DE4436810C2

DE4436810C2 - Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE4436810C2
Application number: DE4436810A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Specht
Original assignee: HS Technik und Design Technische Entwicklungen GmbH
Current assignee: HS Technik und Design Technische Entwicklungen GmbH
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2014-10-15
Also published as: ES2125777B1; IT1282443B1; GB9520991D0; ES2125777A1; FR2725673A3; ITBZ950063A0; ITBZ950063A1; FR2725673B3; DE4436810A1; GB2293962A

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Ein derartiger aus der DE 24 02 650 B2 bekannter Gurtaufroller besitzt einen Energie absorber, der zwischen einem mit dem Gurtband verbundenen Wellenteil der Gurtspule und einem blockierbaren Eingriffsbereich der Gurtspule angeordnet ist. Der Energieab sorber weist hierzu ein in einer axialen Bohrung des Wellenteils angeordnetes Absor berkissen und einen sich in die Bohrung erstreckenden Bolzen auf, der sich, wenn er nach ausgelöster Blockierung gegen Verdrehung blockiert ist, bei Verdrehen des Wellen teils axial gegen das Absorberkissen bewegt und dieses unter Energieabsorption ver formt. Die Drehblockierung des Bolzens erfolgt durch ein blockierbares Zahnrad, das drehfest, aber axial verschiebbar auf dem Bolzen gelagert ist. Der Energieabsorber ist dabei als Drehkraft übertragendes Verbindungsglied ständig funktionsbereit zwischen das Wellenteil der Gurtspule und das Zahnrad der Blockiereinrichtung geschaltet. Sein Ansprechverhalten ist von dem Reibverhalten zwischen dem Bolzen und dem Absor berkissen der Voreinstellung des Bolzenabstands zum Absorberkissen sowie der Ver formbarkeit des Absorberkissens bestimmt.

Aus der DE-OS 20 64 710 ist ein Gurtaufroller bekannt, bei dem als Energieabsorber ein Torsionsstab zum Einsatz kommt, der sich durch das Wellenteil der Gurtspule in axialer Richtung erstreckt. Die Energieabsorberwirkung wird mittels einer durch Trägheitswir kung in axialer Richtung sich verschiebenden Sperrscheibe bewirkt. Bei der axialen Ver schiebung wird das eine Ende des Torsionsstabes an einem Lagerbock blockiert, wäh rend das andere Ende des Torsionsstabes mit dem Wellenteil der Gurtspule drehfest verbunden bleibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller der eingangs genannten Art zu schaf fen, bei dem unterhalb einer bestimmten Schwelle der Fahrzeuggeschwindigkeitsände rung ein Blockieren der Gurtspule mit Überbrückung des Energieabsorbers erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa tentanspruches 1 oder des Patentanspruches 2 gelöst.

Der Energieabsorber wird zwischen einem Wellenteil der Gurtspule, auf welches vom Gurtband ausgehende Kräfte wirken, und einem Eingriffsbereich der Gurtspule, z. B. Blockierzähnen oder in gleicher Weise wirkenden Blockiereinrichtung, oberhalb einer bestimmten Schwelle der Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung, z. B. während eines Un fallgeschehens, eingeschaltet.

Unterhalb der bestimmten Schwelle der Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung wird der Energieabsorber überbrückt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß bei geringen Fahr zeuggeschwindigkeitsänderungen, bei denen die Blockiereinrichtung mit dem Eingriffs bereich der Gurtspule in Ein griff gebracht wird, ein Blockieren der Gurtspule in sol chen Fahrsituationen erreicht wird, in denen die auf den Körper des Fahrzeuginsassen einwirkenden Belastungen un terhalb der angesprochenen Schwelle liegen und dem Fahr zeuginsassen auch bei diesen Fahrsituationen, z. B. extre men Kurvenfahrten, ein Sicherheitsgefühl vermittelt wird.

Oberhalb der bestimmten Schwelle der Fahrzeuggeschwindig keitsänderung, insbesondere bei einem Unfallgeschehen, wird der Energieabsorber zwischen das Wellenteil und den Eingriffsbereich der Gurtspule geschaltet, so daß der Energieabsorber als Lastbegrenzer für den Fahrzeuginsas sen wirksam wird.

