DE3534048C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Sicherheitsgurtaufroller mit Rückstrammeinrichtung sind bereits aus der DE-OS 30 40 667 sowie aus der DE-OS 31 31 637 bekannt. Zur Übertragung der Rückstrammkraft auf eine Aufrollerwelle ist eine mit dieser über eine Kupplungseinrichtung kuppelbare drehbare Rolle vorgesehen. Am Umfang der drehbaren Rolle greift die Rückstrammkraft über ein Zugseil an. Die zwischen der drehbaren Rolle und der Aufrollerwelle angeordnete Kupplungseinrichtung ist mit Wälzkörpern versehen, die in Radialrichtung zwischen der Außenoberfläche eines seitlichen Fortsatzes der Aufrollerwelle und in rampenförmigen Flächen auslaufenden, an die Form der Wälzkörper angepaßten Ausnehmungen an der Innenoberfläche einer Lageröffnung der drehbaren Rolle angeordnet sind. Bei Aktivierung des Rückstrammantriebs laufen diese Wälzkörper auf den rampenförmigen Flächen in Radialrichtung einwärts gegen die Außenoberfläche des Fortsatzes der Aufrollerwelle, um diesen kraftschlüssig mit der drehbaren Rolle zu koppeln.

Wenn die Rückstrammkraft durch Mittel aufgebracht werden soll, die eine geeingete Bemessung der Rückstrammkraft nicht oder nur mit erheblichen Aufwand zulassen, so besteht die Gefahr, daß der Sicherheitsgurt am Körper des Fahrzeuginsassen übermäßig stark gestrafft wird, so daß Verletzungen nicht ausgeschlossen werden können. Beispielsweise kann die Rückstrammkraft durch eine Masse aufgebracht werden, die relativ zum Fahrzeugaufbau beweglich ist und an der ein Ende des Zugseils befestigt ist. Bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf einem Hindernis wird die Masse aufgrund ihrer Trägheit relativ zum Fahrzeugaufbau verlagert und erzeugt so die Rückstrammkraft, welche über das Zugseil auf die drehbare Rolle und durch diese über die Kupplungseinrichtung auf die Aufrollerwelle übertragen wird. Je nach Heftigkeit des Aufpralls kann die so erzeugte Rückstrammkraft unerwünscht hohe Werte annehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Sicherheitsgurtaufroller der eingangs angegebenen Art mit einfachen Mitteln die durch den Rückstrammvorgang auf den Sicherheitsgurt ausgeübte Spannung zu begrenzen.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Sicherheitsgurtaufroller durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es ist an sich bereits aus der DE-OS 22 30 994 bekannt gewesen, Sicherheitsgurt-Rückhaltesysteme mit einem Kraftbegrenzer auszustatten, der im Belastungsfalle die im Gurtsystem auftretende Spannung begrenzt. Der Kraftbegrenzer ist in den Sperrmechanismus des Sicherheitsgurtaufrollers integriert, indem er zwischen Gurtspule und einer im Sperrfalle blockierten Welle eingefügt ist. Die Kopplung zwischen Welle und Gurtspule erfolgt über Wälzkörper wie Kugeln, die eine Relativdrehung zwischen Welle und Gurtspule unter plastischer Verformung von Material zulassen.

Ein Begrenzung der Rückstrammkraft an einen Sicherheitsgurtaufroller mit Rückstrammeinrichtung ist auch bereits Gegenstand einer älteren Patentanmeldung, die mit der DE-OS 34 07 378 offengelegt wurde. Die Rückstrammkraft wird von der Seilscheibe nicht unmittelbar auf die Kupplungsscheibe übertragen, sondern über eine formschlüssige Verbindung, die bei hoher Belastung unter plastischer Verformung von Material nachgibt. Dieser Formschluß ist durch in bogenförmige Schlitze eingreifende Stifte gebildet, die in den Schlitzen festsitzen, bei hoher Belastung jedoch unter plastischer Verformung der Schlitzberandungsflächen von einem Schlitzende bis zum gegenüberliegenden Schlitzende bewegt werden können.

Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtaufroller wird das an der Aufrollerwelle wirksame Drehmoment auf Werte begrenzt, bei denen im Verlaufe eines Rückstrammvorganges noch keine unzulässig hohen Rückstrammkräfte im Sicherheitsgurt auftreten. Eine Gefährdung der Fahrzeuginsassen durch eine im Verlauf eines Rückstrammvorganges auftretende, unzulässig hohe Spannung des Sicherheitsgurtes wird selbst dann sicher vermieden, wenn die Rückstrammkraft von einer Masse abgeleitet wird, die beim Aufprall des Fahrzeugs auf einem Hindernis relativ zum Fahrzeugaufbau verlagert wird und prinzipiell unbegrenzt hohe Rückstrammkräfte erzeugen kann.

Bei der im Patentanspruch 3 angegebenen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird nach Erreichen eines vorgegebenen Drehmomentwertes die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zugmittel und der Aufrollerwelle aufgehoben. Dieser Ausführungsform liegt der Gedanke zugrunde, daß erst gegen Ende des Rückstrammvorganges, nachdem eine eventuelle Gurtlose beseitigt ist, unzulässig hohe Spannkräfte im Sicherheitsgurt zu befürchten sind, da dieser dann um den Körper des Fahrzeuginsassen gespannt ist. Das zwischen dem Zugmittel und der Aufrollerwelle zu übertragende Drehmoment nimmt dann plötzlich zu. Ein weiteres Rückstrammen, selbst bei begrenzter Rückstrammkraft, ist dann unerwünscht. Durch Aufhebung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Zugmittel und der Aufrollerwelle wird der Rückstrammvorgang bei dieser Ausführungsform beendet.

Mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Radialschnitt einer Ausführungsform des Si­ cherheitsgurtaufrollers nach einer ersten Varian­ te;

Fig. 2 einen Axialschnitt derselben Ausführungsform;

Fig. 3 einen Radialschnitt einer weiteren Ausführungs­ form der ersten Variante und

Fig. 4 einen Radialschnitt einer weiteren Ausführungs­ form der ersten Variante.

Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform des Sicherheitsgurtaufrollers ist in einem Gehäuse 10 eine Auf­ rollerwelle 12 drehbar gelagert. Die Aufrollerwelle 12 be­ sitzt einen seitlichen Fortsatz 14, der durch eine Lageröff­ nung 16 einer drehbaren, scheibenförmigen Rolle 18 hindurch­ ragt. Zwischen der Lageröffnung 16 und dem seitlichen Fort­ satz 14 der Aufrollerwelle 12 ist ein allgemein hohlzylindri­ scher Käfig 20 angeordnet, welcher mit dem Gehäuse 10 verbun­ den ist. Die Lageröffnung 16 ist an ihrer Innenoberfläche mit drei Ausnehmungen 22 a, 22 b, 22 c versehen, deren Form im Querschnitt angenähert halbkreisförmig und an die äußere Form von zylindrischen Wälzkörpern 24 a, 24 b, 24 c angepaßt ist. Je­ de der Ausnehmungen 22 a, 22 b, 22 c läuft vor Vollendung der halbkreisförmigen Querschnittsgestalt in eine rampenförmige Fläche 26 a bzw. 26 b bzw. 26 c aus, die ihrerseits in eine annähernd im Querschnitt halbkreisförmige Erweiterung 28 a, 28 b, 28 c ausläuft, deren Gestalt ähnlich derjenigen der Ausnehmung 22 a , 22 b bzw. 22 c ist. Die Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c sind in radial durchgehenden Aufnahmeöffnungen 30 a, 30 b, 30 c des Käfigs 20 gehalten. Die scheibenförmige Rolle 18 ist an ihrem Umfang mit einer umlaufenden Rille 32 versehen, die durch eine seitlich überstehende Umfangs­ wand 34 des Gehäuses 10 nach außen verschlossen ist. In die Rille 32 ist ein als Zugmittel dienendes Drahtseil 36 in mehreren Windungen spiralförmig eingelegt. Das innere Ende des Drahtseils 36 ist mit einem aufgepreßten Nippel 38 versehen, der in eine entsprechend geformte Öffnung 40 der drehbaren Rolle 18 eingehängt ist. Das andere Ende des Drahtseils 36, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird an eine Masse angekoppelt, die beim Auftreten einer hohen Verzögerung des Fahrzeugs, in welches der Si­ cherheitsgurtaufroller eingebaut ist, relativ zum Fahr­ zeugaufbau verschiebbar ist, um auf diese Weise die Rück­ strammkraft für den Sicherheitsgurtaufroller zu erzeugen. Bei der genannten Masse kann es sich beispielsweise um den Motor- und Getriebeblock des Fahrzeugs handeln.

