WO2012107178A1 - Gurtaufroller für einen sicherheitsgurt eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Gurtaufroller für einen sicherheitsgurt eines kraftfahrzeuges Download PDF

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belt retractor
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Thomas Schmidt
Martin Schmidt
Frank Jacobs
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Autoliv Development AB
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B17/00—Connecting constructional elements or machine parts by a part of or on one member entering a hole in the other and involving plastic deformation
    • F16B17/008—Connecting constructional elements or machine parts by a part of or on one member entering a hole in the other and involving plastic deformation of sheets or plates mutually
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B60R2022/3402—Retractor casings; Mounting thereof

Definitions

  • the invention relates to a belt retractor for a safety belt of a motor vehicle with the features of the preamble of claim l.
  • Belt retractors are well known in the art and have in the basic structure a rotatably mounted in a vehicle-mounted frame belt shaft on which the seat belt is wound up.
  • the belt shaft is biased by a spring in the winding, so that the seat belt is automatically wound when depositing the belt shaft.
  • the belt retractor can be provided with a belt tensioner which, when activated in an early phase of an accident, drives the belt shaft abruptly in the winding-up direction and thereby removes still existing belt slack from the safety belt.
  • Such a belt retractor is e.g. known from DE 102 13 906 AI.
  • the various components of the belt retractor such as e.g. the spring cassette, the belt tensioner or the blocking device with the sensor required for the control, are covered by individually adapted to the modules housing parts to the outside.
  • the housing parts thereby provide protection against external mechanical forces and can also be used to remove the assembly or parts of the assembly, such as the assembly.
  • a tensioner tube of a belt tensioner to attach to the frame of the belt retractor.
  • the housing parts are each separate fasteners, such as rivets, provided, which must be arranged during the assembly process in a first step to the housing part and then fixed in a second step to attach the housing part to the frame.
  • the object of the invention is to provide a cost-effective Gurtauf- roller with a simplified structural design and a lower assembly cost.
  • At least one projection is provided on the housing part, which has an outer cross-sectional shape corresponding to the shape of the fastening opening, and introduced into the fastening opening for fastening the housing part and by a plastic deformation of the front edge to a larger Cross-sectional shape is secured against withdrawal from the mounting hole.
  • Fig. 1 belt retractor according to the prior art
  • Fig. 2 housing part in a front view
  • Fig. 3 housing part in side view
  • Fig. 4 Enlarged section of a housing part with an inserted into a mounting opening of a frame projection before deformation
  • Fig. 5 Enlarged detail of a housing part with an inserted into a mounting opening of a frame projection after deformation
  • a belt retractor 1 according to the prior art can be seen, which has a frame 2 for attachment to a motor vehicle and a rotatably mounted in the frame 2 belt shaft 3.
  • a seat belt device for an occupant of the motor vehicle is wound up.
  • the belt shaft 3 is further in a known manner by means of a vehicle acceleration sensitive or gurtbandbeatungs- sensitive controllable blocking device 5 with respect to the frame 2 locked so that the seat belt is blocked when exceeding predetermined values of the vehicle deceleration and / or Gurtbandauszugsbevantung against another extract.
  • the belt shaft 3 is biased in the feed direction by a winding spring arranged in a spring housing 7, so that the seat belt is wound up automatically after depositing on the belt shaft 3.
  • a belt tensioner 4 is provided on one side of the frame 2, which abruptly drives the belt shaft 3 in the winding direction in an early phase of a detected accident.
  • the belt tensioner 4 is fastened by means of a tensioner housing 6 via two fastening means 19 and 20 in the form of rivets to the frame 2.
  • the spring housing 7 and, if necessary, a housing of the blocking device 5 may be attached to the frame 2.
  • FIGS. 2 to 5 show a housing part 8 changed according to the invention, in this case a housing for a belt tensioner with a guide section 12 for a drive device in the form of a mass body chain.
  • the previously provided and to be recognized in Figure 1 fastening means 19 and 20 have been replaced here by integrally formed on the housing part 8 projections 9, 10 and 11.
  • the housing part 8 is formed as a thin-walled metal forming part and already has all the form designs for encapsulation and attachment of the respective assembly.
