WO2004007251A1 - Sicherheitsgurtaufroller mit einem einen befensterten scheibenkolben aufweisenden rotationsdämpfer - Google Patents

Sicherheitsgurtaufroller mit einem einen befensterten scheibenkolben aufweisenden rotationsdämpfer Download PDF

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WO2004007251A1
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Geert Helge Wittenberg
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Autoliv Development Ab
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/12—Devices with one or more rotary vanes turning in the fluid any throttling effect being immaterial, i.e. damping by viscous shear effect only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/341—Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means
    • B60R22/3413—Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means operating between belt reel and retractor frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/28—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices
    • B60R2022/282—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices using fluids or vico-elastic materials

Definitions

  • the invention relates to a seat belt retractor in motor vehicles with a belt shaft as a carrier of a belt webbing wound thereon and with a blocking device for the belt shaft that can be controlled in a vehicle-sensitive and / or belt-belt sensitive manner, and with a force limiting device that becomes effective in the event of a blockage, and which consists of a housing filled with a viscous medium and at least a rotatably arranged in the housing and in the event of a lock coupled to the belt shaft disc piston.
  • a seat belt retractor with the aforementioned features is described in WO 01/58728 AI.
  • the cylindrical housing of the force limiting device is connected on the outside of the belt retractor housing and coupled to the belt shaft or in particular to a torsion bar.
  • silicone as a viscous Medium-filled housing of the force limiting device arranged a sequence of fixed perforated disks, between which engage with a radially projecting piston wing with the disc piston connected to the torsion bar to be damped in its rotational movement.
  • the known seat belt retractor or its force limiting device also has the disadvantage of a correspondingly large axial overall width, because in particular the arrangement of a disk package which provides sufficient shear forces and the sequence of perforated disks and disk pistons necessitates a greater axial extension of the housing of the force limiting device. In addition, the shear effect occurs asymmetrically in the housing.
  • the invention is therefore based on the object, in particular to reduce the size of a seat belt retractor with the generic features and to make the associated force limiting device simpler in its construction.
  • the basic concept of the invention provides that the disk piston is provided with window-shaped through openings for the viscous medium, which are distributed over its circumference, and at the through openings rising from the surface of the piston into the at Effective force limitation of the direction of rotation of the disk piston which is set up are formed which guide the viscous medium through the through openings of the disk piston when the disk piston rotates.
  • the invention is associated with the advantage that in each of the passage openings arranged on the at least one disk piston, by passing the viscous medium, preferably a silicone under pressure, when the disk piston rotates, from one side of the disk piston through the passage openings the other side of the disk piston generates a corresponding shear effect, so that the intended power consumption and thus the force limitation are correspondingly large.
  • the viscous medium preferably a silicone under pressure
  • the guide vanes are formed on one side of the disk piston.
  • the guide vanes are formed on both sides of the disk piston, with each passage opening being assigned a guide vane, so that in each case the passage or displacement of the viscous medium takes place in one direction through the passage opening in question.
  • the guide vanes in alternating order are arranged at the through openings arranged distributed over the circumference of the disk piston.
  • the guide vanes are embossed out of the disk piston and the passage openings are thereby formed in the disk piston.
  • the inner surface is parallel to at least one of the the disc piston arranged housing parts, preferably a front cover of the housing, with the surface enlarging designs is provided, which designs can be designed according to an embodiment of the invention as knob-like projections.
  • FIG. 3 shows the associated disk piston according to FIG. 2 in an enlarged individual illustration
  • FIG. 4 shows the disk piston according to FIG. 3 in a side view
  • Fig. 5 shows the cover of the housing of the force limiting device in an individual representation.
  • the seat belt retractor 10 shown in Figure 1 has a U-shaped belt retractor housing 1 1, in which a belt shaft 12 is mounted.
  • a housing 13 of a force limiting device to be described in detail is arranged on an end face of the belt shaft 12 or the belt retractor housing 11.
  • the force limiting device consists of a central shaft 14 which is provided with an internal toothing 15.
  • a radially swing-out toothed pulley can be arranged as a coupling device for connecting the belt shaft 12 to the central shaft 14 on the associated end face of the belt shaft 12, which, in the event of a deflection into the internal toothing 15 of the central shaft 14 that is controlled in a belt-sensitive and / or vehicle-sensitive manner intervenes and thus couples the central shaft 14 forming part of the force limiting device to the belt shaft 12.
  • the central shaft 14 is provided at its outer end with an outwardly projecting Z-shaped bend 16 which forms part of the housing 13.
  • the further part of the housing 13 is formed by a housing jacket 17 which surrounds the central shaft 14 to form a housing interior 18, with a cover 19 fixed to the housing being arranged on the outside.
  • a bearing ring 20 is arranged between the offset 16 of the central shaft 14 and the housing jacket 17, so that the central shaft 14 is supported against the housing 13 of the force limiting device during its rotation.
  • a second bearing ring 20 is arranged between the outer circumference of the central shaft 14 and the cover 19 surrounding it. Furthermore, several seals 21 are provided for sealing the housing interior 18.
  • a disc piston 22 which is arranged in the housing interior 18 filled with a viscous medium, preferably a silicone under pressure, is positively connected to the central shaft 14 and can be seen in more detail in its design from FIG. 3.
  • the disc piston 22 has an internal toothing 23.
  • the disk piston 22 is provided with through openings 24 which are distributed over its circumference and which are formed in such a way that 22 guide vanes 25 extend outward from the plane of the disk piston are pronounced so that the guide vanes 25 rise from the plane of the disk piston 22, in such a way that the guide vanes 25 open in the direction of rotation of the disk piston 22 which is set when the force limitation becomes effective.
  • the disk pistons 22 are pronounced on both sides of the disk piston 22, namely in alternation of the passage openings 24 distributed over the circumference of the disk piston, so that there is a symmetrical arrangement of the passage openings 24 with associated guide vanes 25.
  • the guide vanes 25 guide the viscous medium present in the housing interior 18 through the passage openings 24 to the other side of the disk piston 22, so that the force limitation is achieved due to the frictional resistance created in this way.
  • the inside surface of the cover 19 is provided with projecting knobs 26 so that the viscous medium is directed in the direction of the disk piston 22.

