WO2016005046A1 - Endbeschlag für einen sicherheitsgurt - Google Patents

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WO2016005046A1
WO2016005046A1 PCT/EP2015/001376 EP2015001376W WO2016005046A1 WO 2016005046 A1 WO2016005046 A1 WO 2016005046A1 EP 2015001376 W EP2015001376 W EP 2015001376W WO 2016005046 A1 WO2016005046 A1 WO 2016005046A1
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WO
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belt shaft
belt
frame
friction element
end fitting
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/001376
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michal KACPRZAK
Original Assignee
Trw Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trw Automotive Gmbh filed Critical Trw Automotive Gmbh
Publication of WO2016005046A1 publication Critical patent/WO2016005046A1/de

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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
    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R22/4676—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up 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
    • B60R2022/285—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices using friction surfaces

Definitions

  • the invention relates to an end fitting for a safety belt, comprising a frame, a belt shaft, which is rotatably mounted in the frame about an axis, and a locking mechanism, which allows a rotation of the belt shaft in a winding direction and blocks the belt shaft against rotation in an unwinding direction ,
  • a tightening mechanism can additionally be provided, which can drive the belt shaft in the winding direction.
  • Belt tensioners for safety belt systems are already generally known from motor vehicle technology.
  • Endbeschlagstraffern the actually solid, usually connected to the seat frame or the vehicle body end of a webbing is tightened in case of activation of the belt tensioner to provide for a tightening of the entire webbing.
  • both linear-working and rotary end fitting are described.
  • the belt end is connected to a belt shaft which is driven when the belt tensioner is activated in order to wind webbing onto the belt shaft.
  • the generic DE 10 2006 018 455 A1 describes an end fitting tensioner which consists of a belt retractor receiving the end of the safety belt and a tensioning device connected thereto for the belt shaft of the belt retractor.
  • the belt shaft is rotatably received in the belt shaft housing and radially displaceable. As a result of the radial play, the belt shaft can assume a blocking position in which the belt shaft can move relative to the belt shaft.
  • CONFIRMATION COPY housing is rotatably held in Gurtbandauszugsplatz, a release position in which the belt shaft is rotatable relative to the Gurtwellengephaseuse in both directions, or any intermediate position.
  • the belt shaft is moved radially by its acting in its Gurtbandauszugscardi force radially in its locked position, in which a blocking design of the belt shaft cooperates with a locking toothing of Gurtwellengephases.
  • the existing in the radial direction and in the circumferential direction game of the belt shaft in the belt shaft housing can lead to an undesirable noise during driving.
  • the belt shaft In a locking mechanism with a blocking design of the belt shaft according to DE 10 2006 018 455 A1, the belt shaft must also build quite large and / or be made of a very strong material to in the locking position of the belt shaft, the sometimes very high Gurtband- extracting forces Adherence to the respective permissible surface pressure can be safely introduced into the frame of the end fitting.
  • the object of the invention is to provide an end fitting that allows for lower strength requirements of the Gurtwellenmaterial a particularly compact design of the belt shaft and still reliably blocks rotation of the belt shaft in the unwinding.
  • the belt friction element can wrap around the belt shaft by more than 360 °, in particular by more than 720 °. About this wrap angle, the frictional engagement between the belt friction element and the belt shaft can be ensured, with two to three windings, ie wrap angles of 720 ° to 1080 ° have proven to be particularly advantageous for the usual surface texture and average coefficient of friction.
  • the wrap friction element is a metal band. A trained as a metal strip, especially as a steel band wrap friction element is simple and inexpensive to produce and can easily absorb the stresses occurring.
  • the wrap friction element is elastically biased so that it applies to the belt shaft.
  • the cross section of the belt friction element can decrease from its end associated with the frame to its end associated with the belt shaft. Starting from the belt shaft associated end of the load of the belt friction member increases continuously until at the opposite end of the belt friction element, the entire Gurtbandauszugskraft acts and is transmitted to the frame. By adapting the cross section to the stress occurring can thus be saved material, which has an advantageous effect on the weight and cost of the end fitting.
  • the wrap-around friction element is fastened with one end to the frame.
  • the forces can be derived directly into the frame.
  • the wrap-around friction element is designed in this case with a hooked end, which is hooked on a leg of the frame, so that the wrap-around friction element is attached to the frame without great constructive effort when acted upon in the unwinding.
  • the hooking end is pressed with the frame in order to ensure a reliable (non-positive) connection to the frame even when subjected to a winding-up direction.
  • the wrap-around friction element acts at its free end by means of a ratchet mechanism with the belt shaft together, wherein the ratchet mechanism allows rotation of the belt shaft relative to the Umschlingungsreibungselement in the winding, but locks a rotation in the unwinding.
  • the ratchet mechanism thus ensures upon application of the belt shaft in the unwinding direction for a positive initial fixation between the belt shaft and the belt friction element and thus ensures a particularly fast and reliable training or "activation" of the frictional connection by wrapping the belt shaft safe realized by wrap friction connection, the belt friction element and the belt shaft are connected at high Gurtbandauszugs generally non-positively, whereas the influence of the positive connection on the non-rotatable fixation of the belt shaft is then largely negligible.
