WO2014029463A1 - Gurtspule - Google Patents

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Bernhard Scheuermann
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ZF Automotive Germany GmbH
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TRW Automotive GmbH
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    • 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
    • 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
    • B60R2022/3427—Seat belt connection on reels

Definitions

  • the invention relates to a belt reel for a belt retractor in a vehicle, with a substantially cylindrical bobbin on which a webbing can be wound, and two flanges, which are rotatably connected to the axial end faces of the bobbin with this.
  • Belt reels serve to wind the webbing of a seat belt in a vehicle.
  • the webbing is wound on a cylindrical bobbin, at its axial end faces in each case a flange is provided.
  • the belt reel is rotatably mounted in the context of a belt retractor.
  • other facilities of the belt retractor such as a retractor or a belt tensioner attack on these flanges.
  • belt reels are produced in one piece by injection molding.
  • the production of such a belt reel is very expensive, since a very high accuracy in the production is required.
  • the belt reel must also be sufficiently stable in order to absorb the forces occurring in a case of restraint can.
  • belt coils on the flanges often structures for power transmission, such as tooth profiles or projections that form undercuts, making the one-piece production in the casting process is more expensive.
  • the belt reel is therefore one of the most expensive parts of a belt retractor.
  • the object of the invention is to provide a belt reel for a belt retractor in a vehicle, which is simpler and thus cheaper to produce, but has the required accuracies and stabilities.
  • a belt reel for a belt retractor in a vehicle with a substantially cylindrical bobbin on which a webbing can be wound, and two flanges, which are rotatably connected to the axial end faces of the bobbin connected thereto, provided that the bobbin is made of a strand material and the flanges are molded parts, in particular of plastic, which are positively and / or materially connected to the bobbin.
  • the basic idea of the invention is to assemble the belt reel from several individual parts, each of which can be manufactured separately from one another. This allows an individual adaptation of the flanges and the bobbin to the respective loads, for example by a specific selection of the material used.
  • the bobbin can be made for example of an aluminum extruded profile, a steel extruded profile, a fiber-reinforced plastic profile or other material that is suitable to absorb high loads.
  • Such a strand material has the advantage that it can be produced inexpensively in any length and can be cut to the desired length of the bobbin.
  • the flanges can be produced from a material which can be produced simply by casting, for example from plastic. This also allows a weight reduction of the belt reel. Since the flanges are made separately, their manufacture is also much easier, since a mold for a single flange has significantly fewer undercuts and thus less or no slide in the form are needed.
  • the production of the flanges made of a plastic also offers the advantage that the storage of the belt reel can also be made of plastic, whereby the friction of the belt reel can be reduced.
  • the flanges of the belt reel for example, can be easily made of a casting, that is, the flanges are made separately in a mold, whereby a more favorable production of the moldings is possible.
  • the molded parts are injection-molded parts.
  • connection can be made for example by projections or depressions in the components, which form, for example, a toothing, so that the bobbin and the flanges can be easily plugged together and a positive connection is made.
  • the bobbin In order to reduce the weight of the belt reel, the bobbin preferably has cavities which extend in the axial direction through the entire bobbin. These can be easily manufactured with an extruded profile.
  • the cavities can also be used as a fastener.
  • On the flanges holding elements are provided in such an embodiment, which engage in these cavities and fix the flanges rotatably on the bobbin.
  • a simple, non-rotatable connection of the flanges and the bobbin is possible.
  • On the bobbin no additional fasteners are required.
  • an axial slot is preferably provided in the lateral surface of the bobbin, which extends from the lateral surface into the interior of the bobbin and opens into a channel in the interior of the bobbin.
  • the channel forms an undercut in the radial direction.
  • the webbing can be inserted with a thickened end in the channel and led out through the slot from the bobbin. Since the thickened end can not slip out of the channel, the webbing is tensile strength on the bobbin and thus held on the belt reel.
  • the webbing is inserted in the slot or the channel in the axial direction prior to assembly of the belt reel. Subsequently, the flanges are placed and thus fixed the webbing in the bobbin.
  • the slot preferably extends radially inwardly, and the channel lies substantially on the central axis of the bobbin.
  • the slot extends at least up to an axial end face, so that the webbing can be pushed in the axial direction of the bobbin.