  • FIGS. 4 and 5 show an enlarged section of the housing part 8 with the projection 9 integrally formed thereon. In the position of the housing part 8 shown in FIG. 4, this has just been introduced with the projection 9 into a fastening opening 18 of the frame 2.
  • the projection 9 is tubular with a through hole 14 and a cylindrical outer shape, wherein the outer diameter of the projection 9 is selected to be slightly smaller than the diameter of the mounting hole 18.
  • the inner wall 21 of the tubular projection 9 is tapered conically towards the frontal free end of the projection 9, so that the wall thickness of the tubular projection 9 becomes larger toward the free end.
  • the advantage of this increasing wall thickness can be seen in the fact that more material is available for the subsequently described plastic deformation process.
  • the attachment opening 18 is arranged in a recess 15 of the frame 2, so that the edge portion of the frame 2, on which the housing part 8 is finally fixed, is formed correspondingly thin-walled.
  • a forming tool 13 with a plastic deformation of the projection 9 defining pressing surface 16 is pressed onto the free end of the projection 9 from the opposite side of the frame 2, whereby the projection 9 in a section 17 so far is plastically deformed, that it has a larger cross-sectional shape than the attachment opening 18, as can be seen in Figure 5.
  • the frame 2 must be supported during this forming process on the opposite side for receiving the thereby acting reaction forces.
  • the housing part 8 can then be held on the frame 2 with an increased fastening force and, in particular, without clearance by the edge of the frame 2 delimiting the fastening opening 18 between the base surface of the housing part 8 resting against one side of the frame 2 and the plastically deformed portion 17 is clamped. Due to the rohrformigen shape of the projection 9, the forming tool 13 can be introduced during deformation with a provided on the pressing surface 16 cam in the through hole 14 of the projection 9, so that the wall of the projection 9 is displaced during cross-section enlargement outward during deformation.
  • the enlarged cross-section of the projection 9 is defined by the maximum outer diameter transverse to the longitudinal extent of the projection 9 before the deformation, which then prevents the withdrawal of the projection 9 from the mounting hole 18 by a positive connection with the edge of the mounting hole 18.
  • the height of the plastically deformed portion 17 is then less than or equal to the depth T of the recess 15, so that the projection 9 with the plastically deformed portion 17 is not beyond the surface of the frame 2 addition.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller (1) für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges mit einem an dem Kraftfahrzeug befestigbaren Rahmen (2), einer in dem Rahmen (2) drehbar gelagerten Gurtwelle (3), wenigstens einem an dem Rahmen (2) befestigten Gehäuseteil (8 ), wobei an dem Rahmen (2) Befestigungsöffnungen (18) zur Befestigung des Gehäuseteils (8) vorgesehen sind, wobei an dem Gehäuseteil (8) wenigstens ein Vorsprung (9, 10, 11) vorgesehen ist, welcher eine zu der Form der Befestigungsöffnung (18) korrespondierende äußere Querschnittsform aufweist, und zur Befestigung des Gehäuseteils (8) in die Befestigungsöffnung (18) eingeführt und durch eine plastische Verformung eines stirnseitigen Abschnittes (17) auf eine größere Querschnittsform gegen ein Herausziehen aus der Befestigungsöffnung (18) gesichert ist.

Description

Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch l.
Gurtaufroller sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt und weisen im Grundaufbau eine in einem fahrzeugfesten Rahmen drehbar gelagerte Gurtwelle auf, auf der der Sicherheitsgurt aufwickelbar ist. Die Gurtwelle ist über eine Feder in Aufwickelrichtung vorgespannt, so dass der Sicherheitsgurt beim Ablegen selbsttätig von der Gurtwelle aufgewickelt wird. Ferner kann der Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer versehen sein, welcher bei einer Aktivierung in einer Frühphase eines Unfalles die Gurtwelle schlagartig in Aufwickelrichtung antreibt und dadurch noch vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt herauszieht .
Ein solcher Gurtaufroller ist z.B. aus der DE 102 13 906 AI bekannt .
