DE112017001900B4

DE112017001900B4 - Gurtaufroller mit Kraftbegrenzer

Info

Publication number: DE112017001900B4
Application number: DE112017001900.1T
Authority: DE
Inventors: Markus Däuber; Stefan Eisele; Michael Sautter; Ralph Stegmaier; Martin Röhrle
Original assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2017-04-05
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2037-04-06
Also published as: US10940827B2; US20190118763A1; CN109153367A; CN109153367B; WO2017174639A1; DE112017001900A5

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einem Rahmen (10), einer drehbar im Rahmen (10) angeordneten Gurtspule (12), einem Blockiermechanismus (18), mit dem die Gurtspule (12) im Rahmen (10) blockiert werden kann, und einem Kraftbegrenzer, der eine Wellscheibe (36) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (36) zwischen der Gurtspule (12) und einem Deckel (38) angeordnet ist, der seitlich an die Gurtspule (12) angesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einem Rahmen, einer drehbar im Rahmen angeordneten Gurtspule, einem Blockiermechanismus, mit dem die Gurtspule im Rahmen blockiert werden kann, und einem Kraftbegrenzer, der eine Wellscheibe enthält.
Ein solcher Gurtaufroller ist aus der DE 10 2008 063 639 A1 bekannt. Er dient dazu, einem Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs einen Sicherheitsgurt bereitzustellen. Im Normalbetrieb kann der Fahrzeuginsasse den Sicherheitsgurt entgegen der Wirkung einer Aufwickelfeder frei von Gurtspule abziehen, und die Gurtspule wickelt den Sicherheitsgurt wieder auf, wenn der Fahrzeuginsasse sich beispielsweise abschnallt. In Abhängigkeit von äußeren Parametern, beispielsweise der Verzögerung des Fahrzeugs oder der Drehbeschleunigung der Gurtspule beim Gurtbandabzug, wird der Blockiermechanismus aktiviert, mit dem die Gurtspule im Rahmen blockiert werden kann.
Wenn die Gurtspule im Rahmen blockiert ist, kann bis zum Erreichen eines vordefinierten Kraftniveaus im Sicherheitsgurt kein weiterer Sicherheitsgurt von der Gurtspule abgezogen werden; die Gurtspule verdreht sich relativ zum Rahmen des Gurtaufrollers nicht, wenn man von einem minimalen Nachgeben absieht, das auf die Eigenelastizität aller sich im Kraftfluss befindenden Bauteile zurückzuführen ist.
Wenn das vorbestimmte Kraftniveau erreicht ist, wird der Kraftbegrenzer aktiv. Er ermöglicht es, dass sich die Gurtspule unter der Wirkung der Zugkraft des Sicherheitsgurtes relativ zum Rahmen verdreht. Hierdurch wird eine gewisse Menge an Sicherheitsgurt freigegeben, der als zusätzlicher Weg für die Verzögerung des Fahrzeuginsassen zur Verfügung steht.
Bei dem hierbei verwendeten Kraftbegrenzer handelt es sich üblicherweise um einen Torsionsstab, der an einem Ende drehfest mit der Gurtspule und am anderen Ende drehfest mit dem Rahmen gekoppelt ist.
Moderne Gurtaufroller enthalten üblicherweise einen zweiten Kraftbegrenzer, auf dessen Kraftniveau umgeschaltet wird, wenn die vorstehend beschriebene Kraftbegrenzungsphase abgeschlossen ist. Auch in der zweiten Phase der Kraftbegrenzung kann eine bestimmte Menge an Sicherheitsgurt von der Gurtspule abgezogen werden. Die hierfür nötige Kraft im Sicherheitsgurt liegt allerdings unterhalb der Kraft während der ersten Kraftbegrenzungsphase, in der die beiden Kraftbegrenzer üblicherweise parallel aktiv sind, so dass sie ihr Kraftniveau addiert.
Die beiden Kraftbegrenzungsphasen sind üblicherweise so aufeinander abgestimmt, dass die erste Kraftbegrenzungsphase eine Vorwärtsbewegung des Oberkörpers des Fahrzeuginsassen bis zu einem Kontakt mit einem Airbag ermöglicht und die zweite Kraftbegrenzungsphase ein Eintauchen des Oberkörpers des Fahrzeuginsassen in den Airbag ermöglicht.