  • the ratchet mechanism can be formed by a latching hook at the free end of the belt friction element and an external toothing of the belt shaft.
  • the latching hook and the external teeth can be produced with little effort and ensure high reliability of the end fitting.
  • a tensioning mechanism is also provided which can drive the belt shaft in the winding direction.
  • a structurally simple constructed Endbetschstraffer with high reliability which provides compared to conventional embodiments comparatively low strength requirements of the belt shaft.
  • the belt shaft can therefore be made, for example, from aluminum, zinc or plastic.
  • FIG. 1 shows an axial longitudinal section through a belt tensioner with an inventive end fitting
  • FIG. 1 is a plan view of the belt tensioner according to Figure 1;
  • FIG. 3 is a side view of the belt tensioner according to Figure 1;
  • FIG. 4 shows a further side view of the belt tensioner according to FIG. 1;
  • FIG. 5 is a detailed perspective view of the end fitting according to the invention for the belt tensioner according to Figures 1 to 4;
  • FIG. 6 shows a perspective view of a belt friction element for a locking mechanism of the end fitting according to FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a side view of the end fitting according to FIG. 5.
  • Figures 1 to 4 show a belt tensioner 6 for a safety belt system in a motor vehicle, specifically a so-called Endbetschstraffer, with an end fitting 8 and a tightening mechanism 10.
  • the end fitting 8 comprises a belt shaft 12, at one end 14 of a webbing strap 16 fixed is, and a body-mounted frame 18 in which the belt shaft 12 is mounted, wherein the belt shaft 12 can be rotated after activation of the tensioning mechanism 10 relative to the frame 18 in a winding direction 35 to wind webbing 16.
  • the end 14 of the webbing 16 is sewn to form a loop which encloses a belt shaft insertion element 20, wherein the belt shaft insertion element 20 is received in a recess 22 of the belt shaft 12 and rotatably mounted relative to the belt shaft 12.
  • the frame 18 of the end fitting 8 is U-shaped and comprises a web 24 and two opposite legs 26, 28, wherein each leg 26, 28 has an opening 30, 32 through which the belt shaft 12 extends. Further, a bent from the web 24 mounting tab 33 is provided, through which the frame 18 fixedly connected to a vehicle seat or a vehicle body, in particular can be screwed.
  • the belt shaft 12 is rotatably mounted in the frame 18 of the end fitting 8 about an axis A.
  • a locking mechanism 34 is provided which allows rotation of the belt shaft 12 in a winding 35 of the webbing 16 and blocks the belt shaft 12 against rotation in an opposite unwinding direction 37 of the webbing 16.
  • a cable reel 36 is attached at the other axial end of the belt shaft 12. which is firmly connected to the belt shaft 12, in particular pressed and prevents axial movement of the belt shaft 12 relative to the frame 18 or limited to a minimum axial play.
  • a force transmission element 38 is provided, which couples the belt shaft 12 with a tightening drive 40.
  • the power transmission element 38 is in the illustrated embodiment, a pull cable 41, which is partially wound onto the cable reel 36 and secured with a cable end to the cable reel 36.
  • the tensioner drive 40 of the belt tensioner 6 comprises a tensioner tube 42 for receiving and guiding a pressurizing element 44 and a separate generator housing 46 for receiving a gas generator 48.
  • the generator housing 46 is a piece of pipe in the illustrated embodiment, so that both the tensioner 42 and the generator housing 46 from a Metal tube, in particular a steel tube are made.
  • a coupling element 49 is provided, which connects the generator housing 46 fixedly with the tensioner tube 42 (see FIG.
  • This stabilizing unit 50 in the present case comprises two stabilizing elements 51, in particular made of die-cast zinc, and one e.g. as Rohrniet executed connecting element 52nd
  • the pressurizing element 44 is a piston which is essentially sealed in the curved tensioner tube 42 and slidably received along a tube axis.
  • the traction cable 41 attached to the cable reel 36 with a cable end extends from the cable reel 36 into the tensioner tube 42 and is fastened there to the piston with an opposite cable end.
  • the piston After activation of the gas generator 48, the piston is subjected to a gas pressure and moves in the direction of a free tube end 53 of the tensioner tube 42. In this case, while pulling the belt shaft 12, the tension cable 41 is unwound from the cable reel 36 and at the same time webbing 16 is wound on the belt shaft 12 so that a belt tightening takes place.
  • the belt shaft 12 Before activation of the belt tensioner 6, the belt shaft 12 can be held in a rotationally fixed relative to the frame 18 in at least one direction of rotation.
  • This at least one direction of rotation is preferably the unwinding direction 37 or webbing extraction direction, wherein the belt shaft 12 is held against rotation of the belt tensioner 6 relative to the frame 18 but particularly preferably also in an opposite direction of rotation, ie in the winding direction 35 or tensioning direction of the belt tensioner 6 ,
  • the belt shaft 12 is optionally coupled in a rotationally fixed manner to the frame 18 in both directions of rotation by a shearing element 54, specifically by an abrading pin formed integrally on the cable reel 36.
  • the locking mechanism 34 Between the belt shaft 12 and the frame 18 of the locking mechanism 34 is provided which release a rotation of the belt shaft 12 relative to the frame 18 in the tensioning direction and can lock in the opposite Gurtbandauszugscardi.
