WO2018060176A1

WO2018060176A1 - Gurtstraffer

Info

Publication number: WO2018060176A1
Application number: PCT/EP2017/074323
Authority: WO
Inventors: Thomas Mödinger; Bernd Gentner; Martin Nuding
Original assignee: Trw Automotive Gmbh
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2018-04-05
Also published as: CN109843657A; CN109843657B; DE102016118469A1; US11766992B2; US20210114551A1

Abstract

Ein Gurtaufroller (10) eines Sicherheitsgurtsystems hat einen Gurtstraffer (11), der eine in einem Gurtaufrollerrahmen (12) aufgenommene Gurtspule (14) des Gurtaufrollers (10) in Rotation versetzen kann, wobei der Gurtaufrollerrahmen (12) strafferseitig im Bereich der Achse der Gurtspule (14) mit einem Deckel (16) verschlossen ist und im Deckel (16) eine Lagerung für die Gurtspule (14) vorgesehen ist. Der Deckel (16) weist ein erstes, topfförmiges Deckelteil (16a) auf, das direkt am Gurtaufrollerrahmen (12) befestigt ist und das eine Seitenwand (24) hat, die in einen flachen Abschnitt (26) übergeht. Im flachen Abschnitt (26) ist eine Öffnung (32) ausgespart, und es ist ein zweites Deckelteil (16b) vorgesehen, das in die Öffnung (32) im ersten Deckelteil (16a) eingreift und an dem ein Lager (40) ausgebildet ist, in dem ein Ende (42) der Achse der Gurtspule (14) gelagert ist.

Description

Gurtstraffer

Die Erfindung betrifft einen pyrotechnisch angetriebenen Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem.

Ein Gurtstraffer dient dazu, in einem Rückhaltefall gewisse Einflüsse, die sich negativ auf die Rückhaltung des Fahrzeuginsassen auswirken, zu vermindern, bevor die Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen und gegebenenfalls der Einsatz einer Kraftbegrenzungseinrichtung beginnen. Zu diesen Einflüssen gehören der sogenannte Filmspuleneffekt (locker auf die Gurtspule aufgerolltes Gurtband) und die Gurtlose (locker am Fahrzeuginsassen anliegendes Gurtband). Der Gurtstraf- fer reduziert die Gurtlose und den Filmspuleneffekt innerhalb kürzester Zeit, indem er beispielsweise Gurtband auf eine Gurtspule eines Gurtaufrollers aufwickelt und so das Gurtband strafft. Der Fahrzeuginsasse kann somit frühzeitig an der Fahrzeugverzögerung teilnehmen. Außerdem verbessern sich die Bedingungen für den anschließenden Einsatz einer Kraftbegrenzungseinrichtung. Üblicherweise werden heutzutage pyrotechnisch angetriebene Gurtstraffer verwendet, um die zur Gurtstraffung benötigten hohen Kräfte in ausreichend kurzer Zeit bereitstellen zu können.

In einer bekannten Ausbildung eines Gurtstraffers ist ein Kraftübertragungselement vorgesehen, das durch den vom Gasgenerator erzeugten Gasdruck in einem Strafferrohr verschoben wird, wenn der Gurtstraffer aktiviert wird. Das Kraftübertragungselement wirkt mit der Gurtspule zusammen und versetzt diese in Rotation, um den Gurt zu straffen. Der Gurtstraffer ist normalerweise an einer Seite der Gurtspule angeordnet, von wo aus das Kraftübertragungselement indirekt mit der Gurtspule interagiert und diese in Rotation versetzt. Gegenüber der Umgebung ist der Gurtaufrollerrahmen an dieser Seite durch einen Deckel verschlossen, der ein Ende der Achse der Gurtspule abdeckt. Um Bauraum und Bauteile einzusparen, kann eine Lagerung für dieses Ende der Gurtspule im strafferseitigen Deckel vorgesehen sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen derartigen Gurtroller in der Hinsicht weiterzubilden, dass eine präzise und störungsfreie Lagerung der Gurtspulenachse am Deckel möglich ist. Diese Aufgabe wird mit einem Gurtaufroller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein Gurtaufroller eines Sicherheitsgurtsystems hat hierbei einen Gurtstraffer, der eine in einem Gurtaufrollerrahmen aufgenommene Gurtspule des Gurtaufrollers in Rotation versetzen kann, wobei der Gurtaufrollerrahmen strafferseitig im Bereich der Achse der Gurtspule mit einem Deckel verschlossen ist und im De- ekel eine Lagerung für die Gurtspule vorgesehen ist. Der Deckel weist ein erstes topfförmiges Deckelteil auf, das direkt am Gurtaufrollerrahmen befestigt ist und das eine Seitenwand aufweist, die in einen flachen Abschnitt übergeht. Im flachen Abschnitt ist eine Öffnung ausgespart, und es ist ein zweites Deckelteil vorgesehen, das in die Öffnung im ersten Deckelteil eingreift, an dem ein Lager ausgebildet ist, in dem ein Ende der Achse der Gurtspule gelagert ist. Das zweite Deckelteil schließt dabei vorzugsweise den Gurtaufroller strafferseitig nach au ßen ab, sodass nur die Toleranzen eines einzigen Bauteils, nämlich des zweiten Deckelteils, für das Lager der Gurtspulenachse relevant sind.

Über die Position der Öffnung lässt sich das zweite Deckelteil und damit das Lager der Gurtspulenachse präzise positionieren, was eine mittige Lagerung der Gurtspule verbessert.