Bei dem Gurtaufroller, der aus der eingangs genannten, gattungsgemäßen DE 10 2008 063 639 A1 bekannt ist, ist der zweite Kraftbegrenzer durch die Wellscheibe gebildet, die zwischen zwei Wellflächen eingespannt und relativ zu diesen verdreht werden kann, sodass sie sich zwischen den beiden Wellflächen „hindurchschlängeln“ muss.
Aus der DE 103 07 430 B3 ist darüber hinaus ein Gurtaufroller mit einer reversibel schaltbaren Kraftbegrenzungsvorrichtung mit einer Schalteinrichtung bekannt, mittels derer unterschiedliche Energieabsorbtionsniveaus schaltbar sind. Die Schalteinrichtung weist einen axial verschiebbaren Wellenring auf, durch dessen axiales Verschieben Klinken in Eingriff oder außer Eingriff geschaltet werden können und somit zwei unterschiedliche Lastpfade definieren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Gurtaufroller kompakter auszuführen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Gurtaufroller der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Wellscheibe zwischen der Gurtspule und einem Deckel angeordnet ist, der seitlich an die Gurtspule angesetzt ist. Auf diese Weise lässt sich eine in axialer Richtung besonders kompakte Gestaltung erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wellscheibe im Ausgangszustand eben ist. Dies führt dazu, dass die Wellscheibe im montierten Zustand zwischen dem Deckel und der Gurtspule in einem gewellten Zustand gehalten ist, sodass sie aufgrund ihrer Eigenelastizität mit einer Vorspannung an den ihr zugeordneten Flächen anliegt.
Eine dieser Flächen ist eine der Gurtspule zugeordnete erste Wellfläche. Diese dreht sich zusammen mit der Gurtspule.
Grundsätzlich ist möglich, dass die erste Wellfläche an einem separaten Bauteil vorgesehen ist, das an der Gurtspule montiert wird. Vorzugsweise ist die erste Wellfläche jedoch unmittelbar von einer Stirnseite der Gurtspule gebildet. Auf diese Weise wird die axiale Baulänge minimal gehalten, da für die zweite Wellfläche kein separates Bauteil erforderlich ist.
Eine weitere der Flächen, mit denen die Wellscheibe zusammenwirkt, ist eine zweite Wellfläche, die dem Deckel zugeordnet ist. Auch die zweite Wellfläche ist drehfest mit der Gurtspule gekoppelt, sodass sie sich mit dieser zusammen dreht.
Die zweite Wellfläche kann grundsätzlich an einem vom Deckel getrennten Bauteil angeordnet sein. Vorzugsweise ist die zweite Wellfläche jedoch von der Innenfläche des Deckels gebildet. Auf diese Weise wird der axiale Bauraum weiter verringert.
Vorzugsweise weist die Wellfläche eine Sinuskontur auf. Die Sinuskontur zeichnet sich durch einen sanften Übergang zwischen erhabenen und vertieften Abschnitten aus, sodass die Wellscheibe sanft verformt wird, wenn sie zwischen den Wellflächen gedreht wird.
Der Deckel ist vorzugsweise drehfest mit der Gurtspule verbunden. Hierdurch wird gewährleistet, dass die ihm zugeordnete zweite Wellfläche sich zusammen mit der Gurtspule dreht.
Vorzugsweise ist der Deckel mit mehreren Stegen versehen, die in Aussparungen in der Gurtspule eingreifen. Auf diese Weise lässt sich eine sehr einfache Drehmitnahme erzielen.
Vorzugsweise sind die Gurtspule und der Deckel in axialer Richtung mittels eines Crimpringes aneinander befestigt. Dieser wird von außen auf den Deckel aufgesetzt und an seiner der Gurtspule zugewandten Seite umgebördelt oder umgecrimpt, sodass er einen Flansch der Gurtspule umgreift. Dadurch ist der Deckel zuverlässig in axialer Richtung an der Gurtspule befestigt.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wellscheibe an ihrem Innenumfang mit einer Mitnahmegestaltung versehen ist. Die Mitnahmegestaltung am Innenumfang ermöglicht es, auf die Wellscheibe ein Drehmoment auszuüben, während gleichzeitig eine kompakte Bauform beibehalten wird.