Der Energieabsorber ist in der Weise ausgebildet, daß eine Relativbewegung zwischen dem Wellenteil, welches beispielsweise das Teil ist, auf welches der Sicherheits gurt auf die Gurtspule aufgewickelt ist, und dem Ein griffsbereich, mit welchem die Blockiereinrichtung an der Gurtspule in Eingriff kommen kann, unter Verbrauch von Energie bewegbar ist. Bei dieser Bewegung handelt es sich bevorzugt um eine Drehung des Wellenteils gegenüber dem am Rahmen blockierten Eingriffsteil der Spule. Diese Be wegung kann eine zugeschaltete Bremse in Form von zwi schen dem Wellenteil und dem Eingriffsteil wirksam wer denden Brems- bzw. Reibbelägen sein.

Dabei ist eine Seite des Energieabsorbers mit dem Wellen teil, auf welches eine vom Gurtband ausgehende Kraft ein wirkt, verbunden und die andere Seite des Energieabsor bers mit dem Eingriffsbereich der Gurtspule, an welchem die Blockiereinrichtung angreift.

Die Energie verbrauchende Relativbewegung zwischen dem Wellenteil und dem Eingriffsbereich kann in bevorzugter Weise um die Spulenachse erfolgen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Energieabsorber als Torsionsele ment, beispielsweise in Stabform, ausgebildet.

Um den Energieabsorber zwischen das Wellenteil und den Eingriffsbereich der Spule zu schalten, kann ein bewegli ches Kraftschlußelement vorgesehen sein. Dieses bewegli che Kraftschlußelement kann in der Weise ausgebildet sein, daß es sowohl den Kraftschluß zwischen dem Wellen teil und dem Eingriffsbereich der Gurtspule bei Normalbe trieb, d. h. unterhalb der bestimmten Schwelle der Fahr zeuggeschwindigkeitsänderung herstellt. Das Kraftschluß element kann in der Weise beweglich sein, daß es oberhalb der Schwelle der Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung den Energieabsorber zwischen das Wellenteil und den Ein griffsbereich der Gurtspule schaltet. Dabei ist das Kraftschlußelement in der Weise beweglich, daß es die eine Seite des Energieabsorbers mit dem Wellenteil oder dem Eingriffsbereich der Gurtspule verbindet, wäh rend die andere Seite des Energieabsorbers mit dem Ein griffsbereich oder dem Wellenteil drehfest verbunden ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Energieab sorber mit dem Wellenteil an seiner einen Seite drehfest verbunden und kann durch das bewegliche Kraftschlußele ment oberhalb der bestimmten Schwelle der Fahrzeugge schwindigkeitsänderung an seiner anderen Seite mit dem Eingriffsbereich der Gurtspule verbunden werden.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt die Bewegung des Kraftschlußelements durch eine zündbare Treibgasleitung. Diese Treibgasleitung wird oberhalb der bestimmten Schwelle der Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung gezündet. Die Zündung kann erfolgen, wenn eine weitere Rückhaltekomponente des Fahrzeugrückhaltesystems, beispielsweise ein Airbag und/oder Gurtstraffer betätigt worden ist. Dabei können Zündsignale, welche zur Betätigung der weiteren Rückhal tekomponenten, insbesondere des Airbags, dienen, zur Zün dung der Treibgasladung für das Kraftschlußelement einge setzt werden.

Durch die Erfindung wird hierdurch ferner gewährleistet, daß in Verbindung mit einer weiteren Rückhaltekomponente, z. B. des Airbags, die Vorverlagerung, welche durch den Energieabsorber zugelassen wird, zu keinem Verletzungs risiko am vorverlagerten Körperteil, z. B. am Kopf, führt, weil der aufgeblasene Airbag einen Aufprallschutz bietet.

Auf diese Weise wird nicht nur das Verletzungsrisiko im Bereich der Körperteile, an denen das Sicherheitsgurtband anliegt, verhindert, sondern es kann bei Einsatz zusätz licher Rückhaltekomponenten, wie z. B. eines Airbags, ein relativ langer Gurtbandauszug, d. h. eine relativ hohe Energieabsorption in der Gurtspule erreicht werden.