  • the locking mechanism 34 thus enables a tightening of the webbing 16, but at the same time prevents a renewed release of webbing 16 after Gurtbandstraffung.
  • the described belt tensioner 6 according to FIGS. 1 to 4 is an end impact tensioner, in which one end of a belt strap 16 is fixed to the belt shaft 12, wherein the provided tensioning mechanism 10 can drive the belt shaft 12 in the winding direction 35.
  • the belt shaft 12 can be rotated relative to the frame 18 in order to wind webbing 16.
  • a preferred embodiment of the locking mechanism 34 of the end fitting 8 is shown in Figures 5 to 7.
  • the locking mechanism 34 in this case has a wrap-around friction element 56, which wraps around the belt shaft 12.
  • This wrap-around friction element 56 forms upon application of the belt shaft 12 in the unwinding 37 according to the belt friction principle from a frictional connection with the belt shaft 12, whereas it allows rotation of the belt shaft 12 when acted upon in the opposite winding 35 with low rotational resistance.
  • the wrap-around friction element 56 is fastened with one end 58 to the frame 18 of the end fitting 8.
  • the end 58 is designed as a hooking end and suspended on the leg 26 of the frame 18 such that the looping friction element 56 is positively connected to the frame 18 of the end fitting 8 when acted upon in the unwinding direction 37.
  • the end 58 of the wrap-around friction element 56 is pressed to the frame 18 in order to ensure a reliable connection to the frame 18 even when acted upon in the winding-up direction 35 by means of frictional engagement.
  • the wrap-around friction element 56 is designed as a metal band, which wraps around the belt shaft 12 by more than 360 °, in particular by more than 720 ° and particularly preferably by about 900 °. At wrap angles in the stated range, the wrap-around friction element 56, in particular in the axial direction, is sufficiently compact and also ensures a reliable frictional connection in the unwinding direction 37.
  • FIG. 7 shows the end fitting 8 of the safety belt system in a side view.
  • the wrap-around friction element 56 is in this case an elastic wrap spring, for example of spring steel, and elastically biased in the radial direction so that it bears against the belt shaft 12. Due to the Increasing the friction in the case of belt friction exponentially with the wrap angle results in a reliable self-reinforcement when the belt shaft 12 is acted upon in the unwinding direction 37.
  • the wrap-around friction element 56 interacts with the belt shaft 12 at the free end 60 assigned to the belt shaft 12 via a ratchet mechanism 62, wherein the ratchet mechanism 62 permits rotation of the belt shaft 12 relative to the frame 18 in the take-up direction 35, but a rotation in the unwinding direction 37 locks.
  • the wrap-around friction element 56 forms upon application of the belt shaft 12 in the unwinding 37 so not only a frictional connection, but also a positive connection with the belt shaft 12 via the ratchet mechanism 62.
  • the ratchet mechanism 62 thus provides in the unwinding 37 thus for a positive initial fixation between the belt shaft 12 and the belt friction element 56 and thus ensures a particularly fast and reliable training or "activation" of the frictional connection.
  • the ratchet mechanism 62 is formed by a latching hook 64 at the free end 60 of the wrap-around friction element 56 as well as an outer toothing 66 of the belt shaft 12.
  • the latching hook 64 and the outer toothing 66 are geometrically coordinated so that the latching hook 64 slides upon application of the belt shaft 12 in the tensioning direction on the external toothing 66 and allows rotation of the belt shaft 12 in the winding direction 35 and when the belt shaft 12 is acted upon engages in the outer toothing 66 in Gurtbandauszugsraum and locks a rotation of the belt shaft 12 in the unwinding 37.
  • the end fitting 8 arise due to the rotationally fixed adhesion fixation after the belt friction principle in unwinding 37 no local extreme stresses (as they are typical for form-fitting connections), so that the belt shaft 12 does not have to be made of a high-strength material, for example steel.
  • the belt shaft 12 is made in particular as a casting of comparatively soft materials such as aluminum, zinc or plastic.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Endbeschlag (8) für einen Sicherheitsgurt, mit einem Rahmen (18), einer Gurtwelle (12), die in dem Rahmen (18) um eine Achse (A) drehbar gelagert ist, und einem Sperrmechanismus (34), der eine Drehung der Gurtwelle (12) in einer Aufwickelrichtung (35) ermöglicht und die Gurtwelle gegen eine Drehung in einer Abwickelrichtung (37) blockiert, wobei der Sperrmechanismus (34) ein Umschlingungsreibungselement (56) aufweist, das die Gurtwelle (12) umschlingt.

Description

Endbeschlag für einen Sicherheitsgurt
Die Erfindung betrifft einen Endbeschlag für einen Sicherheitsgurt, mit einem Rahmen, einer Gurtwelle, die in dem Rahmen um eine Achse drehbar gelagert ist, und einem Sperrmechanismus, der eine Drehung der Gurtwelle in einer Aufwickelrichtung ermögiicht und die Gurtwelle gegen eine Drehung in einer Abwickelrichtung blockiert. Dabei kann zusätzlich ein Straffmechanismus vorgesehen sein, der die Gurtwelle in Aufwickelrichtung antreiben kann.