Die Mitnahmegestaltung kann ein Bund sein, der einstückig mit dem scheibenförmigen Abschnitt der Wellscheibe ausgeführt ist und ein Zahnprofil aufweist. Diese Art der Mitnahmegestaltung kann mit geringem Aufwand durch plastisches Umformen eines scheibenförmigen Rohlings erzeugt werden.
Die Mitnahmegestaltung ist vorzugsweise drehfest mit einem Torsionsstab verbunden, der einen zweiten Kraftbegrenzer bildet. Der Torsionsstab ist aufgrund seiner Anordnung entlang der Drehachse der Gurtspule besonders gut geeignet, ein Drehmoment in die Wellscheibe einzubringen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Wellscheibe mit der Gurtspule an einem Ende der Gurtspule und der Torsionsstab mit der Gurtspule am anderen Ende verbunden ist. Bei dieser Gestaltung wird der von der Wellscheibe gebildete Kraftbegrenzer automatisch mit dem vom Torsionsstab gebildeten Kraftbegrenzer parallel geschaltet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:

- 1 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;
- 2 einen Querschnitt durch den Gurtaufroller von 1;
- 3 ein Diagramm der wirkenden Gurtbandkraft über der Länge von ausgezogenem Gurtband;
- die 4a bis 4c in einer perspektivischen Ansicht verschiedene Schritte der Montage der Wellscheibe an der Gurtspule;
- die 5a und 5b in einer schematischen Schnittansicht zwei Schritte bei der Montage der Wellscheibe an der Gurtspule;
- die 6a und 6b in einem schematischen Schnitt die Wellscheibe zwischen den ihr zugeordneten Wellflächen bei den Montageschritten der 5a und 5b;
- 7 in einer perspektivischen, teilgeschnittenen Ansicht die Wellscheibe in fertig montiertem Zustand;
- 8 in einer schematischen Schnittansicht ein Detail der zwischen den Wellflächen angeordneten Wellscheibe;
- 9 in einer perspektivischen Ansicht die fertig montierte Gurtspule;
- 10 einen Schnitt durch die Gurtspule von 9;
- 11 einen Schnitt entlang der Ebene Xl-Xl von 10;
- 12 in einer Explosionsansicht einen beim Gurtaufroller von 1 verwendeten Stellantrieb;
- 13 in einer perspektivischen, teilgeschnittenen Ansicht den Stellantrieb von 12 montiert am Gurtaufroller, wobei sich der Stellantrieb im Ausgangszustand befindet;
- 14 schematisch eine abgebrochene Schnittansicht durch den Gurtaufroller von 13 auf der mit dem Stellantrieb versehenen Seite der Gurtspule;
- 15 eine Ansicht entsprechend derjenigen von 13, wobei sich der Stellantrieb im ausgelösten Zustand befindet; und
- 16 eine Ansicht entsprechend derjenigen von 14, wobei sich der Stellantrieb im ausgelösten Zustand befindet.

Anhand der 1 und 2 wird zunächst der allgemeine Aufbau des Gurtaufrollers erläutert.
Der Gurtaufroller weist als tragendes Bauteil einen Rahmen 10 auf, in dem eine Gurtspule 12 angeordnet ist.
Durch den Gurtaufroller hindurch erstreckt sich ein Torsionsstab 14, der das Kernbauteil eines Kraftbegrenzers ist. Der Torsionsstab 14 ist an einem Ende (in den Figuren dem linken Ende) der Gurtspule 12 zugeordnet und am anderen Ende (in den Figuren am rechten Ende) drehfest in einer Nabe 16 aufgenommen. An der Nabe ist ein hier nicht weiter im Detail erläuterter Blockiermechanismus 18 angebracht, der dazu dient, die Nabe 16 im Bedarfsfall drehfest relativ zum Rahmen 10 zu blockieren.
Drehfest mit der Nabe 16 verbunden ist auch ein Antriebsrad 20, an dem ein sogenannter Vorstraffer angreifen kann, beispielsweise ein Elektromotor, oder ein Hauptstraffer, beispielsweise ein von einer pyrotechnischen Ladung in einem in 13 sichtbaren Kolben 22 verstellbares Kraftübertragungselement 24.
