DE20301941U1 - Seat belt reel unit with torsion element for limitation of unwinding forces, comprising coated torsion bar - Google Patents
Seat belt reel unit with torsion element for limitation of unwinding forces, comprising coated torsion barInfo
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JS /se/Hc 7. Februar 2003JS /se/Hc 7 February 2003
Torsionseinheit zur Kraftbegrenzung in einem GurtaufrollerTorsion unit for force limitation in a belt retractor
Die Erfindung betrifft eine Torsionseinheit zur Kraftbegrenzung in einem Gurtaufroller, wobei die Torsionseinheit wenigstens zwei Torsionselemente umfaßt, die durch plastische Verformung zur Kraftbegrenzung beitragen können.The invention relates to a torsion unit for force limitation in a belt retractor, wherein the torsion unit comprises at least two torsion elements which can contribute to force limitation by plastic deformation.
Eine solche Torsionseinheit, die in eine Aufrollspule eines Gurtaufrollers integriert werden kann, ist aus der EP-A-O 962 366 bekannt. Die Torsionseinheit ermöglicht bei einem Unfall trotz blockiertem Sicherheitsgurt einen begrenzten Gurtbandabzug gegen eine von der Torsionseinheit bereitgestellte Widerstandskraft, um zum Schutz des Fahrzeuginsassen die Belastungsspitzen im Sicherheitsgurt zu verringern. Zur Anpassung der Kennlinie der Torsionseinheit, die sich aus der Widerstandskraft in Abhängigkeit von der abgezogenen Gurtbandlänge ergibt, an die jeweiligen Anforderungen wird bei der bekannten Torsionseinheit der Innendurchmesser eines Torsionsrohrs so gewählt, daß sich ein im Inneren des Torsionsrohrs angeordneter Torsionsstab im tordierten Zustand am Torsionsrohr abstützt.Such a torsion unit, which can be integrated into a reel of a belt retractor, is known from EP-A-O 962 366. In the event of an accident, the torsion unit allows a limited belt webbing withdrawal against a resistance force provided by the torsion unit despite the seat belt being blocked, in order to reduce the peak loads in the seat belt to protect the vehicle occupant. In order to adapt the characteristic curve of the torsion unit, which results from the resistance force depending on the length of belt webbing withdrawn, to the respective requirements, the inner diameter of a torsion tube in the known torsion unit is selected so that a torsion bar arranged inside the torsion tube is supported on the torsion tube in the twisted state.
Die Erfindung schafft eine Torsionseinheit für einen Gurtaufroller, mit der gezielt verschiedene Kraftniveaus bei der Verformung der Torsionseinheit erreicht werden können.The invention provides a torsion unit for a belt retractor with which different force levels can be specifically achieved when deforming the torsion unit.
Gemäß der Erfindung ist bei einer Torsionseinrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, daß das zweite Torsionselement ein an die Form des ersten Tor-According to the invention, in a torsion device of the type mentioned at the outset, it is provided that the second torsion element has a shape adapted to the first torsion
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sionselements angepaßtes gespritztes oder gegossenes Torsionselement ist. Die erfindungsgemäße Torsionseinheit erlaubt einen kompakten Aufbau des Gurtaufrollers, wobei das zweite Torsionselement Dank der Herstellung durch Spritzen oder Gießen kostengünstig mit verschiedenen Geometrien gebildet werden kann. Somit ergeben sich vielfältige Variationsmöglichkeiten für die resultierende Kraftkennlinie der erfindungsgemäßen Torsionseinheit.sion element is an injection-molded or cast torsion element. The torsion unit according to the invention allows a compact design of the belt retractor, whereby the second torsion element can be formed cost-effectively with different geometries thanks to the production by injection or casting. This results in a wide range of possible variations for the resulting force characteristic of the torsion unit according to the invention.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfmdungsgemäßen Torsionseinheit sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the torsion unit according to the invention are specified in the subclaims.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the accompanying drawings, to which reference is made. In the drawings:
- Figur 1 eine Schnittansicht eines Gurtaufrollers mit einer Torsionseinheit gemäß einer ersten Ausführungsforrn;- Figure 1 is a sectional view of a belt retractor with a torsion unit according to a first embodiment;
- Figur 2 eine Schnittansicht eines Gurtaufrollers mit einer Torsionseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform; und- Figure 2 is a sectional view of a belt retractor with a torsion unit according to a second embodiment; and
- Figuren 3a bis 3e Seitenansichten von Torsionseinheiten gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten.- Figures 3a to 3e show side views of torsion units according to different design variants.