Gurtstraffer für Sicherheitsgurtsysteme sind bereits allgemein aus der Kraftfahrzeugtechnik bekannt. Bei sogenannten Endbeschlagstraffern wird im Falle einer Aktivierung des Gurtstraffers das eigentlich feste, üblicherweise mit dem Sitzrahmen oder der Fahrzeugkarosserie verbundene Ende eines Gurtbands angezogen, um für eine Straffung des gesamten Gurtbands zu sorgen. Im Stand der Technik sind sowohl linear arbeitende als auch rotatorische Endbeschlag- straffer beschrieben. Bei den rotatorischen Endbeschlagstraffern ist das Gurt- bandende mit einer Gurtwelle verbunden, welche bei einer Aktivierung des Gurtstraffers angetrieben wird, um Gurtband auf die Gurtwelle aufzuwickeln.
Die gattungsgemäße DE 10 2006 018 455 A1 beschreibt einen Endbeschlag- straffer, der aus einem das Ende des Sicherheitsgurtes aufnehmenden Gurtaufroller sowie einer daran angeschlossenen Straffvorrichtung für die Gurtwelle des Gurtaufrollers besteht. Die Gurtwelle ist dabei im Gurtwellengehäuse drehbar und radial verschieblich aufgenommen. Infolge des radialen Spiels kann die Gurtwelle eine Sperrstellung einnehmen, in der die Gurtwelle relativ zum Gurtwellenge-
BESTÄTIGUNGSKOPIE häuse in Gurtbandauszugsrichtung drehfest gehalten ist, eine Freigabestellung, in der die Gurtwelle relativ zum Gurtwellengehäuse in beide Richtungen drehbar ist, oder eine beliebige Zwischenstellung. Die Gurtwelle wird erst durch die bei ihrer Drehung in Gurtbandauszugsrichtung wirkende Kraft radial in ihre Sperr- Stellung bewegt, in welcher eine Blockiergestaltung der Gurtwelle mit einer Blockierverzahnung des Gurtwellengehäuses zusammenwirkt.
Das in radialer Richtung und in Umfangsrichtung vorhandene Spiel der Gurtwelle im Gurtwellengehäuse kann hierbei zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung im Fahrbetrieb führen. Bei einem Sperrmechanismus mit einer Blockier- gestaltung der Gurtwelle gemäß der DE 10 2006 018 455 A1 muss die Gurtwelle außerdem recht groß bauen und/oder aus einem sehr festen Material gefertigt sein, um in der Sperrstellung der Gurtwelle die mitunter sehr hohen Gurtband- auszugskräfte unter Einhaltung der jeweils zulässigen Flächenpressungen sicher in den Rahmen des Endbeschlags einleiten zu können. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Endbeschlags, der bei geringeren Festigkeitsanforderungen an das Gurtwellenmaterial eine besonders kompakte Ausführung der Gurtwelle erlaubt und trotzdem eine Drehung der Gurtwelle in Abwickelrichtung zuverlässig blockiert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Endbeschlag der eingangs genannten Art, bei dem der Sperrmechanismus ein Umschlingungs- reibungselement aufweist, das die Gurtwelle umschlingt. Gurtbandauszugskräfte, die beispielsweise nach Aktivierung einer Straffvorrichtung auftreten, werden hierbei im Wesentlichen durch Reibschluss (Riemenreibungsprinzip) und nicht durch Formschluss in das Gurtwellengehäuse eingeleitet. Entsprechend müssen an der Gurtwelle keine hoch beanspruchbaren Formschlusselemente angeformt werden, sodass die Gurtwelle kompakter und mit geringeren Anforderungen an die Materialfestigkeit ausgeführt werden kann.
Das Umschlingungsreibungselement kann die Gurtwelle um mehr als 360°, insbesondere um mehr als 720° umschlingen. Über diesen Umschlingungswinkel lässt sich der Reibschluss zwischen dem Umschlingungsreibungselement und der Gurtwelle sicherstellen, wobei sich bei üblicher Oberflächenbeschaffenheit und durchschnittlichem Reibwert zwei bis drei Wicklungen, d.h. Umschlingungswinkel von 720° bis 1080° als besonders vorteilhaft erwiesen haben. In einer Ausführungsform des Endbeschlags ist das Umschlingungsreibungs- element ein Metallband. Ein als Metallband, insbesondere als Stahlband ausgebildetes Umschlingungsreibungselement ist einfach und preiswert herstellbar und kann die auftretenden Beanspruchungen problemlos aufnehmen. Bevorzugt ist das Umschlingungsreibungselement elastisch so vorgespannt, dass es sich an die Gurtwelle anlegt. Dies sorgt bei einer Beaufschlagung der Gurtwelle in Abwickelrichtung für einen besonders raschen Reibschluss zwischen dem Umschlingungsreibungselement und der Gurtwelle. Eine unerwünschte Drehung der Gurtwelle in Abwickelrichtung bis zum Greifen der Reibschluss- Verbindung und dem damit einhergehenden Blockieren der Gurtwelle ist somit minimal und daher vernachlässigbar.