Die verschiedenen Baugruppen des Gurtaufrollers , wie z.B. die Federkassette, der Gurtstraffer oder auch die Blockiereinrichtung mit der zur Ansteuerung erforderlichen Sensorik, sind dabei durch individuell an die Baugruppen angepasste Gehäuseteile nach außen hin abgedeckt. Die Gehäuseteile bieten dabei einen Schutz vor äußeren mechanischen Krafteinwirkungen und können außerdem dazu genutzt werden, die Baugruppe oder Teile der Baugruppe, wie z.B. ein Strafferrohr eines Gurtstraffers , an dem Rahmen des Gurtaufrollers zu befestigen. Zur Befestigung
BESTÄTIGUNGSKOPIE der Gehäuseteile sind jeweils gesonderte Befestigungsmittel, wie z.B. Nieten, vorgesehen, welche während des Montagevorganges in einem ersten Arbeitsschritt an dem Gehäuseteil angeordnet und anschließend in einem zweiten Arbeitsschritt zur Befestigung des Gehäuseteils an dem Rahmen befestigt werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstigen Gurtauf- roller mit einem vereinfachten konstruktiven Aufbau und einem geringeren Montageaufwand bereitzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei weitere bevorzugte Weiterentwicklungen den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen sind.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass an dem Gehäuseteil wenigstens ein Vorsprung vorgesehen ist, welcher eine zu der Form der Befestigungsöffnung korrespondierende äußere Querschnittsform aufweist, und zur Befestigung des Gehäuseteils in die Befestigungsöffnung eingeführt und durch eine plastische Verformung des stirnseitigen Randes auf eine größere Querschnittsform gegen ein Herausziehen aus der Befestigungsöffnung gesichert ist.
Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass zur Befestigung des Gehäuseteils nunmehr kein gesondertes Befestigungsmittel mehr vorgesehen werden muss. Die Befestigung des Gehäuseteils wird stattdessen mittels eines in die Form des Gehäuseteils integrierten Vorsprungs verwirklicht, wodurch die Teileanzahl, die Herstellungskosten als solches und der Montageaufwand reduziert werden können. Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert . Dabei zeigt :
Fig. 1: Gurtaufroller nach dem Stand der Technik; Fig. 2: Gehäuseteil in Frontalansicht; Fig. 3: Gehäuseteil in Seitenansicht;
Fig. 4: Vergrößerter Ausschnitt eines Gehäuseteils mit einem in eine Befestigungsöffnung eines Rahmens eingeführten Vorsprung vor der Verformung ,-
Fig. 5: Vergrößerter Ausschnitt eines Gehäuseteils mit einem in eine Befestigungsöffnung eines Rahmens eingeführten Vorsprung nach der Verformung;
In der Figur 1 ist zunächst ein Gurtaufroller 1 nach dem Stand der Technik zu erkennen, welcher einen Rahmen 2 zur Befestigung an einem Kraftfahrzeug und eine in dem Rahmen 2 drehbar gelagerte Gurtwelle 3 aufweist . Auf der Gurtwelle 3 ist ein nicht dargestellter Sicherheitsgurt einer Sicherheitsgurteinrichtung für einen Insassen des Kraftfahrzeuges aufwickelbar. Die Gurtwelle 3 ist ferner in bekannter Weise mittels einer fahrzeugbeschleunigungssensitiv oder gurtbandbeschleunigungs- sensitiv ansteuerbaren Blockiereinrichtung 5 gegenüber dem Rahmen 2 fahrzeugfest verriegelbar, so dass der Sicherheitsgurt bei einem Überschreiten vorbestimmter Werte der Fahrzeugverzögerung und/oder der Gurtbandauszugsbeschleunigung gegen einen weiteren Auszug blockiert ist . Weiterhin ist die Gurtwelle 3 in Einzugsrichtung durch eine in einem Federgehäuse 7 angeordnete Wickelfeder vorgespannt, so dass der Sicherheitsgurt nach dem Ablegen selbsttätig auf der Gurtwelle 3 aufgewickelt wird. Außerdem ist an einer Seite des Rahmens 2 ein Gurtstraffer 4 vorgesehen, welcher die Gurtwelle 3 in einer Frühphase eines detektierten Unfalles schlagartig in AufWickelrichtung antreibt. Der Gurtstraffer 4 ist mittels eines Straffergehäuses 6 über zwei Befestigungsmittel 19 und 20 in Form von Nieten an dem Rahmen 2 befestigbar. In gleicher oder ähnlicher Weise können auch das Federgehäuse 7 und sofern dies erforderlich ist ein Gehäuse der Blockiereinrichtung 5 an dem Rahmen 2 befestigt sein.