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Abstract

Ein Sicherheitsgurtaufroller in Kraftfahrzeugen mit einer im Blockierfall wirksam werdenden Kraftbegrenzungseinrichtung für die Gurtwelle, welche aus einem mit einem viskosen Medium gefüllten Gehäuse und wenigstens einem in dem Gehäuse drehbar angeordneten und im Blockierfall an die Gurtwelle angekoppelten Scheibenkolben besteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkolben (22) mit über seinen Umfang verteilt angeordneten fensterförmigen Durchtrittsöffnungen (24) für das viskose Medium versehen ist und an den Durchtrittsöffnungen (24) sich aus der Kolbenoberfläche erhebende, in die bei Wirksamwerden der Kraftbegrenzung sich einstellende Drehrichtung des Scheibenkolbens (22) aufgestellte Leitschaufeln (25) ausgebildet sind, die bei Drehung des Scheibenkolbens (22) das viskose Medium durch die Durchtrittsöffnungen (24) des Scheibenkolbens (22) leiten.

Description

Sicherheitsgurtaufroller mit einem einen befensterten Scheibenkolben aufweisenden Rotationsdämpfer
B e s c h r e i b u n
Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller in Kraftfahrzeugen mit einer Gurtwelle als Träger eines darauf aufgewickelten Gurtbandes sowie mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurthbandsensitiv ansteuerbaren Blockiereinrichtung für die Gurtwelle, und mit einer im Blockierfall wirksam werdenden Kraftbegrenzungseinrichtung, welche aus einem mit einem viskosen Medium gefüllten Gehäuse und wenigstens einem in dem Gehäuse drehbar angeordneten und im Blockierfall an die Gurtwelle angekoppelten Scheibenkolben besteht.
Ein Sicherheitsgurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist in der WO 01/58728 AI beschrieben. Bei dem bekannten Gurtaufroller ist das zylindrische Gehäuse der Kraftbegrenzungseinrichtung auf der Außenseite des Gurtaufrollergehäuses angeschlossen und mit der Gurtwelle bzw. insbesondere mit einem Torsionsstab gekoppelt. Nach einem Ausführungsbeispiel ist in dem mit insbesondere Silikon als viskosem Medium gefüllten Gehäuse der Kraftbegrenzungseinrichtung eine Abfolge von feststehenden Lochscheiben angeordnet, zwischen die mit dem in seiner Drehbewegung zu dämpfenden Torsionsstab verbundene Scheibenkolben mit einem radial abstehenden Kolbenflügel greifen. Bei der Relativbewegung von Scheibenkolben und Lochscheiben zueinander wird das Silikon zwischen den Scheibenflächen zerrieben, so daß der beabsichtigte Kraftverbrauch und damit die Kraftbegrenzung eintreten.
Mit dem bekannten Sicherheitsgurtaufroller bzw. dessen Kraftbegrenzungseinrichtung ist noch der Nachteil einer entsprechend großen axialen Baubreite verbunden, weil insbesondere die Anordnung eines ausreichende Scherkräfte zur Verfügung stellenden Scheibenpakets mit der Abfolge von Lochscheiben und Scheibenkolben eine größere axiale Erstreckung des Gehäuses der Kraftbegrenzungseinrichtung erforderlich macht. Hinzu kommt, daß die Scherwirkung in dem Gehäuse unsymmetrisch auftritt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, insbesondere die Baugröße eines Sicherheitsgurtaufrollers mit den gattungsgemäßen Merkmalen zu verringern und die zugehörige Kraftbegrenzungseinrichtung in ihrem Aufbau einfacher zu gestalten.