Der Querschnitt des Umschlingungsreibungselements kann sich von seinem dem Rahmen zugeordneten Ende zu seinem der Gurtwelle zugeordneten Ende hin verringern. Ausgehend von dem der Gurtwelle zugeordneten Ende nimmt die Beanspruchung des Umschlingungsreibungselements kontinuierlich zu, bis am entgegengesetzten Ende des Umschlingungsreibungselements die gesamte Gurtbandauszugskraft wirkt und auf den Rahmen übertragen wird. Durch die Anpassung des Querschnitts an die auftretende Beanspruchung lässt sich folglich Material einsparen, was sich vorteilhaft auf das Gewicht und die Kosten des Endbeschlags auswirkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Endbeschlags ist das Umschlingungsreibungselement mit einem Ende am Rahmen befestigt ist. Somit lassen sich die auftretenden Kräfte unmittelbar in den Rahmen ableiten.
Besonders bevorzugt ist das Umschlingungsreibungselement in diesem Fall mit einem Einhängeende ausgeführt, das an einem Schenkel des Rahmens eingehängt ist, sodass das Umschlingungsreibungselement bei einer Beaufschlagung in Abwickelrichtung ohne großen konstruktiven Aufwand formschlüssig am Rahmen befestigt ist. Insbesondere ist das Einhängeende mit dem Rahmen verpresst, um auch bei einer Beaufschlagung in Aufwickelrichtung eine zuver- lässige (kraftschlüssige) Verbindung mit dem Rahmen zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wirkt das Umschlingungsreibungselement an seinem freien Ende mittels eines Ratschenmechanismus mit der Gurt- welle zusammen, wobei der Ratschenmechanismus eine Drehung der Gurtwelle relativ zum Umschlingungsreibungselement in der Aufwickelrichtung ermöglicht, jedoch eine Drehung in der Abwickelrichtung sperrt. Der Ratschenmechanismus sorgt folglich bei einer Beaufschlagung der Gurtwelle in Abwickelrichtung für eine formschlüssige Anfangsfixierung zwischen der Gurtwelle und dem Umschlingungsreibungselement und stellt damit eine besonders schnelle und zuverlässige Ausbildung oder„Aktivierung" der Reibschlussverbindung durch Umschlingung der Gurtwelle sicher. Aufgrund des mit wachsender Gurtbandauszugskraft auftretenden Selbstverstärkungseffekts der durch Umschlingungsreibung realisierten Kraftschlussverbindung, sind das Umschlingungsreibungselement und die Gurtwelle bei hohen Gurtbandauszugskräften im Wesentlichen kraftschlüssig verbunden, wohingegen der Einfluss der Formschlussverbindung auf die drehfeste Fixierung der Gurtwelle dann weitgehend vernachlässigbar ist.
Insbesondere kann der Ratschenmechanismus durch einen Rasthaken am freien Ende des Umschlingungsreibungselements und eine Außenverzahnung der Gurtwelle gebildet sein. Der Rasthaken und die Außenverzahnung lassen sich mit geringem Aufwand herstellen und gewährleisten eine hohe Funktionssicherheit des Endbeschlags.
Vorzugsweise ist außerdem ein Straffmechanismus vorgesehen, der die Gurtwelle in der Aufwickelrichtung antreiben kann. Auf diese Weise ergibt sich ein konstruktiv einfach aufgebauter Endbeschlagstraffer mit hoher Funktionssicherheit, der gegenüber herkömmlichen Ausführungsformen vergleichsweise geringe Festigkeitsanforderungen an die Gurtwelle stellt. Alternativ zu einer üblichen Ausgestaltung aus Stahl kann die Gurtwelle daher beispielsweise auch aus Aluminium, Zink oder Kunststoff hergestellt sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
- Figur 1 einen axialen Längsschnitt durch einen Gurtstraffer mit einem erfin- dungsgemäßen Endbeschlag;
- Figur 2 eine Draufsicht des Gurtstraffers gemäß Figur 1 ;
- Figur 3 eine Seitenansicht des Gurtstraffers gemäß Figur 1 ; - Figur 4 eine weitere Seitenansicht des Gurtstraffers gemäß Figur 1 ;
- Figur 5 eine perspektivische Detailansicht des erfindungsgemäßen Endbeschlags für den Gurtstraffer gemäß den Figuren 1 bis 4;
- Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Umschlingungsreibungselements für einen Sperrmechanismus des Endbeschlags gemäß Figur 5; und
- Figur 7 eine Seitenansicht des Endbeschlags gemäß Figur 5.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen einen Gurtstraffer 6 für ein Sicherheitsgurtsystem in einem Kraftfahrzeug, konkret einen sogenannten Endbeschlagstraffer, mit einem Endbeschlag 8 und einem Straffmechanismus 10. Der Endbeschlag 8 um- fasst dabei eine Gurtwelle 12, an der ein Ende 14 eines Gurtbands 16 fixiert ist, und einen karosseriefest montierbaren Rahmen 18, in dem die Gurtwelle 12 gelagert ist, wobei die Gurtwelle 12 nach einer Aktivierung des Straffmechanismus 10 relativ zum Rahmen 18 in einer Aufwickelrichtung 35 gedreht werden kann, um Gurtband 16 aufzuwickeln. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ende 14 des Gurtbands 16 zu einer Schlaufe vernäht, die ein Gurtwellen-Einschubelement 20 umschließt, wobei das Gurtwellen-Einschubelement 20 in einer Aussparung 22 der Gurtwelle 12 aufgenommen und relativ zur Gurtwelle 12 drehfest gelagert ist.