Diese Ausführungsform des Sicherheitsgurtaufrollers arbei­ tet folgendermaßen: Bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf einem Hindernis wird durch die Bewegung der Masse, an wel­ che das freie Ende des Drahtseils 36 angeschlossen ist, re­ lativ zum Fahrzeugaufbau eine hohe Zugspannung auf das Drahtseil 36 in Richtung des in Fig. 1 gezeigten Pfeiles ausgeübt. Die auf das Drahtseil 36 ausgeübte Zugkraft greift am Umfang der drehbaren Rolle 18 an und erzeugt ein Dreh­ moment, welches bestrebt ist, die Rolle 18 im Uhrzeigersinn zu verdrehen. Dabei können die übereinanderliegenden Win­ dungen in der Rille 32 nicht in Axialrichtung nebeneinan­ dergleiten, da die axiale Breite der Rille 32 ungefähr dem Querschnittsdruchmesser des Drahtseils 36 entspricht. Durch das nun auf die Rolle 18 ausgeübte Drehmoment laufen die rampenförmigen Flächen 26 a, 26 b, 26 c auf dem zugehörigen Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c auf und sind bestrebt, diesen im Uhrzeigersinn mitzudrehen und in Radialrichtung einwärts gegen die Außenoberfläche des Fortsatzes 14 der Aufroller­ welle 12 zu drücken. Dieser Mitdrehung der Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c widersetzt sich jedoch der gehäusefeste Käfig 20. Der Käfig 20 ist aber an das Gehäuse 10 über Verbindungs­ mittel angeschlossen, die beim Erreichen eines bestimmten Drehmomentwertes nachgeben und abbrechen, so daß die kraft­ schlüssige Verbindung zwischen dem Käfig 20 und dem Gehäu­ se 10 aufgehoben wird. Die Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c kommen dann mit dieser Außenoberfläche des Fortsatzes 14 kraftschüssig in Verbin­ dung, so daß die Aufrollerwelle 12 mitgedreht wird. Durch die Drehung der Aufrollerwelle 12 wird das Gurtband auf der Gurtspule aufgewickelt, der Sicherheitsgurt also rück­ gestrammt. Wenn gegen Ende des Rückstrammvorganges das Gurtband fest am Körper des Fahrzeuginsassen anliegt, stellt sich eine plötzliche Zunahme des Widerstandes ein, den die Aufrollerwelle 12 einer weiteren Mitdrehung durch die Rolle 18 entgegensetzt. Infolgedessen laufen die rampenförmigen Flächen 26 a, 26 b, 26 c weiter auf die Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c auf, wobei sich die unter Druck aneinander in Anlage befindlichen Flächen deformieren, bis der Weg für die Wälz­ körper 24 a, 24 b, 24 c zum Ausweichen in die Erweiterungen 28 a, 28 b bzw. 28 c freigegeben ist. Das Eindringen der Wälz­ körper 24 a, 24 b, 24 c in die Erweiterungen 28 a, 28 b, 28 c erfolgt beim Erreichen eines vorgegebenen Drehmomentwertes zwischen der Aufrollerwelle 12 und der drehbaren Rolle 18 entsprechend einer am Umfang der Rolle 18 über das Draht­ seil 36 angreifenden Zugkraft, die zu der gewünschten Span­ nung des am Körper des gesicherten Insassen anliegenden Sicherheitsgurtes führt. Nachdem die Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c in die Erweiterungen 28 a, 28 b, 28 c ausgewichen sind, ist der Kupplungseingriff zwischen der drehbaren Rolle 18 und dem Fortsatz 14 der Aufrollerwelle 12 aufgehoben, so daß die Rolle 18, falls die Zugkraft am Drahtseil 36 anhält, ledig­ lich weitergedreht wird, ohne die Aufrollerwelle 12 mitzu­ nehmen.

