DE19950855B4

DE19950855B4 - Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt

Info

Publication number: DE19950855B4
Application number: DE19950855A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Specht (Fh); Thomas Dipl.-Ing. Kilian (FH)
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Breed Automotive Technology Inc
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: DE60008269D1; KR100447704B1; DE19950855A1; WO2001028823A1; EP1222097B1; AU754098B2; DE60008269T2; KR20020037775A; JP2003512233A; US6409115B1; AU1207701A; EP1222097A1; MXPA02003212A

Abstract

Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt zum Angurten eines Fahrzeuginsassen mit einer Gurtspule (1), auf welche der Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist, einem aus einem Energie verbrauchenden Material bestehenden Kraftbegrenzer (2), der zwischen wenigstens einem von einer Blockiereinrichtung (8) gegen Drehung blockierbaren ersten Spulenteil (3) und wenigstens einem bei Energieverbrauch des Kraftbegrenzers drehbaren zweiten Spulenteil angeordnet ist und einer Kupplung (6), welche bei Blockierung des ersten Spulenteils (3) und Drehung des zweiten Spulenteils (4) eingerückt ist, wobei an den zweiten Spulenteil (4) wenigstens ein Massekörper ankoppelbar ist, welcher durch eine bei Vorverlagerung des angegurteten Fahrzeuginsassen verursachten Mitbewegung eine das zweite Spulenteil (4) bremsende Kraft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Spulenteil (4) über ein Getriebe (7) mit einer aus mindestens einem Massekörper bestehenden Trägheitsmasse (5;5') verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger aus WO97/49583 A1 bekannter Gurtaufroller beinhaltet eine Gurtspule, auf welche der Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist. Die Gurtspule beinhaltet einen ersten gegen Drehung mittels einer Blockiereinrichtung blockierbaren Spulenteil und einen zweiten Spulenteil, wobei zwischen die beiden Spulenteile ein Kraftbegrenzer in Form eines Torsionsstabes geschaltet ist. Der zweite Spulenteil ist bei Blockierung des ersten Spulenteils bei Vorverlagerung des angegurteten Fahrzeuginsassen mit Energieverbrauch durch den Kraftbegrenzer drehbar. Dabei sind an den zweiten Spulenteil Widerstandskörper, welcher durch eine Gelfüllung bewegt werden. Durch deren radiale Positionierung eine Einstellung der beim Energieverbrauchbremsenden Kraft erreicht werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit geringem Aufwand eine selbstätige Einstellung der Kraftbegrenzerwirkung in Abhängigkeit von den Daten des Fahrzeuginsassen und der jeweiligen Unfallschwere erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche beinhalten Weiterbildungen der Erfindung.

In bevorzugter Weise ist die vom Kraftbegrenzer vermittelte Kraftbegrenzerfunktion für eine 5%-Frau ausgelegt. In dem in der Praxis vorkommenden Unfallschwere-Spektrum wird von einer derartigen angegurteten Person bei der Vorverlagerung bezogen auf die jeweilige Unfallschwere die niedrigste Drehgeschwindigkeit des drehbaren Gurtspulenteils bewirkt. Falls die angegurtete Person bezogen auf Körpergewicht und -größe größer dimensioniert ist, beispielsweise der Norm etwa eines 50%-Mannes oder mehr (bis zu 95%-Mann) entspricht, wird bei der Vorverlagerung die Drehgeschwindigkeit des drehbaren Spulenteils bei der entsprechenden Unfallschwere größer sein. Dementsprechend wirkt sich die über die Kupplung angekoppelte Trägheitsmasse mit sich erhöhender Trägheitskraft als Reakti onskraft auf das sich drehende Spulenteil oder den mit diesem Spulenteil verbundenen Torsionsstab im Sinne einer variablen sich hinzuaddierenden Bremskraft aus.

Durch die Erfindung wird mithin eine sich aus den Körperdaten der angegurteten Person und der Unfallschwere sich selbst einstellende Beeinflussung der Wirkung des Kraftbegrenzers erreicht.

Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel; und
3 eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie A-A in 2.
Die in den Figuren dargestellten Gurtaufroller besitzten eine Gurtspule 1, auf welche ein Sicherheitsgurt 19 auf- und abwickelbar ist. Die Gurtspule 1 besitzt an ihren beiden stirnseitigen Wickelenden Blockierscheiben mit am Umfang umlaufenden Blockierverzahnungen 8. Diese Blockierscheiben bilden ein erstes blockierbares Spulenteil 3. Die Blockierung kann in bekannter Weise fahrzeugsensitiv oder gurtbandsensitiv ausgelöst werden und gegebenenfalls nach Straffung des Sicherheitsgurtes 19 mittels einer nicht näher dargestellten Straffereinrichtung wirken.
Ferner besitzt die Gurtspule 1 einen Spulenkörper, welcher ein zweites Spulenteil 4 darstellt. Das zweite Spulenteil 4 (Spulenkörper) ist hohl ausgebildet und durch den Hohlraum erstreckt sich in Form eines Torsionsstabes ein Kraftbe grenzer 2. Der Kraftbegrenzer 2 ist mit seinem linken Ende drehfest mit der linken Blockierscheibe, welches eines der beiden blockierbaren Spulenteile 3 bildet, in einem Festlager 9 verbunden. An der rechten Seite ist der als Torsionsstab ausgebildete Kraftbegrenzer 2 beispielsweise über eine Kerbverzahnung 10 oder dergleichen drehfest mit dem drehbaren Spulenteil 4 (Spulenkörper) verbunden. Im Normalbetrieb ist die Gurtspule 1 um eine Spulenachse 11 drehbar gegenüber einem Gurtaufrollerrahmen 12 gelagert.
Der Kraftbegrenzer 2 besitzt an seinem rechten Ende einen zur Spulenachse 11 koaxialen Lagerbolzen 13. Der Lagerbolzen 13 ist in bevorzugter Weise einstöckig mit dem Kraftbegrenzer 2 verbunden und bildet eine axiale Verlängerung des Stabstückes des Kraftbegrenzers 2. Auf dem Lagerbolzen 13 ist beim Ausführungsbeispiel der 1 drehbar eine Trägheitsmasse 5 gelagert. Die Trägheitsmasse 5 besitzt Haubenform und im Innern der Haube der Trägheitsmasse 5 befindet sich ein Getriebe 7, welches bevorzugt als Planetengetriebe ausgebildet ist. Das Planetengetriebe besitzt einen Planetenradträger 14, welcher drehbar am Lagerbolzen 13 gelagert ist. Am Planetenradträger 14 ist wenigstens ein Planetenrad 15 drehbar gelagert. Das Planetenrad 15 kämmt mit einem ortsfest am Gurtaufrollerrahmen 12 befestigten Hohlrad 16. Zur Befestigung des Hohlrades 16 kann ein Adapterflansch 18 vorgesehen sein, wie er in der DE 199 40 034 A1 beschrieben ist. An die haubenförmige Trägheitsmasse 5 ist eine Lagerbuchse angeformt, welche ein Sonnenrad 17 des Planetengetriebes bildet. Das Sonnenrad 17 ist drehbar am Lagerbolzen 13 gelagert. Das Planetenrad 15 kämmt sowohl mit dem drehfest am Gurtaufrollerrahmen 12 gelagerten Hohlrad 16 und mit dem Sonnenrad 17.
Am Planetenrad 15, am Hohlrad 16 und am Sonnenrad 17 sind entsprechende Verzahnungen hierzu vorgesehen.
Über eine Kupplung 6 kann, wie im einzelnen noch erläutert wird, das drehbare Spulenteil 4 (Spulenkörper) über das Getriebe 7 an die Trägheitsmasse 5 angekoppelt werden. Die Kupplung kann in der Weise ausgebildet sein, wie es in der DE 199 40 034 A1 beschrieben ist. Im normalen Gurtaufrollerbetrieb befindet sich die Kupplung 6 im ausgerückten Zustand. Im Falle der Blockierung der Blockierscheiben (blockierbares Spulenteil 3) werden die Blockierscheiben, beispielsweise bei einem Unfall, gegen Drehung festgehalten. Bei einer Vorverlagerung des Körpers des angegurteten Fahrzeuginsassen kann sich das drehbare Spulenteil 4 gegen die Rückhaltekraft des Kraftbegrenzers 2, welcher drehfest im Festlager 9 mit der linken Blockierscheibe am Gurtaufrollerrahmen 12 festgehalten wird, drehen. Bei dieser Drehung wird, wie es in der DE 199 40 034 A1 beschrieben ist, die Kupplung 6 eingerückt. Hierdurch wird der Spulenkörper (drehbares Spulenteil 4) über das Getriebe 7 mit der Trägheitsmasse 5 in Drehantriebsverbindung gebracht.
Der Kraftbegrenzer 2 ist in seiner Kraftbegrenzerwirkung auf die standardisierte Größe einer 5%-Frau ausgelegt. Falls die verunfallte Person Körperdaten aufweist, welche etwa dieser Standardgröße entsprechen, wird beim durch den Kraftbegrenzer 2 gebremsten Gurtbandauszug in Abhängigkeit von der jeweiligen Unfallschwere eine relativ niedrige Drehgeschwindigkeit haben. Die von der angekoppelten Trägheitsmasse 5 ausgehende zusätzliche Bremswirkung wird daher nur gering sein. Falls die Körperdaten der verunfallten Person etwa der eines 50%-Mannes oder mehr (95%-Mannes) entsprechen, erhöht sich bei der Vorverlagerung die Drehgeschwindigkeit des drehbaren Spulenteils 4 in Abhängigkeit davon. Die von der angekoppelten Trägheitsmasse 5 aus der Trägheitskraft resultierende bremsende Wirkung auf das drehbare Spulenteil 4 (Spulenkörper) erhöht sich damit entsprechend. Diese verzögernde bzw. bremsende Wirkung addiert sich zu der vom Kraftbegrenzer 2 ausgeübten Bremswirkung. Diese Bremswirkung, welche aus der von der angekoppelten Trägheitsmasse 5 erzeugten Trägheitskraft resultiert, ist proportional den Körperdaten der verunfallten angegurteten Person und der Unfallschwere. Diese zusätzliche Bremswirkung addiert sich zu der vom Kraftbegrenzer 2 erzeugten Bremswirkung. Es entsteht damit ein Kraftbegrenzersystem, das selbsttätig proportional den Körperdaten der verunfallten Person und der Unfallschwere wirkt.
Zur Erhöhung der aus der angekoppelten Trägheitsmasse 5 resultierenden Trägheitskraft auf das drehbare Spulenteil 4 bzw. den Kraftbegrenzer 2 kann das Getriebe 7 ausgehend vom drehbaren Spulenteil 4 zur Trägheitsmasse 5 hin als ins Schnelle übersetzendes Getriebe ausgebildet sein.
Bei der Erfindung erreicht man somit im dynamischen Kurzzeitbereich des Unfallgeschehens in einem großen Spektrum der Unfallschwere und der Körperdaten der angegurteten Personen eine im wesentlichen jeweils gleiche Gurtbandauszugslänge und entsprechend selbsttätig abgestimmte Kraftbegrenzung.
Beim Ausführungsbeispiel der 1 ist die Trägheitsmasse 5 drehbar gelagert. Es ist jedoch auch möglich, die Trägheitsmasse linear beweglich zu lagern, wie es das Ausführungsbeispiel der 2 und 3 zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Massekörper vorgesehen, welche eine Träg heitsmasse 5' bilden. Die beiden Massekörper 5' besitzen gegebenenfalls einstückig Zahnstangen 20, welche mit dem Sonnenrad 17, das drehbar auf dem Lagerbolzen 13 gelagert ist, kämmen. Bei eingerückter Kupplung 6 überträgt sich die Drehbewegung des Sonnenrades 17 auf die beiden Massekörper 5', so daß diese linear in entgegengesetzen Richtungen zueinander bewegt werden. An Stelle von zwei Massekörpern 5 kann auch nur ein Massekörper zur Bildung der Trägheitsmasse 5' verwendet werden.