Gemäß Figur 2 ist der Rahmen 18 des Endbeschlags 8 U-förmig ausgebildet und umfasst einen Steg 24 sowie zwei gegenüberliegende Schenkel 26, 28, wobei jeder Schenkel 26, 28 eine Öffnung 30, 32 aufweist, durch welche sich die Gurtwelle 12 erstreckt. Ferner ist eine vom Steg 24 abgebogene Befestigungslasche 33 vorgesehen, durch die der Rahmen 18 fest mit einem Fahrzeugsitz oder einer Fahrzeugkarosserie verbunden, insbesondere verschraubt werden kann.
Die Gurtwelle 12 ist im Rahmen 18 des Endbeschlags 8 um eine Achse A drehbar gelagert. Am einen axialen Ende der Gurtwelle 12 ist ein Sperrmechanismus 34 vorgesehen, der eine Drehung der Gurtwelle 12 in einer Aufwickelrichtung 35 des Gurtbands 16 ermöglicht und die Gurtwelle 12 gegen eine Drehung in einer entgegengesetzten Abwickelrichtung 37 des Gurtbands 16 blockiert. Am anderen axialen Ende der Gurtwelle 12 ist eine Seilspule 36 ange- ordnet, die fest mit der Gurtwelle 12 verbunden, insbesondere verpresst ist und eine axiale Bewegung der Gurtwelle 12 relativ zum Rahmen 18 verhindert oder auf ein minimales axiales Spiel begrenzt.
Um das Gurtband 16 bei einer Betätigung des Gurtstraffers 6, d.h. einer Aktivierung des Straffmechanismus 10 anziehen zu können, ist ein Kraftübertragungselement 38 vorgesehen, welches die Gurtwelle 12 mit einem Strafferantrieb 40 koppelt. Das Kraftübertragungselement 38 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Zugseil 41 , welches teilweise auf die Seilspule 36 aufgewickelt und mit einem Seilende an der Seilspule 36 befestigt ist. Der Strafferantrieb 40 des Gurtstraffers 6 umfasst ein Strafferrohr 42 zur Aufnahme und Führung eines Druckbeaufschlagungselements 44 sowie ein separates Generatorgehäuse 46 zur Aufnahme eines Gasgenerators 48. Das Generatorgehäuse 46 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Rohrstück, sodass sowohl das Strafferrohr 42 als auch das Generatorgehäuse 46 aus einem Metallrohr, insbesondere einem Stahlrohr hergestellt sind. Außerdem ist ein Kopplungselement 49 vorgesehen, welches das Generatorgehäuse 46 fest mit dem Strafferrohr 42 verbindet (vgl. Figur 1).
Um die Verbindung zwischen dem Strafferrohr 42 und dem Generatorgehäuse 46 zu verstärken sowie eine einfache Verbindung zwischen dem Straffer- antrieb 40 und dem Rahmen 18 zu schaffen, ist im Übrigen eine Stabilisierungseinheit 50 vorgesehen. Diese Stabilisierungseinheit 50 umfasst im vorliegenden Fall zwei Stabilisierungselemente 51 , insbesondere aus Zinkdruckguss, und ein z.B. als Rohrniet ausgeführtes Verbindungselement 52.
Das Druckbeaufschlagungselement 44 ist gemäß Figur 1 ein Kolben, der im gebogenen Strafferrohr 42 im Wesentlichen abgedichtet und längs einer Rohrachse verschieblich aufgenommen ist. Das mit einem Seilende an der Seilspule 36 befestigte Zugseil 41 erstreckt sich von der Seilspule 36 in das Strafferrohr 42 und ist dort mit einem entgegengesetzten Seilende am Kolben befestigt. Nach einer Aktivierung des Gasgenerators 48 wird der Kolben mit einem Gasdruck beaufschlagt und bewegt sich in Richtung zu einem freien Rohrende 53 des Strafferrohrs 42. Dabei wird unter Drehung der Gurtwelle 12 Zugseil 41 von der Seilspule 36 abgewickelt und gleichzeitig Gurtband 16 auf die Gurtwelle 12 aufgewickelt, sodass eine Gurtstraffung stattfindet. Vor einer Aktivierung des Gurtstraffers 6 kann die Gurtwelle 12 relativ zum Rahmen 18 in zumindest einer Drehrichtung drehfest gehalten sein. Diese zumindest eine Drehrichtung ist bevorzugt die Abwickelrichtung 37 oder Gurtband- auszugsrichtung, wobei die Gurtwelle 12 vor einer Aktivierung des Gurtstraffers 6 relativ zum Rahmen 18 jedoch besonders bevorzugt auch in einer entgegengesetzten Drehrichtung, also in Aufwickelrichtung 35 oder Straffrichtung des Gurtstraffers 6, drehfest gehalten ist.
Gemäß Figur 1 ist die Gurtwelle 12 vor einer Aktivierung des Gurtstraffers 6 optional durch ein Abscherelement 54, konkret durch einen ausmittig an der Seilspule 36 angeformten Abscherstift, in beiden Drehrichtungen drehfest mit dem Rahmen 18 gekoppelt.