Auch bei Verwendung eines Gurtstraffers zum Strammen des Sicherheitsgurtes wird durch den Energieverbrauch in der Gurtspule die Belastung an den Körperstellen, an denen das gestrammte Gurtband anliegt, begrenzt bzw. verrin gert.

In der Figur wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfin dung noch näher erläutert.

Die Figur zeigt in teilweise schnittbildlicher Darstel lung einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs. Eine Gurtspule 1 ist drehbar in einem Rahmen 8 gelagert. Die Gurtspule 1 ist um eine Spulenach se 7 zum Aufwickeln und Abwickeln eines nicht näher dar gestellten Sicherheitsgurtes drehbar. Der Sicherheitsgurt ist mit einem Wellenteil 2 in bekannter Weise fest ver bunden. Im Falle eines zu raschen Gurtbandauszugs und einer zu hohen Drehgeschwindigkeitsänderung der Gurtspule 1 oder bei einer überhöhten Fahrzeuggeschwindigkeitsände rung kann eine Blockiereinrichtung 3 mit einem Eingriffs bereich 4 der Gurtspule 1 in Eingriff kommen. Der Ein griffsbereich 4 der Gurtspule kann als umlaufender Zahn kranz in bekannter Weise ausgebildet werden. Die Blockiereinrichtung 3 kann in bekannter Weise als Bloc kierklinke ausgebildet sein, die sich am Rahmen 8 abstützt und zwischen zwei Zähnen des Eingriffsbereichs 4 in sperrenden Eingriff kommen. Hierdurch wird die Gurt spule 1 gegen weitere Drehung gesichert. Insoweit stimmt der Betrieb des dargestellten Gurtaufrollers mit Gurtauf rollern bekannter Ausführungsformen überein.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Gurt spule 1 ferner ein Energieabsorber 5 in Form eines Tor sionsstabes vorgesehen. Der Energieabsorber 5 erstreckt sich koaxial zur Spulenachse 7 in axialer Richtung. An der einen Seite ist der Energieabsorber 5 beispielsweise über einen Vierkant 10 drehfest mit dem Wellenteil 2, auf welches das Sicherheitsgurtband aufwickelbar ist, verbun den. An der anderen Seite bzw. am anderen Ende des als Torsionsstab ausgebildeten Energieabsorbers 5 ist ein Kraftschlußelement 6 in Form einer in axialer Richtung beweglichen Hülse bzw. Muffe vorgesehen.

Bei Normalbetrieb, d. h. unterhalb einer bestimmten Schwelle der Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung bzw. Dreh geschwindigkeitsänderung der Gurtspule 1 wird durch das Kraftschlußelement 6 zwischen dem Eingriffsbereich 4 und dem Wellenteil 2 ein Formschluß hergestellt.

Hierzu greift das Kraftschlußelement 6 an einem verbrei terten Teil (Sockel 19), beispielsweise über Kerbverzah nungen 11 in entsprechend geformte Verzahnungen an der Innenseite des Wellenteils 2 ein. Ferner greifen auf der Außenseite des hülsenförmigen Kraftschlußelementes 6 vor gesehene Kerbverzahnungen 12 in entsprechend geformte innen liegende Verzahnungen eines Rades 13, welches den Eingriffsbereich 4, insbesondere in Form von Außenverzah nungen an seinem Umfang trägt, ein. Durch diesen Form schluß, der durch das Kraftschlußelement 6 zwischen dem Wellenteil 2 und dem Eingriffsbereich 4 hergestellt wird, wird der Energieabsorber 5 im Normalbetrieb des Gurtaufrol lers überbrückt.

Eine Triebfeder 14 greift über ein auf dem Kraftschluß element 6 sitzendes Federherz 15 an der Gurtspule 1 an und überträgt auf die Gurtspule 1 eine Rückholkraft zum Aufwickeln des Gurtbandes.