1: Gurtspule
2: Kraftbegrenzer
3: blockierbares Spulenteil
4: drehbares Spulenteil
5: Trägheitsmasse
6: Kupplung
7: Getriebe
8: Blockierverzahnung
9: Festlager
10: Kerbverzahnung
11: Spulenachse
12: Gurtaufrollerrahmen
13: Lagerbolzen
14: Planetenradträger
15: Planetenrad
16: Hohlrad
17: Sonnenrad
18: Adapterflansch
19: Sicherheitsgurt
20: Zahnstange

Claims

Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt zum Angurten eines Fahrzeuginsassen mit einer Gurtspule (1), auf welche der Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist, einem aus einem Energie verbrauchenden Material bestehenden Kraftbegrenzer (2), der zwischen wenigstens einem von einer Blockiereinrichtung (8) gegen Drehung blockierbaren ersten Spulenteil (3) und wenigstens einem bei Energieverbrauch des Kraftbegrenzers drehbaren zweiten Spulenteil angeordnet ist und einer Kupplung (6), welche bei Blockierung des ersten Spulenteils (3) und Drehung des zweiten Spulenteils (4) eingerückt ist, wobei an den zweiten Spulenteil (4) wenigstens ein Massekörper ankoppelbar ist, welcher durch eine bei Vorverlagerung des angegurteten Fahrzeuginsassen verursachten Mitbewegung eine das zweite Spulenteil (4) bremsende Kraft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Spulenteil (4) über ein Getriebe (7) mit einer aus mindestens einem Massekörper bestehenden Trägheitsmasse (5; 5') verbindbar ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Massekörper, aus welchem die Trägheitsmasse (5; 5') besteht, drehbar oder linear beweglich gelagert ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (7) ein ins Schnelle übersetzendes Getriebe ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmasse (5, 5') mittels der Kupplung (6) an den Kraftbegrenzer (2) koppelbar ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Kraftbegrenzer (2) erzeugte Kraftbegrenzerwirkung für eine 5%-Frau ausgelegt ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftbegrenzer (2) als Torsionsstab ausgebildet ist.