Die Wirkungen des Vorstraffers und des Hauptstraffers sind allgemein bekannt und werden daher hier nur sehr grob erläutert. Der Vorstraffer dient dazu, die Gurtspule bei Bedarf in der Aufwickelrichtung zu drehen, sodass das Gurtband bis zu einer gewissen Vorstraffkraft straffgezogen wird. Dieser Vorgang ist reversibel. Der Hauptstraffer dient dazu, die Gurtspule bei Bedarf in der Aufwickelrichtung so anzutreiben, dass im Gurtband eine deutlich höhere Straffkraft erzielt wird. Der Hauptstraffer kann lediglich ein einziges Mal aktiviert werden.
An seinem der Gurtspule 12 zugeordneten Ende ist der Torsionsstab 14 mit einer Mitnahmeverzahnung 26 versehen, in die die Spitzen von mehreren Riegeln 28 eingreifen, die in entsprechenden Ausnehmungen 30 der Gurtspule angeordnet sind. Dort werden die Riegel 28 von einem Stützring 32 gehalten, der mittels eines Halters 34 an der Gurtspule 12 fixiert ist.
Wenn auf die Gurtspule 12 ein Drehmoment ausgeübt wird, beispielsweise durch einen Zug am Sicherheitsgurt, wird dieses Drehmoment über die Ränder der Ausnehmungen 30 und die Riegel 28 auf den Torsionsstab 14 und von diesem in die Nabe 16 übertragen. Unter der Annahme, dass die Nabe 16 relativ zum Rahmen drehfest blockiert ist, kann sich auch die Gurtspule 12 nicht relativ zum Rahmen drehen, jedenfalls solange das wirkende Drehmoment unterhalb des Drehmomentes liegt, bei dem der Torsionsstab 14 plastisch tordiert wird. Der hier angesprochene Kraftübertragungsweg ist in 2 gestrichelt mit dem Bezugszeichen I angedeutet.
Auf der zu den Riegeln 28 entgegengesetzten Seite der Gurtspule 12 ist eine Wellscheibe 36 angeordnet, die ein zentrales Bauteil eines weiteren Kraftbegrenzers ist. Die Wellscheibe 36 ist drehfest mit dem Torsionsstab 14 an dessen der Nabe 16 zugeordnetem Ende verbunden und ist zwischen einer Stirnseite der Gurtspule 12 und einem Deckel 38 in axialer Richtung elastisch eingespannt.
Die Wellscheibe 36 kann zwischen der Gurtspule 12 und dem Deckel 38 verdreht werden, wenn das wirkende Drehmoment größer als ein Haltedrehmoment der Wellscheibe 36 ist, das sich zusammensetzt aus einer Reibungskomponente und einem Widerstand der Wellscheibe gegen Verformung.
Bezogen auf den zweiten Kraftbegrenzer verläuft ein zweiter Kraftweg, der in 2 mit dem Bezugszeichen II gestrichelt eingezeichnet ist, von der Gurtspule zur Wellscheibe, von der Wellscheibe in den Torsionsstab und von diesem schließlich in die Nabe 16.
Anhand von 3 wird nachfolgend die Kraftbegrenzung erläutert.
Im Ausgangszustand sind sowohl der den Torsionsstab 14 verwendende Kraftbegrenzer als auch der die Wellscheibe 36 verwendende Kraftbegrenzer aktiv. Dies entspricht im Diagramm von 3 einem Gurtbandabzug von s₁ bis s₂. In dieser Phase wirken die beiden Kraftbegrenzer parallel, sodass hieraus im Sicherheitsgurt eine Gesamtkraft F_G resultiert, die sich aus einer vom Torsionsstab 14 bestimmten Kraft F_I und einer von der Wellscheibe 36 bestimmten Kraft F_II zusammensetzt.
Am Punkt s₂ wird der den Torsionsstab 14 verwendende Kraftbegrenzer abgeschaltet, sodass nur noch der die Wellscheibe 36 verwendende Kraftbegrenzer aktiv ist. Demzufolge sinkt die Kraft im Gurtband auf die Kraft F_II ab.
Nachfolgend wird anhand der 4 bis 8 der Aufbau des die Wellscheibe 36 enthaltenden Kraftbegrenzers im Detail erläutert.
Die Wellscheibe 36 hat im Ausgangszustand einen ebenen, scheibenförmigen Abschnitt 40.
An ihrem innen liegenden Umfangsrand weist die Wellscheibe 36 einen sich in axialer Richtung erstreckenden Bund 42 auf. Der Bund 42 ist einstückig mit dem scheibenförmigen Abschnitt 40 ausgeführt und weist eine Mitnahmegestaltung auf, die hier als Zahnprofil ausgeführt ist.