Die weiteren Ausführungsformen unterscheiden sich von der vorstehend beschriebenen nur in der Ausbildung der Begren­ zungseinrichtung, welche das auf die Aufrollerwelle über­ tragene Drehmoment begrenzt. Es wird daher nur diese Be­ grenzungseinrichtung im einzelnen beschrieben.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform laufen die rampenförmigen Flächen 26 a, 26 b, 26 c relativ flach an der Innenoberfläche der Lageröffnung 16 der drehbaren Rolle 18 aus. Innerhalb des Körpers 18 befindet sich in geringem Abstand von jeder rampenförmigen Fläche 26 a, 26 b, 26 c eine gestreckte Hohlkammer 42 a, 42 b, 42 c, welche von der benach­ barten rampenförmigen Fläche durch einen Steg 44 a, 44 b, 44 c getrennt ist. Durch ihre Form und Materialbeschaffen­ heit sind die Stege 44 a, 44 b, 44 c deformierbar, so daß die entsprechende rampenförmige Fläche 26 a, 26 b, 26 c in Radial­ richtung auswärts deformiert wird, wenn sie mit hohem An­ preßdruck auf dem entsprechenden Wälzkorper 24 a, 24 b, 24 c aufläuft. Die Deformierung der Stege 44 a, 44 b, 44 c hat ei­ ne Begrenzung der radialen Anpreßkraft der Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c in Richtung des Fortsatzes 14 der Aufrollerwelle 12 und folglich eine Begrenzung des auf diese übertragba­ ren Drehmomentes zur Folge. Bei dieser Ausführungsform tritt zwar eine Begrenzung des über die Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c übertragenen Drehmomentes statt, jedoch keine Aufhebung des Kupplungseingriffs nach Erreichen des vorge­ gebenen Drehmoment-Grenzwertes.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausfüh­ rungsform ist, daß auf den Fortsatz 14 der Aufrollerwelle 12 eine Hülse 46 aus einem deformierbaren Material aufgeschoben ist. Die Hülse 46 ist an ihrer Innenoberfläche mit einer halbzylinderförmigen Ausnehmung 48 versehen, die sich mit einer ebenfalls halbzylinderförmigen Ausnehmung 50 an der Außenoberfläche des Fortsatzes 14 zu einer zylin­ drischen, axialen Aufnahmebohrung für einen Kopplungsstift 52 ergänzt. Durch den Kopplungsstift 52 ist die Hülse 46 drehfest mit dem Fortsatz 14 gekoppelt. Wegen der Defor­ mierbarkeit des Materials der Hülse 46 ist aber das übertragbare Drehmoment begrenzt. Nach Über­ schreiten eines vorgegebenen Drehmoment-Grenzwertes wird daher auch bei dieser Ausführungsform der Kupplungseingriff zwischen der drehbaren Rolle 18 und der Aufrollerwelle auf­ gehoben. Weiterhin wirken die deformierbaren Stege 44 a, 44 b, 44 c und die deformierbare Außenoberfläche der Hülse 46 im Sinne einer Begrenzung des über die Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c übertragbaren Drehmomentes zusammen.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind die Wälz­ körper 24 a, 24 b, 24 c hohlzylindrisch ausgebildet und auf­ grund ihrer Materialbeschaffenheit deformierbar. Sobald die rampenförmigen Flächen 26 a, 26 b, 26 c mit ausreichender Druck­ kraft auf den Außenoberflächen der Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c auflaufen, werden diese zunächst in Radialrichtung einwärts gegen die Außenoberfläche des Fortsatzes 14 der Aufroller­ welle 12 in Kupplungseingriff mit dieser gedrängt, wobei der Käfig 20 vom Gehäuse 10 abgeschert wird, bei Erreichen einer bestimmten Beanspruchung, die dem vorgegebenen Drehmoment- Grenzwert entspricht, jedoch deformiert und in Radialrichtung zusammengedrückt, wodurch das über die Wälzkörper 24 a, 24 b, 24 c auf die Aufrollerwelle 12 übertragbare Drehmoment be­ grenzt wird.