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß der Scheibenkolben mit über seinen Umfang verteilt angeordneten fensterförmigen Durchtrittsöffnungen für das viskose Medium versehen ist und an den Durchtrittsöffnungen sich aus der Kolbenoberfläche erhebende, in die bei Wirksamwerden der Kraftbegrenzung sich einstellende Drehrichtung des Scheibenkolbens aufgestellte Leitschaufeln ausgebildet sind, die bei Drehung des Scheibenkolbens das viskose Medium durch die Durchtrittsöffnungen des Scheibenkolbens leiten.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß in jeder einzelnen der an dem wenigstens einen Scheibenkolben angeordneten Durchtrittsöffnungen durch das bei Drehung des Scheibenkolbens erfolgende Überleiten des viskosen Mediums, vorzugsweise eines unter Druck stehenden Silikons, von der einen Seite des Scheibenkolbens durch die Durchtrittsöffnungen hindurch auf die andere Seite des Scheibenkolbens eine entsprechende Scherwirkung erzeugt wird, so daß der beabsichtigte Kraftverbrauch und damit die Kraftbegrenzung entsprechend groß sind. Damit sind in Abhängigkeit von der Größenordnung der einzustellenden Kraftbegrenzung nur ein Scheibenkolben bzw. wenige Scheibenkolben erforderlich. In jedem Fall ist gegenüber der bekannten Kraftbegrenzungseinrichtung eine Reduzierung in der Baubreite wie auch in der Anzahl der Einzelteile gegeben.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leitschaufeln auf einer Seite des Scheibenkolbens ausgebildet sind.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Leitschaufeln auf beiden Seiten des Scheibenkolbens ausgebildet sind, wobei jeder Durchtrittsöffnung eine Leitschaufel zugeordnet ist, so daß jeweils die Durchleitung bzw. Verdrängung des vikosen Mediums in einer Richtung durch die betreffende Durchtrittsöffnung erfolgt. Hierbei ist es nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zweckmäßig, wenn die Leitschaufeln in wechselnder Reihenfolge an den über den Umfang des Scheibenkolbens verteilt angeordneten Durchtrittsöffnungen angeordnet sind.
Es kann vorgesehen sein, daß die Leitschaufeln aus dem Scheibenkolben herausgeprägt und dadurch die Durchtrittsöffnungen in dem Scheibenkolben ausgebildet sind.
Auch wenn bei einem entsprechend ausgebildeten Scheibenkolben die Anordnung eines einzigen Scheibenkolbens in dem Gehäuse der Kraftbegrenzungseinrichtung bereits ausreichen mag, kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, daß in dem Gehäuse der Kraftbegrenzungseinrichtung mehrere Scheibenkolben mit Durchtrittsöffnungen und Leitschaufeln angeordnet sind.
Um zu vermeiden, daß das viskose Medium bei der Drehung insbesondere nur eines in dem Gehäuse angeordneten Scheibenkolbens an den Stirnwänden des Gehäuses vorbeirutscht und nicht von den Leitschaufeln erfaßt wird, kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, daß die Innenfläche wenigstens eines der parallel zu dem Scheibenkolben angeordneten Gehäuseteile, vorzugsweise eines stirnseitig angeordneten Deckels des Gehäuses, mit dessen Oberfläche vergrößernden Gestaltungen versehen ist, wobei diese Gestaltungen nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung als noppenartige Vorsprünge ausgebildet sein können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen: Fig. 1 einen Sicherheitsgurtaufroller in Seitenansicht,