Das Zahnprofil der Mitnahmegestaltung 42 der Wellscheibe 36 ist drehfest auf eine Außenverzahnung 44 aufgesetzt, mit der der Torsionsstab 14 auch drehfest in der Nabe 16 aufgenommen ist. Somit ist die Wellscheibe 36 drehfest sowohl mit dem in den Figuren rechten Ende des Torsionsstabes 14 als auch drehfest mit der Nabe 16 gekoppelt.
Die Wellscheibe 36, genauer gesagt ihr scheibenförmiger Abschnitt 40, ist zwischen einer ersten Wellfläche 46 und einer zweiten Wellfläche 48 angeordnet.
Die erste Wellfläche 48 ist eine der Stirnflächen der Gurtspule 12. Wie insbesondere in 4a und in 7 zu sehen ist, ist die erste Wellfläche 48 an ihrem in radialer Richtung außen liegenden Rand mit einem sinusförmigen Profil versehen (siehe auch 8). Wie in der zu 7 gehörenden Projektion P des Profils der ersten Wellscheibe 48 zu sehen ist, verläuft der Außenumfang A sinusförmig, während der Innenumfang I einen ebenen Kreis bildet. Für die konkrete Kontur am Außenumfang hat sich folgende Formel als sinnvoll herausgestellt (siehe auch das in 8 eingezeichnete Koordinatensystem): y = 0,8 . sin x.
Die zweite Wellfläche 48 ist als die Innenfläche des Deckels 38 ausgeführt. Die Kontur der zweiten Wellfläche 48 entspricht der Kontur der ersten Wellfläche 46: Am Innenumfang des Deckels 38 verläuft die zweite Wellfläche 48 entlang eines ebenen Kreises, während die zweite Wellfläche an ihrem Außenumfang einen sinuskurvenförmigen Verlauf hat (siehe insbesondere 4a).
Wenn die Wellscheibe 36 montiert wird, wird sie auf den innerhalb der Gurtspule 12 angeordneten Torsionsstab 14 aufgeschoben, genauer gesagt auf dessen Außenverzahnung 44 (vgl. die 4a und 4b). Anschließend wird der Deckel 38 in axialer Richtung aufgeschoben, wobei dieser mit mehreren Stegen 50 versehen ist, die in entsprechende Aussparungen 52 eingreifen, die außerhalb der ersten Wellfläche 46 am Außenumfang der Gurtspule 12 vorgesehen sind. Auf diese Weise ist der Deckel 38 in Umfangsrichtung drehfest an der Gurtspule 12 fixiert (siehe 4c), aber im vormontierten Zustand axial verschiebbar.
In diesem vormontierten Zustand bestimmt der scheibenförmige Abschnitt 40 der Wellscheibe 36 den Abstand zwischen der ersten und der zweiten Wellfläche 46, 48 (siehe die 5a und 6a).
Um die Wellscheibe 36 im Hinblick auf ihre Funktion als Kraftbegrenzer fertig zu montieren, wird auf den Deckel 38 ein Crimpring 54 aufgeschoben, der im Ausgangszustand einem C-förmigen Querschnitt hat. Der Deckel 38 wird dann zusammen mit dem Crimpring 54 in axialer Richtung gegen die Gurtspule 12 gedrückt, bis der scheibenförmige Abschnitt 40 der Wellscheibe zwischen den beiden Wellflächen 46, 48 verformt ist (siehe insbesondere 6b), und der der Gurtspule 12 zugeordnete Abschnitt des Crimpringes 54 wird in der Richtung des Pfeils P von 5b umgebördelt oder umgecrimpt, sodass der Deckel 38 in axialer Richtung fest an der Gurtspule 12 angebracht ist.
Innerhalb der die erste Wellfläche 46 bildenden Stirnseite der Gurtspule 12 ist der Torsionsstab 14 im Bereich des Austritts aus der Gurtspule 12 in einem Lagerring 39 gelagert. Hierdurch ist auch die Wellscheibe zwischen der Gurtspule 12 und dem Deckel 38 zentriert.