Der in Figur 1 dargestellte Gurtaufroller 10 umfaßt eine Gurtspule 12, die drehbar in einem Rahmen 14 gelagert ist, der in einem Fahrzeug befestigt werden kann. Auf der Gurtspule 12 kann ein Gurtband aufgenommen werden, das dazu dient, einen Fahrzeuginsassen bei einem Unfall zurückzuhalten, damit dieser an der Verzögerung des Fahrzeugs teilnimmt. Im Inneren der Gurtspule 12 ist eine Torsionseinheit 16 angeordnet, die an dem bezüglich der Figur 1 rechten Ende drehfest mit der Gurtspule 12 verbunden ist. Das andere Ende der Torsionseinheit 16 ist selektiv drehfest mit dem lasttragenden Rahmen 14 des Gurtaufrollers 10 verbunden.The belt retractor 10 shown in Figure 1 comprises a belt reel 12 which is rotatably mounted in a frame 14 which can be fastened in a vehicle. A belt strap can be accommodated on the belt reel 12 which serves to restrain a vehicle occupant in the event of an accident so that he or she participates in the deceleration of the vehicle. A torsion unit 16 is arranged inside the belt reel 12 and is connected to the belt reel 12 in a rotationally fixed manner at the right-hand end with respect to Figure 1. The other end of the torsion unit 16 is selectively connected to the load-bearing frame 14 of the belt retractor 10 in a rotationally fixed manner.
Wenn bei einem Unfall nach dem Blockieren der Gurtspule 12 im Gurtband eine Zugkraft wirkt, die auf die Gurtspule 12 einen Drehmoment ausübt, dasIf, in the event of an accident, after the belt reel 12 has been blocked, a tensile force acts in the belt webbing which exerts a torque on the belt reel 12 which
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größer als ein Widerstandsdrehmoment ist, das von der Torsionseinheit 16 ohne Verformung aufgebracht werden kann, wird das Gurtband von der Gurtspule 12 abgezogen, wobei die Torsionseinheit 16 zwischen ihrem fest mit der Gurtspule 12 verbundenen Ende und ihrem mit dem Rahmen 14 drehfest gehaltenen Ende tordiert wird.is greater than a resistance torque that can be applied by the torsion unit 16 without deformation, the belt webbing is pulled off the belt spool 12, whereby the torsion unit 16 is twisted between its end firmly connected to the belt spool 12 and its end held in a rotationally fixed manner by the frame 14.
Die Torsionseinheit 16 besteht im wesentlichen aus einem massiven Torsionsstab 18, der von einer Schicht 20 umgeben ist, die durch Umspritzen oder Umgießen des Torsionsstabs 18 mit einem Werkstoff gebildet ist. Beispielsweise kann der Torsionsstab 18 von einem Magnesium- oder Aluminiumdruckguß umgeben sein. Die den Torsionsstab 18 umgebende Schicht 20 dient in diesem Fall als Torsionsrohr, das auf bekannte Weise mit dem innenliegenden Torsionsstab 18 und/oder mit der Gurtspule 12 und/oder mit dem lasttragenden Rahmen 14 gekoppelt werden kann, um je nach Anforderung oder abhängig von der gegebenen Situation eine gewünschte Kraftkennlinie der Torsionseinheit 16 zu verwirkliehen. The torsion unit 16 essentially consists of a solid torsion bar 18 which is surrounded by a layer 20 which is formed by overmolding or casting the torsion bar 18 with a material. For example, the torsion bar 18 can be surrounded by a magnesium or aluminum die cast. The layer 20 surrounding the torsion bar 18 serves in this case as a torsion tube which can be coupled in a known manner to the internal torsion bar 18 and/or to the belt reel 12 and/or to the load-bearing frame 14 in order to implement a desired force characteristic of the torsion unit 16 depending on the requirement or depending on the given situation.
Bei der in Figur 1 gezeigten Ausfuhrungsform ist ein Sperrad 22 einstückig mit der Schicht 20 ausgeführt, d.h. das Torsionsrohr und das Sperrad 22 sind in einem Arbeitsschritt durch Umspritzen oder Umgießen des Torsionsstabs 18 hergestellt worden. Das Sperrad 22 kann aber auch nachträglich auf den Torsionsstab 18 und die Schicht 20 gespritzt oder gegossen werden. Schließlich ist auch eine Ausführungsform vorgesehen, bei der das Sperrad 22 auf den Torsionsstab 18 gespritzt oder gegossen ist, ohne daß eine Schicht 20 vorgesehen ist.In the embodiment shown in Figure 1, a locking wheel 22 is made in one piece with the layer 20, i.e. the torsion tube and the locking wheel 22 are manufactured in one step by overmolding or casting the torsion bar 18. The locking wheel 22 can also be subsequently injected or cast onto the torsion bar 18 and the layer 20. Finally, an embodiment is also provided in which the locking wheel 22 is injected or cast onto the torsion bar 18 without a layer 20 being provided.
Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist das Sperrad 22 wiederum einstückig mit der Schicht 20 ausgeführt und so gegossen oder gespritzt, daß es die Gurtspule 12 an deren bezüglich der Figur 2 linken Ende umgibt. Somit können ein sonst erforderliches Zusatzteil zur Kopplung der Torsionseinheit 16 an die Gurtspule 12 und der entsprechende Montageschritt entfallen. Die Konstruktion hat zudem den Vorteil, daß die Befestigung präziser und stabiler ist. EbensoIn the embodiment shown in Figure 2, the ratchet wheel 22 is again made in one piece with the layer 20 and is cast or injected in such a way that it surrounds the belt reel 12 at its left end with respect to Figure 2. This means that an additional part that would otherwise be required for coupling the torsion unit 16 to the belt reel 12 and the corresponding assembly step can be omitted. The design also has the advantage that the fastening is more precise and stable. Likewise
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wie bei der Ausführungsform der Figur 1 ist ein Fixierstift 24 zur Positionierung der Torsionseinheit 16 in das Sperrad 22 eingegossen.As in the embodiment of Figure 1, a fixing pin 24 for positioning the torsion unit 16 is cast into the ratchet wheel 22.
Es ist auch möglich, die einzelnen Torsionselemente (Torsionsstab 18 und umgebendes Torsionsrohr) getrennt anzusteuern. Der außen umspritzte Torsionsstab 18 kann auch innen hohl sein, wenn er nur ein verhältnismäßig geringes Widerstandsmoment beisteuern soll.It is also possible to control the individual torsion elements (torsion bar 18 and surrounding torsion tube) separately. The externally molded torsion bar 18 can also be hollow on the inside if it is only intended to contribute a relatively low section modulus.
Durch das Umspritzen oder Umgießen können auf einfache Weise verschiedenste Torsionsrohrgeometrien hergestellt werden, von denen in den Figuren 3 a bis 3e einige beispielhaft dargestellt sind. Die Torsionsrohre 20 weisen an bestimmten Stellen Aussparungen 26 auf, die das Torsionsverhalten des Torsionsrohrs 20 und damit das Kraftniveau der Torsionseinheit 16 beeinflussen. Somit können durch geeignete Wahl der Geometrie der Torsionsrohre 20 kostengünstig verschiedene gewünschte Kraftkennlinien realisiert werden.By overmolding or casting, a wide variety of torsion tube geometries can be produced in a simple manner, some of which are shown as examples in Figures 3a to 3e. The torsion tubes 20 have recesses 26 at certain points, which influence the torsional behavior of the torsion tube 20 and thus the force level of the torsion unit 16. Thus, by suitable selection of the geometry of the torsion tubes 20, various desired force characteristics can be realized cost-effectively.
Die erfindungsgemäße Torsionseinheit 16 kann auch aus einem Torsionsrohr bestehen, das mit einem geeigneten Werkstoff von innen so „umspritzt" oder vollständig ausgegossen ist, daß die gespritzte oder gegossene Einlage ein anderes Kraftniveau als das Torsionsrohr aufweist. Wie oben beschrieben kann durch entsprechende Kupplung der einzelnen Torsionselemente (Torsionsrohr und Einlage) die Kraftkennlinie der Torsionseinheit 16 variiert werden.The torsion unit 16 according to the invention can also consist of a torsion tube that is "overmolded" or completely cast with a suitable material from the inside so that the injected or cast insert has a different force level than the torsion tube. As described above, the force characteristic of the torsion unit 16 can be varied by appropriate coupling of the individual torsion elements (torsion tube and insert).
Als Werkstoffe für das Spritzen oder Gießen können auch geeignete Kunststoffe eingesetzt werden, wobei die Werkstoffe grundsätzlich eine über ein Temperaturband von -300C bis +8O0C möglichst konstante Verformungsenergie haben sollten.Suitable plastics can also be used as materials for injection molding or casting, whereby the materials should generally have a deformation energy that is as constant as possible over a temperature range of -30 0 C to +8O 0 C.
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