Die Drehlagerung der Gurtspule 1 wird durch einen Vorsprung am Rad 13, der in einem mit dem Rahmen 8 verbundenen Stützrahmen 15 gelagert ist, drehbar an der Federseite am Rahmen 8 gelagert. An der anderen Spulenseite (Mechanik seite) kann die Drehlagerung der Gurtspule 1 in bekannter Weise, beispielsweise über eine am Rahmen 8 abgestützte Kappe 16 erfolgen.

Der Rahmen 8 kann kraft- und formschlüssig mit dem Fahr zeugaufbau, beispielsweise im Bereich der B-Säule oder an einer an deren geeigneten Stelle mittels einer durch eine Befestigungsöffnung 17 hindurchgesteckten Schraubverbin dung verbunden werden.

Für die axiale Verschiebung des Kraftschlußelementes 6 im Falle der Überschreitung der bestimmten Geschwindigkeits änderungsschwelle, beispielsweise in einem Unfallgesche hen, dient eine Treibgasleitung 9, die über elektrische Zuleitungen 18 elektrisch zündbar ist. Im Falle der Zün dung der Treibladung 9 wird ein Treibgas erzeugt, durch welches das hülsenförmige Kraftschlußelement 6 in der Figur nach rechts in axialer Richtung bewegt wird. Dabei kommt der verbreiterte Teil (Sockel 19) und die daran vorgesehenen Kerbverzahnungen 11 außer Eingriff mit dem Wellenteil 2 und bewegen sich vollständig in eine ring förmige Ausnehmung 20 im Rad 13 hinein. Das Kraftschluß element 6 ist damit vom Wellenteil 2 entkoppelt, verbleibt jedoch mit seinen Kerbverzahnungen 12 in Formschluß mit dem Rad 13, welches den Eingriffsbereich 4 für die Bloc kiereinrichtung 3 an seinem Außenumfang trägt. Ferner ist ein Kraftfluß vorhanden zwischen der Innenseite des hülsenförmigen Kraftschlußelementes 6 und der einen Seite des Energieabsorbers 5.

Er kann jedoch auch während des Normalbetriebes vorhanden sein und bei der axialen Verschiebung des Kraftschlußelementes 6 beibehal ten werden. Während der axialen Verschiebung kann sich das Kraftschlußelement 6 auch noch innerhalb des Feder herzens 21 in axialer Richtung verschieben. In einer Ab deckung 22 für die Federkassette ist eine entsprechende Ausnehmung 23 vorgesehen, um die axiale Verschiebung des Kraftschlußelements 6 zuzulassen.

Der Kraftfluß in der Verbindung zwischen dem hülsen förmigen Kraftschlußelement 6 und dem Energieabsorber 5 kann ebenfalls durch Kerbverzahnungen erfolgen, die eine Drehverbindung herstellen, jedoch die axiale Verschiebung des hülsenförmigen Kraftschlußelementes 6 erlauben.

Wenn sich, wie oben beschrieben, der Sockel 19 nach der Verschiebung des Kraftschlußelementes 6 nach rechts in der Figur in der Ausnehmung 20 des Rades 13 befindet, ist der Energieabsorber 5 aktiviert. Wenn über das Gurtband auf das Wellenteil 2 eine Kraft einwirkt, verdreht sich das Wellenteil 2 gegenüber dem blockierten Rad 13, wobei durch Torsion des Energieabsorbers 5 Energie absorbiert wird. Bei der Relativdrehung des Wellenteiles 2 gegenüber dem blockierten Rad 13 ist die eine Seite des Energieab sorbers 5 beim dargestellten Ausführungsbeispiel über den Vierkant 10 drehfest mit dem Wellenteil 2 verbunden. Die andere Seite des Energieabsorbers 5 ist über das nach rechts verschobene Kraftschlußelement 6 drehfest mit dem blockierten Rad 13 verbunden. Hierdurch wird eine Lastbe grenzung für den Körper des Fahrzeuginsassen, welcher sich gegen das mit dem Wellenteil 2 verbundene Gurtband bewegt, erreicht.