Betrachtet man beispielsweise die 5b und 6b, ist zu erkennen, dass dann, wenn die Gurtspule 12 relativ zu dem mit der Außenverzahnung 44 versehenen Ende des Torsionsstabes 14 verdreht wird, sich die Wellscheibe 36 relativ zu den Wellflächen 46, 48 und zwischen diesen verdreht. Dieser Verdrehung setzt die Wellscheibe 36 ein Widerstandsmoment entgegen, das sich zusammensetzt aus einer Reibungskomponente und einer Verformungskraftkomponente.
Die Reibungskomponente bestimmt sich durch die Oberflächenbeschaffenheit und die Kontaktkraft zwischen der Wellscheibe 36 einerseits und den beiden Wellflächen 46, 48 andererseits. Die Verformungskraftkomponente bestimmt sich durch den Widerstand des scheibenförmigen Abschnittes 48, den dieser einer fortlaufenden Verformung entlang der sinuskurvenförmigen Kontur der beiden Wellflächen 46, 48 entgegensetzt. Anders ausgedrückt: Durch die Drehung der Wellscheibe 36 relativ zu den Wellflächen 46, 48 wird die Wellscheibe 36 insbesondere entlang ihres Außenumfangs fortlaufend in entgegengesetzten Richtungen gebogen.
Anhand der 9 bis 14 wird nachfolgend der Aufbau des den Torsionsstab 14 verwendenden Kraftbegrenzers beschrieben.
Wesentliches Kennzeichen des den Torsionsstab 14 verwendenden Kraftbegrenzers ist, dass die Gurtspule 12 vom Torsionsstab 14 abgekoppelt werden kann. In diesem Zustand ist dann allein der die Wellscheibe 36 verwendende Kraftbegrenzer aktiv.
Im Ausgangszustand des Gurtaufrollers, also im „Normalbetrieb“, ist jedoch die Gurtspule 12 fest mit dem Torsionsstab 14 gekoppelt. Hierfür werden die bereits oben angesprochenen Riegel 28 verwendet, die in Ausnehmungen 30 der Gurtspule 12 angeordnet sind.
Die Riegel 28 sind in den 10 und 11 deutlicher zu sehen. Sie weisen an ihrem radial innen liegenden Ende zwei Zähne 60 auf, die in die Mitnahmeverzahnung 26 des Torsionsstabs 14 eingreifen.
In der in 11 gezeigten Position, in der die Riegel 28 sich innerhalb der Ausnehmungen 30 befinden und die Zähne 60 in die Mitnahmeverzahnung 26 eingreifen, kann ein Drehmoment von der Gurtspule 12 auf den Torsionsstab 14 übertragen werden. Dies erfolgt dadurch, dass der in Drehrichtung hinten liegende Rand der entsprechenden Ausnehmung 30 den Riegel 28 mitnimmt und dieser wiederum über die in Umfangsrichtung vorne liegenden Flanken der Zähne 60 die Mitnahmeverzahnung 26 des Torsionsstabes 14 dreht.
Verantwortlich dafür, dass beider Drehmomentübertragung die Riegel 28 nicht nach außen aus den Ausnehmungen 30 herausgedrückt werden, ist der Stützring 32. Genauer gesagt liegen die Riegel 28 jeweils mit einer Schulter 62 am Innenumfang des Stützrings 32 an.
Der Stützring 32 ist hier mit einem in axialer Richtung abgebogenen Stützbund 64 versehen.
Der Stützring 32 wird in der in den 9 bis 14 gezeigten Position vom bereits oben kurz angesprochenen Halter 34 fixiert.
Der Halter 34 ist ein Kunststoff-Spritzgussteil, das käfigartig ausgeführt ist. Dabei hat der Halter 34 eine im weitesten Sinne ringförmige Gestalt, sodass er auf einen Fortsatz 13 der Gurtspule 12 aufgeschoben ist.
Der Halter 34 weist mehrere radial nach innen wirksame Rastarme 66 auf, mit denen er in axialer Richtung auf der Gurtspule 12 fixiert ist.
Der Halter 34 weist außerdem mehrere radial nach außen wirkende Haltearme 68 auf, an denen der Stützbund 64 des Stützrings 32 anliegt. Dadurch ist der Stützring 32 in axialer Richtung so auf der Gurtspule 12 fixiert, dass er die Riegel 28 in radialer Richtung abstützt, damit diese die Ausnehmungen 30 nicht verlassen können, wenn ein Drehmoment von der Gurtspule auf den Torsionsstab übertragen wird.