  • FIG. 1 shows an exploded view of a belt reel according to the invention
  • FIG. 2 shows a first perspective view of the belt reel from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a second perspective view of the belt reel from FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a perspective view of the belt reel from FIG. 1 in an intermediate mounting state
  • FIG. 5 is a perspective view of the belt reel of Figure 1 in a final assembly state
  • FIG. 1 shows a belt reel 10 for a belt retractor 12 shown in detail in FIG.
  • the belt reel 10 has a substantially cylindrical bobbin 14 with a central axis M, on which a webbing 36 (see also Figures 4 and 5) of a safety belt can be wound up.
  • a webbing 36 see also Figures 4 and 5
  • flanges 16, 18 are provided, via which the belt reel 10 can be stored in a frame 42 of the belt retractor.
  • an axially extending slot 26 is provided, extending from the first axial end surface 20 extends to the second axial end surface 22.
  • this slot 26 opens into an enlarged channel 28, which in the embodiment shown here extends approximately on the central axis M of the bobbin 14.
  • more cavities 30 are further provided, which extend in the axial direction through the entire bobbin.
  • the bobbin 14 is made of a strand material, for example of an aluminum or steel extruded profile. Alternatively, a fiber-reinforced extruded profile can be used to reduce weight. This can be delivered as a long rod and cut to the desired length of the bobbin 14.
  • the slot 26, the channel 28 and the cavities 30 are easy to produce in such an extruded profile.
  • the flanges 16, 18 are each molded parts, which are made of plastic. Preferably, an injection molding process is used for this purpose.
  • the flanges have on the side facing the bobbin 14 side a recess 32 which corresponds to the outer diameter of the bobbin 14.
  • a plurality of holding elements 34 are provided, which are each dimensioned and positioned so that they can be inserted into the cavities 30 of the bobbin 14.
  • the flanges 16, 18 are mounted for mounting in the axial direction of the bobbin 14 and are rotatably connected by the holding elements 34 which engage in the cavities 30 with the bobbin 14.
  • a first flange 16 can be placed on the first axial end face 20 (FIG. 3). Then, a webbing 36 is inserted from the second axial end face 22 in the axial direction into the slot 26 or the channel 28. Subsequently, the second flange 18 is placed on the second axial end face 22 ( Figure 4).
  • a loop 38 is provided into which a bolt 40 can be inserted.
  • the diameter of the webbing 36 is greater than the width of the slot 26.
  • the webbing 36 is not in the radial direction of the bobbin 14th be pulled out. In the axial direction is a fixation by the attached flanges 16, 18th
  • the flanges 16, 18 can additionally be connected to the bobbin 14 in a materially bonded manner, for example by gluing or ultrasonic welding, so that they are securely fastened to one another.
  • the bearings 46 of the belt reel 10 may for example also be designed so that a limited displacement of the belt reel 10 in the frame 42 is possible, so that a frame-fixed blocking device in the tooth profile 48, 50 on the outside of the flanges 16, 18 can engage.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Description

Gurtspule
Die Erfindung betrifft eine Gurtspule für einen Gurtaufroller in einem Fahrzeug, mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Spulenkörper, auf den ein Gurtband aufgewickelt werden kann, sowie zwei Flanschen, die an den axialen Stirnflächen des Spulenkörpers drehfest mit diesem verbunden sind.
Gurtspulen dienen dazu, das Gurtband eines Sicherheitsgurts in einem Fahrzeug aufzuwickeln. Das Gurtband wird auf einem zylinderförmigen Spulenkörper aufgewickelt, an dessen axialen Stirnflächen jeweils ein Flansch vorgesehen ist. Über diese Flansche ist die Gurtspule drehbar im Rahmen eines Gurtaufrollers gelagert. Zudem können an diesen Flanschen weitere Einrichtungen des Gurtaufrollers, beispielsweise ein Aufrollmechanismus oder ein Gurtstraffer, angreifen.