Zwischen der Gurtwelle 12 und dem Rahmen 18 ist der Sperrmechanismus 34 vorgesehen, welcher eine Drehung der Gurtwelle 12 relativ zum Rahmen 18 in Straffrichtung freigeben und in entgegengesetzter Gurtbandauszugsrichtung sperren kann. Der Sperrmechanismus 34 ermöglicht somit eine Straffung des Gurtbands 16, verhindert jedoch gleichzeitig eine erneute Freigabe von Gurtband 16 nach erfolgter Gurtbandstraffung.
Der beschriebene Gurtstraffer 6 gemäß den Figuren 1 bis 4 ist ein End- beschlagstraffer, bei dem an der Gurtwelle 12 ein Ende eines Gurtbands 16 fixiert ist, wobei der vorgesehene Straffmechanismus 10 die Gurtwelle 12 in der Aufwickelrichtung 35 antreiben kann. Mit anderen Worten kann die Gurtwelle 12 nach einer Aktivierung des Endbeschlagstraffers relativ zum Rahmen 18 rotiert werden, um Gurtband 16 aufzuwickeln.
Im Unterschied zu sogenannten Aufrollerstraffern, bei denen eine Gurtkraft- begrenzung (z.B. mittels eines Torsionsstabs) erwünscht ist, wird bei End- beschlagstraffern üblicherweise eine unnachgiebige, starre Fixierung des Gurtbandendes gefordert. Diese Forderung lässt sich durch den beschriebenen Gurtstraffer 6 sowohl in Rückhaltesituationen mit Aktivierung des Gurtstraffers 6 als auch in Rückhaltesituationen ohne Aktivierung des Gurtstraffers 6 mit ge- ringem Aufwand zuverlässig erfüllen.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Sperrmechanismus 34 des Endbeschlags 8 ist in den Figuren 5 bis 7 dargestellt. Der Sperrmechanismus 34 weist hierbei ein Umschlingungsreibungselement 56 auf, das die Gurtwelle 12 umschlingt. Dieses Umschlingungsreibungselement 56 bildet bei einer Beaufschlagung der Gurtwelle 12 in Abwickelrichtung 37 nach dem Riemenreibungsprinzip eine kraftschlüssige Verbindung mit der Gurtwelle 12 aus, wohingegen es eine Rotation der Gurtwelle 12 bei Beaufschlagung in der entgegengesetzten Aufwickelrichtung 35 bei geringem Drehwiderstand zulässt.
Das Umschlingungsreibungselement 56 ist mit einem Ende 58 am Rahmen 18 des Endbeschlags 8 befestigt. Gemäß den Figuren 5 bis 7 ist das Ende 58 als Einhängeende ausgeführt und so am Schenkel 26 des Rahmens 18 eingehängt, dass das Umschlingungsreibungselement 56 bei einer Beaufschlagung in Abwickelrichtung 37 formschlüssig mit dem Rahmen 18 des Endbeschlags 8 verbunden ist. Insbesondere ist das Ende 58 des Umschlingungsreibungsele- ments 56 mit dem Rahmen 18 verpresst, um auch bei einer Beaufschlagung in Aufwickelrichtung 35 über Kraftschluss eine zuverlässige Verbindung mit dem Rahmen 18 zu gewährleisten.
Anhand der perspektivischen Detailansicht des Umschlingungsreibungs- elements 56 gemäß Figur 6 wird deutlich, dass sich der Querschnitt des Umschlingungsreibungselements 56 von seinem dem Rahmen 18 zugeordneten Ende 58 zu seinem der Gurtwelle 12 zugeordneten Ende 60 hin verringert. Konkret verringert sich eine radiale Abmessung r des um die Gurtwelle 12 gewickelten Umschlingungsreibungselements 56 zum Ende 60 hin im Wesentlichen kontinuierlich, sodass das Umschlingungsreibungselement 56 in einem abgewickelten Zustand die Form eines sehr langen Keils hat.
Das Umschlingungsreibungselement 56 ist als Metallband ausgeführt, das die Gurtwelle 12 um mehr als 360°, insbesondere um mehr als 720° und besonders bevorzugt um etwa 900° umschlingt. Bei Umschlingungswinkeln in dem genannten Bereich ist das Umschlingungsreibungselement 56, insbesondere in axialer Richtung, hinreichend kompakt und gewährleistet außerdem eine zuverlässige Reibschlussverbindung in Abwickelrichtung 37. Die Figur 7 zeigt den Endbeschlag 8 des Sicherheitsgurtsystems in einer Seitenansicht. Das Umschlingungsreibungselement 56 ist in diesem Fall eine elastische Schlingfeder, zum Beispiel aus Federstahl, und in radialer Richtung elastisch so vorgespannt, dass es sich an die Gurtwelle 12 anlegt. Aufgrund des Anstiegs der Reibung bei Umschlingungsreibung exponentiell mit dem Umschlin- gungswinkel ergibt sich bei einer Beaufschlagung der Gurtwelle 12 in Abwickelrichtung 37 eine zuverlässige Selbstverstärkung.