Fig. 2 die zugehörige Kraftbegrenzungseinrichtung in einer geschnittenen Einzeldarstellung,
Fig. 3 den zugehörigen Scheibenkolben gemäß Figur 2 in einer vergrößerten Einzeldarstellung,
Fig. 4 den Scheibenkolben gemäß Figur 3 in einer Seitenansicht,
Fig. 5 den Deckel des Gehäuses der Kraftbegrenzungsvorrichtung in einer Einzeldarstellung.
Der in Figur 1 dargestellte Sicherheitsgurtaufroller 10 hat ein U- förmiges Gurtaufrollergehäuse 1 1 , in welchem eine Gurtwelle 12 gelagert ist. An einer Stirnseite der Gurtwelle 12 bzw. des Gurtaufrollergehäuses 1 1 ist ein Gehäuse 13 einer im einzelnen zu beschreibenden Kraftbegrenzungseinrichtung angeordnet.
Wie aus Figur 2 näher ersichtlich ist, besteht die Kraftbegrenzungseinrichtung aus einer Zentralwelle 14, die mit einer Innenverzahnung 15 versehen ist. Wie nicht weiter dargestellt ist, kann zur Verbindung der Gurtwelle 12 mit der Zentralwelle 14 an der zugeordneten Stirnseite der Gurtwelle 12 eine radial ausschwenkbare Zahnscheibe als Kupplungseinrichtung angeordnet sein, die bei einer entsprechend gurtbandsensitiv und/oder fahrzeugsensitiv gesteuerten Auslenkung in die Innenverzahnung 15 der Zentralwelle 14 eingreift und so die einen Bestandteil der Kraftbegrenzungseinrichtung bildende Zentralwelle 14 an die Gurtwelle 12 koppelt.
Die Zentralwelle 14 ist an ihrem äußeren Ende mit einer nach außen vorspringenden Z-förmigen Abkröpfung 16 versehen, die einen Teil des Gehäuses 13 bildet. Der weitere Teil des Gehäuses 13 wird durch einen Gehäusemantel 17 gebildet, der die Zentralwelle 14 unter Ausbildung eines Gehäuseinnenraumes 18 umschließt, wobei außenseitig ein gehäusefester Deckel 19 angeordnet ist.
Zwischen der Abkröpfung 16 der Zentralwelle 14 und dem Gehäusemantel 17 ist ein Lagerring 20 angeordnet, so daß sich die Zentralwelle 14 gegen das Gehäuse 13 der Kraftbegrenzungseinrichtung bei ihrer Drehung abstützt. Ein zweiter Lagerring 20 ist zwischen dem Außenumfang der Zentralwelle 14 und dem diese umschließenden Deckel 19 angeordnet. Weiterhin sind mehrere Dichtungen 21 zur Abdichtung des Gehäuseinnenraumes 18 vorgesehen.
Mit der Zentralwelle 14 formschlüssig verbunden ist ein in dem mit einem viskosen Medium, vorzugsweise einem unter Druck stehenden Silikon gefüllten Gehäuseinnenraum 18 angeordneter Scheibenkolben 22, der in seiner Ausbildung aus Figur 3 näher ersichtlich ist. Zur formschlüssigen Verbindung mit der Zentralwelle 14 weist der Scheibenkolben 22 eine Innenverzahnung 23 auf.
Der Scheibenkolben 22 ist mit über seinem Umfang verteilt angeordneten Durchtrittsöffnungen 24 versehen, die dadurch ausgebildet sind, daß aus der Ebene des Scheibenkolbens 22 Leitschaufeln 25 nach außen ausgeprägt sind, so daß sich die Leitschaufeln 25 aus der Ebene des Scheibenkolbens 22 erheben, und zwar derart, daß sich die Leitschaufeln 25 in der sich bei Wirksamwerden der Kraftbegrenzung einstellenden Drehrichtung des Scheibenkolbens 22 öffnen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Scheibenkolben 22 nach beiden Seiten des Scheibenkolbens 22 ausgeprägt, und zwar im Wechsel der über den Umfang des Scheibenkolbens verteilten Durchtrittsöffnungen 24, so daß sich eine symmetrische Anordnung der Durchtrittsöffnungen 24 mit zugeordneten Leitschaufeln 25 ergibt. Bei der Drehung des solchermaßen ausgestalteten Scheibenkolbens 22 in dem Gehäuseinnenraum 18 leiten die ausgestellten Leitschaufeln 25 das in dem Gehäuseinnenraum 18 anstehende viskose Medium durch die Durchtrittsöffnungen 24 auf die jeweils andere Seite des Scheibenkolbens 22, so daß aufgrund des so geschaffenen Reibungswiderstandes die Kraftbegrenzung verwirklicht wird.