Claims (6)

1. Sicherheitsgurtaufroller mit einer Rückstrammeinrich­ tung, die zur Übertragung der Rückstrammkraft auf eine Auf­ rollerwelle (12) eine mit dieser über eine Kupplungsein­ richtung kuppelbare, drehbare Rolle (18) aufweist, an deren Umfang die Rückstrammkraft über ein Zugmittel (36) angreift, mit einer zwischen der drehbaren Rolle (18) und der Aufrollerwelle (12) angeordneten Kupplungseinrichtung, die Wälzkörper (24 a, 24 b, 24 c) aufweist, die in Radialrichtung zwischen der Außenoberfläche eines seitlichen Fortsatzes (14) der Aufrollerwelle (12) und in rampenförmigen Flächen (26 a, 26 b, 26 c) auslaufenden, an die Form der Wälzkörper (24 a, 24 b, 24 c) angepaßten Ausnehmungen (22 a, 22 b, 22 c) an der Innenoberfläche einer Lageröffnung (16) der drehbaren Rolle (18) angeordnet sind, wobei die Wälzkörper (24 a, 24 b, 24 c) durch Auflaufen auf den rampenförmigen Flächen (26 a, 26 b, 26 c) in Radialrichtung einwärts gegen die Außenoberfläche des Fortsatzes (14) der Aufrollerwelle (12) bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der sich gegeneinander abstützenden Flächen an den Ausnehmungen (26 a, 26 b, 26 c) der Lageröffnung (16), den Wälzkörpern (24 a, 24 b, 24 c) und der Außenoberfläche des Fortsatzes (14) der Aufrollerwelle (12) bei einer vorbestimmten Belastung in Radialrichtung deformierbar ist.

2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die deformierbare Fläche durch die rampenförmigen Flächen (26 a, 26 b, 26 c) gebildet ist, in denen die Ausnehmungen (22 a, 22 b, 22 c) der Lageröffnung (16) auslaufen.

3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an jede rampenförmige, deformierbare Fläche (26 a, 26 b, 26 c) eine in Radialrichtung auswärts ausgesparte Erweiterung (28 a, 28 b, 28 c) anschließt, die an die Form der Wälzkörper (24 a, 24 b, 24 c) angepaßt ist.

4. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Körper der drehbaren Rolle (18) in Radialrichtung auswärts von jeder rampenförmigen Fläche (26 a, 26 b, 26 c) eine gestreckte Hohlkammer (42 a, 42 b, 42 c) ausgespart ist, die von der rampenförmigen Fläche (26 a, 26 b, 26 c) durch eine stegförmige, deformierbare Wandung (Stege 44 a, 44 b, 44 c) getrennt ist.

5. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die deformierbare Fläche durch die Umfangsfläche der hohlzylindrisch ausgebildeten Wälzkörper (24 a, 24 b, 24 c) gebildet ist.

6. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die deformierbare Fläche durch die Außen­ oberfläche einer den Fortsatz (14) der Aufrollerwelle (12) umgebenden Hülse (46) aus deformierbarem Material gebildet ist.