In den Figuren 2 bis 5 ist ein erfindungsgemäß verändertes Gehäuseteil 8, in diesem Fall ein Gehäuse für einen Gurtstraffer mit einem Führungsabschnitt 12 für eine Antriebseinrichtung in Form einer Massekörperkette, zu erkennen. Die bisher vorgesehenen und in Figur 1 zu erkennenden Befestigungsmittel 19 und 20 wurden hier durch einstückig an das Gehäuseteil 8 angeformte Vorsprünge 9, 10 und 11 ersetzt. Das Gehäuseteil 8 ist als dünnwandiges Metallumformteil ausgebildet und weist bereits sämtliche Formgestaltungen zur Kapselung und Befestigung der jeweiligen Baugruppe auf. Es sind drei Vorsprünge 9, 10 und 11 vorgesehen, welche asymmetrisch an dem Gehäuseteil 8 angeordnet sind und dadurch die Befestigung des Gehäuseteils 8 in ausschließlich einer vorbestimmten Ausrichtung an dem Rahmen 2 ermöglichen, so dass der Montagevorgang insbesondere in einer automatisierten Fertigungsanlage vereinfacht und eine Fehlmontage praktisch ausgeschlossen werden kann. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Gehäuseteil 8 selbst symmetrisch ausgebildet ist. In den Figuren 4 und 5 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Gehäuseteils 8 mit dem einstückig daran angeformten Vorsprung 9 zu erkennen. In der in Figur 4 dargestellten Stellung des Gehäuseteils 8 wurde dieses gerade mit dem Vorsprung 9 in eine Befestigungsöffnung 18 des Rahmens 2 eingeführt. Der Vorsprung 9 ist rohrförmig mit einer Durchgangsöffnung 14 und einer zylindrischen äußeren Formgebung ausgebildet, wobei der Außendurchmesser des Vorsprunges 9 geringfügig kleiner als der Durchmesser der Befestigungsöffnung 18 gewählt ist. Die Innenwand 21 des rohrförmigen Vorsprunges 9 ist zu dem stirnseitigen freien Ende des Vorsprunges 9 hin sich konisch verjüngend ausgebildet, so dass die Wandstärke des rohrförmigen Vorsprunges 9 zu dem freien Ende hin größer wird. Der Vorteil dieser größer werdenden Wandstärke ist darin zu sehen, dass dadurch für das anschließend noch beschriebene plastische Verformungsverfahren mehr Material zur Verfügung steht. Die Befestigungsöffnung 18 ist in einer Vertiefung 15 des Rahmens 2 angeordnet, so dass der Randabschnitt des Rahmens 2, an dem das Gehäuseteil 8 schließlich festgelegt ist, entsprechend dünnwandiger ausgebildet ist .