Um die Kopplung zwischen der Gurtspule 12 und dem Torsionsstab 14 aufzuheben, kann der Stützring 32 in axialer Richtung verschoben werden, bis er die Riegel 28 nicht mehr in axialer Richtung abstützt. Hierzu ist ein Aktor 70 vorgesehen, der insbesondere in 12 gezeigt ist.
Der Aktor 70 enthält ein Gehäuse 72, in dem drehbar ein Hubring 74 aufgenommen ist. Der Hubring weist entlang seinem Außenumfang mehrere radial ausgerichtete Anlagekanten 76 auf, die dafür vorgesehen sind, mit Hubrampen 78 zusammenzuwirken, die im Gehäuse angeordnet sind.
Wenn sich der Hubring 74 in seiner Ausgangsstellung befindet, liegen die Anlagekanten 76 am „unteren“ Ende jeder Hubrampe 78 an, also bezogen auf 13 im jeweils weiter im Uhrzeigersinn befindlichen Bereich jeder Hubrampe. Wenn der Hubring relativ zu den Hubrampen 78 verdreht wird (bezogen auf 13 entgegen dem Uhrzeigersinn), gleiten die Anlagekanten 76 entlang den Hubrampen 78, sodass der Hubring 74 in axialer Richtung verstellt wird.
Zur Verstellung des Hubrings 74 ist ein sogenannter Mikrogasgenerator 80 vorgesehen, bei dem es sich beispielsweise um einen Zünder für einen „großen“ Gasgenerator handeln kann, wie er zum Entfalten eines Fahrer- oder Beifahrer-Airbags verwendet wird. Grundsätzlich kann aber auch jeder beliebige Gasgenerator verwendet werden, der innerhalb der gewünschten Zeitspanne die gewünschte Menge an Druckgas erzeugt.
Der Mikrogasgenerator 80 ist in einer Aufnahme 82 im Gehäuse 72 aufgenommen, das nachfolgend aufgrund der erzeugten Hubbewegung des Hubrings 74 als Hubgehäuse bezeichnet wird.
Im Gehäuse 72 ist auch ein Kolben 84 aufgenommen, der mit dem Mikrogasgenerator 80 in Strömungsverbindung steht. Der Kolben 84 liegt an einer Betätigungslasche 86 an, die in radialer Richtung vom Hubring 74 absteht. Die Betätigungslasche 86 ist hier einstückig mit dem Hubring ausgeführt.
Das Hubgehäuse 72 ist im vollständig montierten Zustand des Gurtaufrollers am Rahmen 10 angebracht (siehe 13 und 14). Dabei befindet sich der Hubring 74 in einer Ausgangsposition, in der er sich angenähert an den Schenkel des Rahmens 10 befindet, an dem das Hubgehäuse 72 angebracht ist. Dabei liegt der Hubring 74 innerhalb des Stützrings 32, also zwischen dem Stützring 32 und dem Bereich der Gurtspule, auf dem der Sicherheitsgurt aufgewickelt wird.
Der Hubring ist in seiner Ausgangsstellung mittels Fixierlaschen 73 gehalten, so dass es keine Reibung mit dem Stützring 32 gibt, der sich mit der Gurtspule 12 dreht.
Der Mikrogasgenerator 80 ist in der ihm zugeordneten Aufnahme 82 im Hubgehäuse 72 mittels eine Halteclips 90 (siehe insbesondere 12) arretiert.
Der Halteclips 90 ist ein Blechbiegeteil, das einen Bügel 92, einen in Umfangsrichtung geschlossenen Halteabschnitt 94 und zwei Rastarme 96 aufweist.
Der Bügel 92 ist in ein Widerlager 98 eingehängt, das am Hubgehäuse 72 seitlich der Aufnahme 82 für den Mikrogasgenerator 80 vorgesehen ist.
Der Halteabschnitt 94 liegt an einer Schulter 81 an, die am Mikrogasgenerator 80 auf der vom Kolben 84 abgewandten Seite vorgesehen ist. Da der Halteabschnitt 94 in Umfangsrichtung geschlossen ist, also ringförmig ausgeführt ist, ist ein Abrutschen vom Mikrogasgenerator 80 verhindert.