Um ein Durchrutschen des viskosen Mediums insbesondere am stirnseitigen Bereich des Scheibenkolbens, und zwar der Innenseite des Deckels 19, zu verhindern, ist die Innenfläche des Deckels 19 mit vorsprungartigen Noppen 26 versehen, so daß das viskose Medium jeweils in Richtung des Scheibenkolbens 22 gelenkt wird.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Sicherheitsgurtaufroller mit einem einen befensterten Scheibenkolben aufweisenden Rotationsdämpfer
P a t e n t a n s p r ü c h e
Sicherheitsgurtaufroller in Kraftfahrzeugen mit einer Gurtwelle als Träger eines darauf aufgewickelten Gurtbandes sowie mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurthbandsensitiv ansteuerbaren Blockiereinrichtung für die Gurtwelle, und mit einer im Blockierfall wirksam werdenden Kraftbegrenzungseinrichtung, welche aus einem mit einem viskosen Medium gefüllten Gehäuse und wenigstens einem in dem Gehäuse drehbar angeordneten und im Blockierfall an die Gurtwelle angekoppelten Scheibenkolben besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkolben (22) mit über seinen Umfang verteilt angeordneten fensterförmigen Durchtrittsöffnungen
(24) für das viskose Medium versehen ist und an den Durchtrittsöffnungen (24) sich aus der Kolbenoberfläche erhebende, in die bei Wirksamwerden der Kraftbegrenzung sich einstellende Drehrichtung des Scheibenkolbens (22) aufgestellte Leitschaufeln
(25) ausgebildet sind, die bei Drehung des Scheibenkolbens (22) das viskose Medium durch die Durchtrittsöffnungen (24) des Scheibenkolbens (22) leiten.
2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (25) auf einer Seite des Scheibenkolbens (22) ausgebildet sind.
3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (25) auf beiden Seiten des Scheibenkolbens (22) ausgebildet sind, wobei jeder Durchtrittsöffnung (24) jeweils eine Leitschaufel (25) zugeordnet ist.
4. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (25) in wechselnder Reihenfolge an den Durchtrittsöffnungen (24) angeordnet sind.
5. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (25) aus dem Scheibenkolben (22) herausgeprägt und dadurch die Durchtrittsöffnungen (24) in dem Scheibenkolben (22) ausgebildet sind.
6. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse ( 13) der Kraftbegrenzungseinrichtung mehrere Scheibenkolben (22) mit Durchtrittsöffnungen (24) und Leitschaufeln (25) angeordnet sind.
7. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche wenigstens eines der parallel zu dem Scheibenkolben (22) angeordneten Gehäuseteile mit dessen Oberfläche vergrößernden Gestaltungen (26) versehen ist.
Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der stirnseitige Deckel (19) des Gehäuses ( 13) mit vorsprungartigen Noppen (26) versehen ist.
PCT/EP2003/007465 2002-07-17 2003-07-10 Sicherheitsgurtaufroller mit einem einen befensterten scheibenkolben aufweisenden rotationsdämpfer WO2004007251A1 (de)

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