sperrklinken 40a, b erlauben, wie dies durch die Pfeile in 2 angedeutet ist. 2 zeigt die Sperrklinken 40a, b in Ruhestellung.
• Im Blockierfall schwenken die Sperrklinken 40a, b um die Nocken 101, 102. Hierbei vergrößert sich der Außenradius ständig und die Sperrklinken kommen in Kontakt mit einem Zahnkranz im Rahmen. Mit wachsendem Außenradius nimmt der Druck im Gehäuse zu. Die Krafteinleitung in den Torsionsstab erfolgt im wesentlichen nur durch die Nocken 101 und 102. Damit das Gehäuse nicht gesprengt wird, sind an den Konturflächen 34 und den Kontaktflächen 46 Anschlagflächen 47a beziehungsweise 47b vorgesehen, die ein zu weites Schwenken der Sperrrklinken 40a, b verhindern. Sobald die Anschlagsflächen die weitere Verschwenkung verhindern, nehmen diese natürlich auch einen Teil der Kraft auf.
• Um die Sperrklinken 40a, b in Richtung des Wellenkörpers abzustützen, ist an den Torsionsstab 30 die Kunststoffscheibe 36 angespritzt. Weiterhin ist an die Stirnfläche 33 des Profilkopfes 32 ein Zapfen 38 zur Lagerung angespritzt.
• Wie man anhand 3 sieht, sind die beiden Sperrklinken 40a, b mit einer Feder 42 miteinander verbunden, welche die Sperrklinken 40a, b auf den Profilkopf 32 drückt und in die Ruhestellung zieht.
• In die Ausnehmungen 41a, b der Sperrklinken 40a, b greifen Stifte eines Verbindungselementes 44, wie es in 4 dargestellt ist. Durch dieses Verbindungselement 44 werden die Bewegungen der beiden Sperrklinken 40a, b miteinander synchronisiert.
• 5 zeigt wie der Torsionsstab am Wellenkörper 20 montiert ist, jedoch ohne Feder und Befestigungselement.
• 6 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Gurtaufrollers. Da der angespritzte Zapfen 38 nur relativ geringe Radialkräfte aufnehmen kann, weist das Gehäuse 10 im Gegensatz zum Stand der Technik drei Wandungen 12a, b, c auf, wobei in zwei Wandungen Bohrungen 13a, b und in der dritten Wandung der Zahnkranz 14 vorgesehen sind. Durch die beiden Bohrungen 13a, b wird der Wellenkörper 20 direkt gelagert, so dass im Fall der Blockierung die vom Gurtband kommenden Kräfte unmittelbar vom Wellenkörper 20 in das Gehäuse 10 eingeleitet werden. Die Einleitung des Drehmoments erfolgt über den Torsionsstab 30 mit seinem Profilkopf 32 und den Sperrklinken 40a, b, die im Belastungsfall in den Zahnkranz 14 eingefahren sind.
• Die Betätigung der Sperrklinken 40a, b erfolgt über ein gehäuseseitiges, nicht dargestelltes Steuerelement, das bei Überschreitung einer gewissen Beschleunigung im wesentlichen radial in Richtung des Profilkopfes 32 bewegt wird. Die Masseverteilung der Sperrklinken 40a, b kann so gewählt werden, dass die Sperrklinken bei Überschreiten einer gewissen Rotationsgeschwindigkeit in die Sperrposition kommen, so dass die Sperrklinken 40a, b selbst den gurtsensitiven Sensor bilden.

10

Gehäuse

12a, b, c

Wandung

13a, b

Bohrung

14

Zahnkranz

20

Wellenkörper

30

Torsionsstab

30a

hinteres Ende

32

Profilkopf

34

Konturfläche

36

Kunststoffscheibe

38

Zapfen

40a, b

Sperrklinke

41a, b

Ausnehmung

42

Feder

44

Verbindungselement

46

Kontaktfläche

47a, b

Anschlagsflächen

101, 102

Nocken

Claims (9)

1. Selbstsperrender Gurtaufroller mit einem Gehäuse (10), einem im Gehäuse (10) um eine Drehachse (A-A) drehbar gelagerten Wellenkörper (20), einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiervorrichtung zur bedarfsweisen Blockierung des Wellenkörpers (20) im Gehäuse (10) und einem den Wellenkörper (20) und die Blockiervorrichtung verbindenden, der Kraftbegrenzung dienenden Torsionsstab (30), wobei die Blockiervorrichtung einen sich am gehäuseseitigen Ende des Torsionsstabs (30) befindenden Profilkopf (32) aufweist, welcher wenigstens eine beweglich angeordnete Sperrklinke (40a, b) trägt, die im Blockierfall in einen Zahnkranz des Gehäuses einfährt, dadurch gekennzeichnet, dass – der Profilkopf (32) einstückig am Torsionsstab (30) angeformt ist, – der Profilkopf (32) eine nicht-ebene, von der Drehachse weg weisende Konturfläche (34) aufweist, deren Flächennormalen in einer Ebene liegen, welche senkrecht zur Drehachse (A-A) steht und die Sperrklinke (40a, b) eine Kontaktfläche (46) zur Anlage an die Konturfläche (34) aufweist, wobei – die Konturfläche (34) und die Kontaktfläche (46) im nichtblockierten Zustand zumindest abschnitssweise formschlüssig und im blockierten Zustand zumindest abschnitssweise kraftschlüssig in Anlage zueinander stehen.
2. Selbstsperender Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilkopf (32) wenigstens zwei symmetrisch angeordnete Sperrklinken (40a, b) trägt.
3. Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sperrklinken (40a, b) mittels einer Feder (42) miteinander verbunden sind.
4. Selbstsperrender Gurtaufroller nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (42) die Kontaktflächen (46) der Sperrklinken (40a, b) an die Konturflächen (34) des Profilkopfes (32) drückt.
5. Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse wenigstens einer Sperrklinke (40a, b) als Trägheitsmasse eines gurtbandsensitiven Beschleunigungssensors dient.
6. Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse ein fahrzeugsensitiver Beschleunigungssensor mit einem Steuerelement, das bedarfsweise in Eingriff mit wenigstens einer Sperrklinke (40a, b) kommt, angeordnet ist.
7. Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sperrklinken (40a, b) mit einem Verbindungselement (44) miteinander verbunden sind, das die Bewegungen der Sperrklinken synchronisiert.
8. Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Profilkopf (32) in axialer Richtung ein Zapfen (38) angespritzt oder angepresst ist.
9. Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) zwei kreisförmige Bohrungen (13a, b) aufweist, in denen der Wellenkörper (20) unmittelbar gelagert ist.