Üblicherweise werden solche Gurtspulen einstückig im Spritzgussverfahren hergestellt. Die Herstellung einer solchen Gurtspule ist allerdings sehr aufwendig, da eine sehr hohe Genauigkeit bei der Fertigung verlangt wird. Die Gurtspule muss zudem ausreichend stabil sein, um die bei einem Rückhaltefall auftretenden Kräfte aufnehmen zu können. Darüber hinaus weisen Gurtspulen an den Flanschen häufig Strukturen zur Kraftübertragung auf, beispielweise Zahnprofile oder Vorsprünge, die Hinterschnitte bilden, wodurch die einteilige Herstellung im Gussverfahren aufwendiger wird. Die Gurtspule zählt deshalb zu den teuersten Teilen eines Gurtaufrollers.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gurtspule für einen Gurtaufroller in einem Fahrzeug bereitzustellen, der einfacher und somit kostengünstiger herzustellen ist, aber die geforderten Genauigkeiten und Stabilitäten aufweist.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Gurtspule für einen Gurtaufroller in einem Fahrzeug, mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Spulenkörper, auf dem ein Gurtband aufgewickelt werden kann, sowie zwei Flanschen, die an den axialen Stirnflächen des Spulenkörpers drehfest mit diesem verbunden sind, vorgesehen, dass der Spulenkörper aus einem Strangmaterial hergestellt ist und die Flansche Formteile, insbesondere aus Kunststoff, sind, die form- und/oder stoffschlüssig mit dem Spulenkörper verbunden sind.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Gurtspule aus mehreren Einzelteilen zusammenzusetzen, die jeweils separat voneinander gefertigt werden können. Dies ermöglicht eine individuelle Anpassung der Flansche und des Spulenkörpers an die jeweiligen Belastungen, beispielsweise durch eine spezifische Auswahl des verwendeten Materials. Der Spulenkörper kann beispielsweise aus einem Aluminiumstrangprofil, einem Stahlstrangprofil, einem faserverstärktem Kunststoffprofil oder einen andere Material hergestellt werden, das geeignet ist, hohe Belastungen aufzunehmen. Ein solches Strangmaterial bietet den Vorteil, dass dieses kostengünstig in beliebiger Länge hergestellt werden und auf die gewünschte Länge des Spulenkörpers abgelängt werden kann.
Die Flansche können aus einem einfach gießtechnisch herstellbarem Material, beispielsweise aus Kunststoff, hergestellt werden. Dies ermöglicht auch eine Gewichtsreduzierung der Gurtspule. Da die Flansche separat gefertigt werden, ist deren Herstellung zudem wesentlich einfacher, da eine Form für einen einzelnen Flansch wesentlich weniger Hinterschnitte aufweist und somit weniger oder gar keine Schieber in der Form benötigt werden. Die Herstellung der Flansche aus einem Kunststoff bietet zudem den Vorteil, dass die Lagerung der Gurtspule ebenfalls aus Kunststoff hergestellt werden kann, wodurch die Reibung der Gurtspule reduziert werden kann.
Die Flansche der Gurtspule können beispielsweise einfach aus einem Gussteil hergestellt sein, dass heißt, die Flansche werden separat in einer Form gefertigt, wodurch eine günstigere Herstellung der Formteile möglich ist. Insbesondere ist es denkbar, dass die Formteile Spritzgussteile sind.
Um den Spulenkörper drehfest mit den Flanschen zu verbinden, sind vorzugsweise am Spulenkörper und an den Flanschen zusammenwirkende Befestigungselemente vorgesehen, durch die eine drehmomentfeste Verbindung möglich ist. Die Verbindung kann beispielsweise durch Vorsprünge oder Vertiefungen in den Bauteilen erfolgen, die beispielsweise eine Verzahnung bilden, so dass der Spulenkörper und die Flansche einfach zusammengesteckt werden können und eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist.
Um das Gewicht der Gurtspule zu reduzieren, weist der Spulenkörper vorzugsweise Hohlräume auf, die sich in axialer Richtung durch den gesamten Spulenkörper erstrecken. Diese können bei einem Strangprofil einfach hergestellt werden.
Die Hohlräume können zudem als Befestigungselement verwendet werden. An den Flanschen sind in einer solchen Ausführungsform Halteelemente vorgesehen, die in diese Hohlräume eingreifen und die Flansche drehfest am Spulenkörper fixieren. Dadurch ist eine einfache, drehfeste Verbindung der Flansche und des Spulenkörpers möglich. Am Spulenkörper sind keine zusätzlichen Befestigungselemente erforderlich.