Die Rastarme 96 greifen in geeignete Ausnehmungen auf der vom Widerlager 98 abgewandten Seite des Hubgehäuses 72 seitlich der Aufnahme 82 ein. Wie insbesondere aus 14 erkannt werden kann, liegen die Rastarme 96, die in dieser Schnittdarstellung hinter der Schnittebene liegen und daher in 14 nicht zu sehen sind, an dem Schenkel des Rahmens 10 an, an dem das Hubgehäuse 72 angebracht ist. Sie werden daher durch den entsprechenden Gehäuseschenkel fest gegen das Hubgehäuse 72 gedrückt, sodass sie dort die ihnen zugeordneten Rastausnehmungen nicht verlassen können.
Auf diese Weise ist der Mikrogasgenerator 80 mit geringem Aufwand, jedoch sehr zuverlässig, in der ihm zugeordneten Aufnahme 82 im Hubgehäuse 72 positioniert.
Wenn ausgehend von dem in den 13 und 14 gezeigten Zustand der Mikrogasgenerator 80 gezündet wird, wird der Kolben 84 im Hubgehäuse 72 so verstellt, dass der Hubring (bezogen auf die 13 und 15) entgegen dem Uhrzeigensinn gedreht wird. Dabei führt der Hubring 74 aufgrund der Hubrampen 78 einen axialen Hub aus, und zwar weg von dem Schenkel des Rahmens 10, an dem das Hubgehäuse 72 angebracht ist, in axialer Richtung nach außen (vgl. die 14 und 16).
Bei diesem Hub wird der Stützring 32 relativ zum Halter 34 so weit in axialer Richtung verstellt, dass die Wirkung der Haltearme 68 überwunden wird und sich der Stützring 32, in axialer Richtung betrachtet, außerhalb der Riegel 28 befindet (siehe insbesondere 16).
In diesem Zustand des Stützrings 32 können die Riegel 28 in radialer Richtung nach außen ausweichen, wenn zwischen der Gurtspule 12 und dem Torsionsstab 14 ein Drehmoment übertragen wird. Diese radiale Bewegung der Riegel 28 wird dadurch unterstützt, dass die Flanken des Zähne 60 und der Mitnahmeverzahnung 26 so schräg angestellt sind, dass auf die Riegel 28 eine radial nach außen wirkende Kraft erzeugt wird.

Claims

Gurtaufroller mit einem Rahmen (10), einer drehbar im Rahmen (10) angeordneten Gurtspule (12), einem Blockiermechanismus (18), mit dem die Gurtspule (12) im Rahmen (10) blockiert werden kann, und einem Kraftbegrenzer, der eine Wellscheibe (36) enthält, die zwischen zwei Wellflächen eingespannt und relativ zu diesen verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (36) zwischen der Gurtspule (12) und einem Deckel (38) angeordnet ist, der seitlich an die Gurtspule (12) angesetzt ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (36) im Ausgangszustand eben ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (36) an einer der Gurtspule (12) zugeordneten ersten Wellfläche (46) anliegt.
Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellfläche (46) von einer Stirnseite der Gurtspule (12) gebildet ist.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (36) an einer dem Deckel (38) zugeordneten zweiten Wellfläche (48) anliegt.
Gurtaufroller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wellfläche (48) von einer Innenfläche des Deckels (38) gebildet ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 3 und 4 sowie nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellfläche (46, 48) eine Sinuskontur aufweist.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (38) drehfest mit der Gurtspule (12) verbunden ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (38) mit mehreren Stegen (50) versehen ist, die in Aussparungen (52) in der Gurtspule (12) eingreifen.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtspule (12) und der Deckel (38) in axialer Richtung mittels eines Crimpringes (54) aneinander befestigt sind.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (36) an ihrem Innenumfang mit einer Mitnahmegestaltung (42) versehen ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmegestaltung ein Bund (42) ist, der einstückig mit dem scheibenförmigen Abschnitt (40) der Wellscheibe (36) ausgeführt ist und ein Zahnprofil aufweist.
Gurtaufroller nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmegestaltung (42) drehfest mit einem Torsionsstab (14) verbunden ist, der einen zweiten Kraftbegrenzer bildet.
Gurtaufroller nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (36) mit der Gurtspule (12) an einem Ende der Gurtspule (12) und der Torsionsstab (14) mit der Gurtspule (12) am anderen Ende verbunden ist.