Das Umschlingungsreibungselement 56 wirkt an dem der Gurtwelle 12 zugeordneten, freien Ende 60 über einen Ratschenmechanismus 62 mit der Gurtwelle 12 zusammen, wobei der Ratschenmechanismus 62 eine Drehung der Gurtwelle 12 relativ zum Rahmen 18 in der Aufwickelrichtung 35 ermöglicht, jedoch eine Drehung in der Abwickelrichtung 37 sperrt. Somit bildet das Umschlingungsreibungselement 56 bei einer Beaufschlagung der Gurtwelle 12 in Abwickelrichtung 37 also nicht nur eine kraftschlüssige Verbindung, sondern über den Ratschenmechanismus 62 auch eine formschlüssige Verbindung mit der Gurtwelle 12 aus. Der Ratschenmechanismus 62 sorgt dabei in Abwickelrichtung 37 folglich für eine formschlüssige Anfangsfixierung zwischen der Gurtwelle 12 und dem Umschlingungsreibungselement 56 und stellt damit eine besonders schnelle und zuverlässige Ausbildung oder „Aktivierung" der Reibschlussverbindung sicher.
Gemäß Figur 7 ist der Ratschenmechanismus 62 durch einen Rasthaken 64 am freien Ende 60 des Umschlingungsreibungselements 56 sowie eine Außenverzahnung 66 der Gurtwelle 12 gebildet. Der Rasthaken 64 und die Außen- Verzahnung 66 sind dabei geometrisch so aufeinander abgestimmt, dass der Rasthaken 64 bei einer Beaufschlagung der Gurtwelle 12 in Straffrichtung auf der Außenverzahnung 66 gleitet und eine Drehung der Gurtwelle 12 in Aufwickelrichtung 35 erlaubt sowie bei einer Beaufschlagung der Gurtwelle 12 in Gurt- bandauszugsrichtung in die Außenverzahnung 66 eingreift und eine Drehung der Gurtwelle 12 in Abwickelrichtung 37 sperrt.
Nach erfolgter Gurtbandstraffung am Endbeschlag 8 entstehen aufgrund der drehfesten Kraftschlussfixierung nach dem Riemenreibungsprinzip in Abwickelrichtung 37 keine lokalen Extrembeanspruchungen (wie sie für Formschlussverbindungen typisch sind), sodass die Gurtwelle 12 nicht aus einem hochfesten Material, zum Beispiel Stahl, hergestellt werden muss. In der dargestellten Ausführungsform ist die Gurtwelle 12 insbesondere als Gussteil aus vergleichsweise weichen Werkstoffen wie Aluminium, Zink oder Kunststoff gefertigt.

Claims

Patentansprüche
1. Endbeschlag für einen Sicherheitsgurt, mit
einem Rahmen (18),
einer Gurtwelle (12), die in dem Rahmen (18) um eine Achse (A) drehbar gelagert ist, und
einem Sperrmechanismus (34), der eine Drehung der Gurtwelle (12) in einer Aufwickelrichtung (35) ermöglicht und die Gurtwelle gegen eine Drehung in einer Abwickelrichtung (37) blockiert,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrmechanismus (34) ein Umschlingungs- reibungselement (56) aufweist, das die Gurtwelle (12) umschlingt.
2. Endbeschlag nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungsreibungselement (56) die Gurtwelle (12) um mehr als 360° umschlingt, insbesondere um mehr als 720°.
3. Endbeschlag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungsreibungselement (56) ein Metallband ist.
4. Endbeschlag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungsreibungselement (56) elastisch so vorgespannt ist, dass es sich an die Gurtwelle (12) anlegt.
5. Endbeschlag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Umschlingungsreibungselements (56) sich von seinem dem Rahmen (18) zugeordneten Ende (58) zu seinem der Gurtwelle (12) zugeordneten Ende (60) hin verringert.
6. Endbeschlag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungsreibungselement (56) mit einem Ende (58) am Rahmen (18) befestigt ist.
7. Endbeschlag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungsreibungselement (56) mit einem Einhängeende ausgeführt ist, das an einem Schenkel (26) des Rahmens (18) eingehängt ist.
8. Endbeschlag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschlingungsreibungselement (56) an seinem freien Ende (60) mittels eines Ratschenmechanismus (62) mit der Gurtwelle (12) zusammenwirkt, der eine Drehung der Gurtwelle (12) relativ zum Umschlingungs- reibungselement (56) in der Aufwickelrichtung (35) ermöglicht, jedoch eine Drehung in der Abwickelrichtung (37) sperrt.
9. Endbeschlag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ratschenmechanismus (62) durch einen Rasthaken (64) am freien Ende (60) des Umschlingungsreibungselements (56) und eine Außenverzahnung (66) der Gurt- welle (12) gebildet ist.
10. Endbeschlag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Straffmechanismus (10) vorgesehen ist, der die Gurtwelle (12) in der Aufwickelrichtung (35) antreiben kann.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29811662U1 (de) * 1998-06-30 1998-11-05 TRW Occupant Restraint Systems GmbH & Co. KG, 73553 Alfdorf Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt
DE102006018455A1 (de) * 2006-04-19 2007-10-25 Autoliv Development Ab Endbeschlagstraffer mit gehäuseseitiger Blockierung seiner Gurtwelle
DE102011117055A1 (de) * 2011-10-27 2013-05-02 Trw Automotive Gmbh Endbeschlagstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem

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