Um das Gurtband am Spulenkörper und somit an der Gurtspule zu befestigen, ist vorzugsweise in der Mantelfläche des Spulenkörpers ein axialer Schlitz vorgesehen, der sich von der Mantelfläche in das Innere des Spulenkörpers erstreckt und im Inneren des Spulenkörpers in einem Kanal mündet. Der Kanal bildet in radialer Richtung einen Hinterschnitt. Das Gurtband kann mit einem verdickten Ende in den Kanal eingelegt und durch den Schlitz aus dem Spulenkörper herausgeführt werden. Da das verdickte Ende nicht aus dem Kanal herausrutschen kann, ist das Gurtband zugfest am Spulenkörper und somit an der Gurtspule gehalten. Beispielsweise wird das Gurtband vor dem Zusammenbau der Gurtspule in axialer Richtung in den Schlitz beziehungsweise den Kanal eingeschoben. Anschließend werden die Flansche aufgesetzt und somit das Gurtband im Spulenkörper fixiert. Um eine ideale Lastübertragung zu gewährleisten, erstreckt sich der Schlitz vorzugsweise radial nach innen, und der Kanal liegt im Wesentlichen auf der Mittelachse des Spulenkörpers.
Um das Gurtband möglichst einfach auf den Spulenkörper auffädeln zu können, erstreckt sich der Schlitz zumindest bis zu einer axialen Stirnfläche, so dass das Gurtband in axialer Richtung auf den Spulenkörper aufgeschoben werden kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung finden sich in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- Figur 1 eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Gurtspule,
- Figur 2 eine erste perspektivische Ansicht der Gurtspule aus Figur 1 ,
- Figur 3 eine zweite perspektivische Ansicht der Gurtspule aus Figur 1 ,
- Figur 4 eine perspektivische Ansicht der Gurtspule aus Figur 1 in einem Zwischenmontagezustand,
- Figur 5 eine perspektivische Ansicht der Gurtspule aus Figur 1 in einem Endmontagezustand, und
- Figur 6 in einer abgebrochenen Ansicht die Gurtspule aus Figur 1 in einem Gurtaufroller.
In Figur 1 ist eine Gurtspule 10 für einen in Figur 6 ausschnittsweise gezeigten Gurtaufroller 12 gezeigt. Die Gurtspule 10 hat einen im Wesentlichen zylindrischen Spulenkörper 14 mit einer Mittelachse M, auf dem ein Gurtband 36 (siehe auch Figuren 4 und 5) eines Sicherheitsgurtes aufgewickelt werden kann. An den axialen Stirnflächen 20, 22 des Spulenkörpers 14 sind Flansche 16, 18, vorgesehen, über die die Gurtspule 10 in einem Rahmen 42 des Gurtaufrollers gelagert werden kann.
Wie in Figur 1 zu sehen ist, ist an der Mantelfläche 24 des Spulenkörpers 14 ein in axialer Richtung verlaufender Schlitz 26 vorgesehen, der sich von der ersten axialen Stirnfläche 20 bis zur zweiten axialen Stirnfläche 22 erstreckt. Im Spuleninneren mündet dieser Schlitz 26 in einem erweiterten Kanal 28, der in der hier gezeigten Ausführungsform annähernd auf der Mittelachse M des Spulenkörpers 14 verläuft. Im Spulenkörper 14 sind des Weiteren mehrere Hohlräume 30 vorgesehen, die sich in axialer Richtung durch den gesamten Spulenkörper erstrecken.
Der Spulenkörper 14 ist aus einem Strangmaterial hergestellt, beispielsweise aus einem Aluminium- oder Stahlstrangprofil. Alternativ kann zur Gewichtsreduzierung auch ein faserverstärktes Strangprofil verwendet werden. Dieses kann als lange Stange angeliefert und auf die gewünschte Länge des Spulenkörpers 14 geschnitten werden. Der Schlitz 26, der Kanal 28 sowie die Hohlräume 30 sind bei einem solchen Strangprofil einfach herzustellen.
Die Flansche 16, 18 sind jeweils Formteile, die aus Kunststoff hergestellt sind. Vorzugsweise wird hierzu ein Spritzgussverfahren verwendet. Die Flansche weisen auf der zum Spulenkörper 14 weisenden Seite eine Vertiefung 32 auf, die dem Außendurchmesser des Spulenkörpers 14 entspricht. In dieser Vertiefung sind mehrere Halteelemente 34 vorgesehen, die jeweils so dimensioniert und positioniert sind, dass sie in die Hohlräume 30 des Spulenkörpers 14 eingeschoben werden können. Die Flansche 16, 18 werden zur Montage in axialer Richtung auf den Spulenkörper 14 aufgesteckt und sind durch die Halteelemente 34, die in die Hohlräume 30 eingreifen, drehfest mit dem Spulenkörper 14 verbunden.