Zur Befestigung des Gehäuseteils 8 an dem Rahmen 2 wird von der gegenüberliegenden Seite des Rahmens 2 ein Umformwerkzeug 13 mit einer die plastische Verformung des Vorsprunges 9 definierenden Pressfläche 16 auf das freie Ende des Vorsprunges 9 aufgepresst, wodurch der Vorsprung 9 in einem Abschnitt 17 so weit plastisch verformt wird, dass er eine größere Querschnittsform als die Befestigungsöffnung 18 aufweist, wie auch in der Figur 5 zu erkennen ist. Selbstverständlich muss der Rahmen 2 während dieses Umformprozesses an der gegenüberliegenden Seite zur Aufnahme der dabei wirkenden Reaktionskräfte unterstützt werden. Zusätzlich zu der eigentlichen Querschnittsvergrößerung des Vorsprunges 9 kann das Gehäuseteil 8 anschließend mit einer erhöhten Befestigungskraft und insbesondere spielfrei an dem Rahmen 2 gehalten sein, indem der die Befestigungsöffnung 18 begrenzende Rand des Rahmens 2 zwischen der an einer Seite des Rahmens 2 anliegenden Grundfläche des Gehäuseteils 8 und dem plastisch verformten Abschnitt 17 eingeklemmt ist. Aufgrund der rohrformigen Formgebung des Vorsprunges 9 kann das Umform- werkzeug 13 während der Verformung mit einem an der Pressfläche 16 vorgesehenen Nocken in die Durchgangsöffnung 14 des Vorsprunges 9 eingeführt werden, so dass die Wandung des Vorsprunges 9 während der Verformung querschnittsvergrößernd nach außen verdrängt wird. Der vergrößerte Querschnitt des Vorsprunges 9 ist dabei durch den maximalen Außendurchmesser quer zu der Längserstreckung des Vorsprunges 9 vor der Verformung definiert, welcher das Herausziehen des Vorsprunges 9 aus der Befestigungsöffnung 18 anschließend durch einen Formschluss mit dem Rand der Befestigungsöffnung 18 verhindert. Die Höhe des plastisch verformten Abschnitts 17 ist dabei anschließend kleiner oder gleich der Tiefe T der Vertiefung 15, so dass der Vorsprung 9 mit dem plastisch verformten Abschnitt 17 nicht über die Fläche des Rahmens 2 hinaus steht . Als ein kostengünstiges Herstellungsverfahren für die Großserie bietet sich z.B. Fließpressen an, durch welches bei entsprechend großen Kräften nicht nur eine reine Querschnittsvergrößerung, sondern zusätzlich auch eine Verformung der nach außen gerichteten O- berfläche des Vorsprunges 9 durch entsprechendes Materialfließen bewirkt werden kann.

Claims

Ansprüche :
1. Gurtaufroller (1) für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges mit
-einem an dem Kraftfahrzeug befestigbaren Rahmen (2) ,
-einer in dem Rahmen (2) drehbar gelagerten Gurtwelle (3) , -wenigstens einem an dem Rahmen (2) befestigten Gehäuseteil (8) , wobei
-an dem Rahmen (2) Befestigungsöffnungen (18) zur Befestigung des Gehäuseteils (8) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
-an dem Gehäuseteil (8) wenigstens ein Vorsprung (9,10,11) vorgesehen ist, welcher eine zu der Form der Befestigungsöffnung (18) korrespondierende äußere Querschnittsform aufweist, und zur Befestigung des Gehäuseteils (8) in die Befestigungsöffnung (18) eingeführt und durch eine plastische Verformung eines stirnseitigen Abschnittes (17) auf eine größere Querschnittsform gegen ein Herausziehen aus der Befestigungsöffnung (18) gesichert ist.
2. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (9,10,11) rohrförmig ausgebildet ist, und die größere Querschnittsform durch eine Aufweitung des rohrförmigen Vorsprunges (9,10,11) nach außen bewirkt ist.
3. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Vorsprung (9,10,11) vor der plastischen Verformung eine zu seinem stirnseitigen Ende hin zunehmende Wandstärke aufweist .
4. Gurtaufroller (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsöffnung (18) in einer Vertiefung (15) des Rahmens (2) angeordnet ist, und die Vertiefung (15) eine Tiefe (T) aufweist, welche wenigstens so groß wie die Höhe des plastisch verformten Abschnitts (17) des Vorsprunges (9,10,11) mit der vergrößerten Querschnittsgeometrie ist.
5. Gurtaufroller (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (9,10,11) so weit plastisch verformt wird, dass das Gehäuseteil (8) durch Festklemmen des Randes der Befestigungsöffnung (18) spielfrei an dem Rahmen (2) befestigt ist.
6. Gurtaufroller (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (8) als dünnwandiges Metallumformteil ausgebildet ist, und der Vorsprung (9,10,11) in dem Formgebungsprozess des Metallumformteils mit angeformt wird.
7. Gurtaufroller (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (9,10,11) durch Fließpressen plastisch verformt wird.
8. Gurtaufroller (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Vorsprünge an dem Gehäuseteil (8) vorgesehen sind, welche durch ihre Anordnung die Ausrichtung des Gehäuseteils (8) in der Befestigungsstellung definieren.
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