Die Zündung der Treibladung 9 kann gleichzeitig mit der Betätigung eines Airbags 24, welcher dem gleichen Sitz zugeordnet ist wie der Gurtaufroller, erfolgen. In Ver bindung mit einem derartigen Airbag kann ein relativ gro ßer Auszugsweg (bis zu 80 mm) des mit dem Wellenteil 2 verbundenen Gurtbandes und aufgrund der im Energieabsor ber 5 dabei absorbierten relativ hohen Energie eine nied rige Belastung des Körpers des Fahrzeuginsassen erreicht werden. Durch das Zusammenwirken des dargestellten Gurt aufrollers mit dem betätigter, d. h. aufgeblasenen Airbag 24 wird das Verletzungsrisiko auf ein Minimum herabgemin dert. In der Figur ist der Airbag mit 24 schematisch be zeichnet. Ferner ist schematisch dargestellt, daß durch ein Zündsignal 25 sowohl der Airbag 24 als auch die Treibla dung 9 gezündet werden.

Claims

1. Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs mit
einer Gurtspule für den Sicherheitsgurt,
einem mit dem Kraftfahrzeugaufbau kraftschlüssig verbindbaren Rahmen, an welchem die Gurtspule drehbar gelagert ist,
einer Blockiereinrichtung, die bei überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung durch Eingriff zwischen dem Rahmen und der Gurtspule wirksam wird, und
einem Energieabsorber (5), der zwischen einem Wellenteil (2) der Gurtspule (1), auf welches vom Gurtband ausgehende Kräfte wirken, und einem Eingriffsbereich (4) der Gurtspule (1), an welchem die Blockiereinrichtung (3) in Eingriff kom men kann, angeordnet ist und im Blockierfall einen be stimmten Gurtbandauszug mit gleichzeitiger Absorption von vom Gurtband übertragener Energie zuläßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Kraftschlußelement (6) vorgesehen ist, das aus einer formschlüssigen Normalstellung, in der es das Wellenteil (2) mit dem Eingriffsbereich (4) drehfest koppelt, fernbetätigt koaxial zur Spulenachse (7) in eine kraftschlüssige Eingriffsstellung verschiebbar ist, in der es den blockierten Eingriffsbereich (4) mit dem Energieabsorber (5) drehfest verbindet, während die drehfeste Kopplung zwischen dem Wellenteil (2) und dem Eingriffsbereich (4) aufgehoben ist.

2. Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs mit
einer Gurtspule für den Sicherheitsgurt,
einem mit dem Kraftfahrzeugaufbau kraftschlüssig verbindbaren Rahmen, an welchem die Gurtspule drehbar gelagert ist,
einer Blockiereinrichtung, die bei überhöhter Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung durch Eingriff zwischen dem Rahmen und der Gurtspule wirksam wird, und einem Energieabsorber (5), der zwischen einem Wellenteil (2) der Gurtspule (1), auf welches vom Gurtband ausgehende Kräfte wirken, und einem Eingriffsbereich (4) der Gurtspule (1), an welchem die Blockiereinrichtung (3) in Eingriff kommen kann, angeordnet ist und im Blockierfall einen bestimmten Gurtbandauszug mit gleichzeitiger Absorption von vom Gurtband übertragener Energie zuläßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein durch eine zündbare Treibladung (9) bewegliches Kraftschlußelement (6) den direkten Kraftschluß zwischen dem Wellenteil (2) und dem Eingriffsbereich (4) an der Gurtspule (1) hergestellt und daß die Treibgasladung (9) infolge einer sensorbedingten Betätigung wenigstens einer weiteren Rückhalteeinrichtung des Kraftfahrzeugrückhaltesystems zündbar ist.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Energieabsorber (5) an seiner einen Seite mit dem Wellenteil (2) drehfest verbunden ist.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Energieabsorber (5) koaxial zur Spulenachse (7) angeordnet ist.

5. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieabsorber (5) als Torsionselement ausgebildet ist.

6. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Kraftschlußelement (6) als Hülse, welche das eine Ende des als Torsionsstab ausgebildeten Energieabsorbers (5) umfaßt, ausgebildet ist.

7. Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Rückhalteeinrichtung ein demselben Fahrzeugsitz wie der Gurtaufroller zugeordneter Gurtstraffer und/oder Airbag ist.