Zur Herstellung der Gurtspule 10 kann beispielsweise ein erster Flansch 16 auf die erste axiale Stirnfläche 20 aufgesetzt werden (Figur 3). Dann wird von der zweiten axialen Stirnfläche 22 ein Gurtband 36 in axialer Richtung in den Schlitz 26 beziehungsweise den Kanal 28 eingeführt. Anschließend wird der zweite Flansch 18 auf die zweite axiale Stirnfläche 22 aufgesetzt (Figur 4).
Am Ende des Gurtbandes 36 ist eine Schlaufe 38 vorgesehen, in die ein Bolzen 40 eingeschoben werden kann. Mit eingeschobenem Bolzen ist der Durchmesser des Gurtbandes 36 größer als die Breite des Schlitzes 26. Somit kann das Gurtband 36 nicht in radialer Richtung aus dem Spulenkörper 14 herausgezogen werden. In axialer Richtung erfolgt eine Fixierung durch die aufgesetzten Flansche 16, 18.
Nach dem Zusammenbau der Gurtspule 10 wird diese in den Rahmen 42 des Gurtaufrollers 12 eingesetzt. An den Flanschen 16, 18 sind dafür vorstehende Stifte 44 vorgesehen, die in eine entsprechend ausgebildete Lagerung 46 am Rahmen 42 eingreifen können. Am Umfang der Flansche ist des Weiteren ein Zahnprofil 48, 50 vorgesehen, in das eine rahmenfeste Straff- oder Blockiereinrichtung eingreifen kann.
Die Flansche 16, 18 können zusätzlich stoffschlüssig, beispielsweise durch Kleben oder Ultraschallschweißen, mit dem Spulenkörper 14 verbunden werden, so dass diese sicher aneinander befestigt sind.
Die Lager 46 der Gurtspule 10 können beispielsweise auch so ausgebildet sein, dass eine begrenzte Verschiebung der Gurtspule 10 im Rahmen 42 möglich ist, so dass eine rahmenfeste Blockiereinrichtung in das Zahnprofil 48, 50 auf der Außenseite der Flansche 16, 18 eingreifen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Gurtspule (10) für einen Gurtaufroller in einem Fahrzeug, mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Spulenkörper (14), auf den ein Gurtband (36) aufgewickelt werden kann, sowie zwei Flanschen (16, 18), die an den axialen Stirnflächen (20, 22) des Spulenkörpers (14) drehfest mit diesem verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (14) aus einem Strangmaterial hergestellt ist und die Flansche (16, 18) Formteile, insbesondere aus Kunststoff, sind, die form- und/oder stoffschlüssig mit dem Spulenkörper (14) verbunden sind.
2. Gurtspule nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (16, 18) Gussteile sind.
3. Gurtspule nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (16, 18) Spritzgussteile sind.
4. Gurtspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Spulenkörper (14) und an den Flanschen (16, 18) zusammenwirkende Befestigungselemente vorgesehen sind, durch die eine drehmomentfeste Verbindung der Flansche (16, 18) und des Spulenkörpers (14) erfolgt.
5. Gurtspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Spulenkörper (14) Hohlräume (30) vorgesehen sind, die sich in axialer Richtung durch den gesamten Spulenkörper (14) erstrecken.
6. Gurtspule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (16, 18) Halteelemente (34) aufweisen, die in die Hohlräume (30) eingreifen und die Flansche (16, 18) drehfest am Spulenkörper (14) fixieren.
7. Gurtspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Mantelfläche (24) des Spulenkörpers (14) ein axialer Schlitz (26) vorgesehen ist, der sich von der Mantelfläche (24) in das Innere des Spulenkörpers (14) erstreckt und im Inneren des Spulenkörpers (14) in einen Kanal (28) mündet.
8. Gurtspule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schlitz (26) radial nach innen erstreckt und der Kanal (28) im Wesentlichen auf der Mittelachse (M) des Spulenkörpers (14) liegt.
9. Gurtspule nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schlitz (26) zumindest bis zu einer axialen Stirnfläche (20, 22) erstreckt.
10. Gurtspule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Flansch (16, 18) ein axial vorstehender Stift (46) vorgesehen ist, über den die Gurtspule (10) in einem Gurtaufroller (12) gelagert ist.
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