Das zweite Deckelteil ist vorzugsweise zu einem gewissen Maß federnd ausgebildet, wodurch sich zusätzlich Toleranzen ausgleichen lassen.

Am zweiten Deckelteil kann eine Positionierungsstruktur vorgesehen sein, mit- tels derer eine radiale Position des zweiten Deckelteils bezüglich des ersten Deckelteils festgelegt ist. Auch eine axiale Position, bezogen auf die Gurtspulenachse, kann gegebenenfalls durch diese Positionierungsstruktur vorgegeben sein. Da das erste Deckelteil eine fest vorgegebene Position bezüglich des Gurtaufrollerrahmens einnimmt, ist so auch die Position des Lagers im zweiten Deckelteil bezüglich der Gurtspule präzise vorgegeben.

Die Positionierungsstruktur weist beispielsweise wenigstens einen Vorsprung auf, der am Innenrand der Öffnung im ersten Deckelteil anliegt. Zur Montage müssen lediglich die beiden Deckelteile ineinander gesteckt werden, um den Deckel zu komplettieren, wobei gleichzeitig das Lager der Gurtspulenachse korrekt positioniert wird..

Vorzugsweise ist der Vorsprung umfangsmäßig umlaufend ausgebildet. Es wäre aber auch denkbar, den Vorsprung nur abschnittsweise entlang des Umfangs vorzusehen.

Zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit ist vorteilhaft das erste Deckelteil aus einem Metall, insbesondere Stahl, und das zweite Deckelteil aus einem Kunststoff ausgebildet. Das erste Deckelteil lässt sich dabei für die bei der Gurtstraffung auftretenden hohen Kraftbelastungen auslegen, während das zweite Deckelteil weniger Last tragen muss und daher aus einem Kunststoff gefertigt, beispielsweise spritzgegossen, werden kann. Dabei lässt sich auch eine Federwirkung und Nachgiebigkeit des Deckelteils senkrecht zur Gurtspulenachse in einem engen Rahmen vorgeben. Vorzugsweise ist das Lager mittig bezüglich der Positionierungsstruktur ausgebildet. Die Öffnung und die Positionierungsstruktur können kreisrund geformt sein. Der Umfang des kompletten zweiten Deckelteils kann jedoch eine beliebige Form haben.

Das Lager ist beispielsweise ein ringförmiger Vorsprung, in den das Ende der Gurtspulenachse eingesteckt ist.

Zur besseren Abstützung kann sich das zweite Deckelteil in Radialrichtung abschnittsweise parallel zum flachen Abschnitt des ersten Deckelteils erstrecken. Bei dieser Ausführungsform ist vorzugsweise das zweite Deckelteil von innen durch die Öffnung im ersten Deckelteil gesteckt, sodass der Vorsprung, der auf der Flä- che des ersten Deckelteils liegt, von innen in den Rand der Öffnung im ersten Deckelteil eingreift. Der radial über den Vorsprung hinausgehende Abschnitt des zweiten Deckelteils liegt dann beispielsweise flach am flachen Abschnitt des ersten Deckelteils an, sodass keine Kippkräfte auf das zweite Deckelteil wirken können.

Das zweite Deckelteil ist dabei auf geeignete Weise am ersten Deckelteil befestigt. Dabei kann es sich z.B. um eine reine Steckverbindung, die axial durch eine Vorspannung über die Gurtspulenachse aufrechterhalten wird, handeln, oder es kann zusätzlich eine Klebverbindung, eine Klipp- oder Bajonettverbindung oder eine Schweißverbindung vorgesehen.

Das erste Deckelteil ist vorzugsweise mit dem Gurtaufrollerrahmen verschweißt, beispielsweise durch Laserschweißen, sodass eine feste und lasttra- gende Verbindung gegeben ist. Da sich das zweite Deckelteil am ersten Deckelteil abstützt, ist auch das Lager der Gurtspule strafferseitig fest am Gurtaufrollerrahmen gehalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Gurtstraffer ein konzentrisch mit der Achse der Gurtspule angeordnetes Antriebsrad, und das aus dem Strafferrohr austretende Kraftübertragungselement versetzt das Antriebsrad in Rotation. Das Antriebsrad ist mit der Gurtspule verbunden, z.B. indem es direkt an der Achse der Gurtspule sitzt, und dreht mit derselben Drehzahl, in die es durch das Kraftübertragungselement versetzt wird, auch die Gurtspule, um das Gurtband aufzuwickeln und zu straffen. Das Antriebsrad ist vorzugweise unter dem Deckel aufgenommen.

Das Kraftübertragungselement kann einstückig ausgebildet sein oder aus mehreren separaten Teilen, beispielsweise einer Reihe von Kugeln bestehen, die gegebenenfalls auch miteinander gekoppelt sein können. Das Funktionsprinzip des Gurtstraffers sowie der Vorteil eines formschlüssig an das Stoppelement gekop- pelten Zwischenelements sind in allen Fällen gleich.

Bei Verwendung eines einstückigen Kraftübertragungselements kann dieses beispielsweise ein langgestrecktes, flexibles, elastisch und/oder plastisch verformbares Kunststoffbauteil sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;

Figur 2 eine schematische perspektivische Darstellung des Gurtaufrollers aus Figur 1 von der Strafferseite her gesehen; - Figur 3 eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers; und

Figur 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 3.

Die Figuren zeigen die wesentlichen Teile eines Gurtaufrollers 10 mit einem darin integrierten pyrotechnisch angetriebenen Gurtstraffer 1 1 . In einem Gur- taufrollerrahmen 12 des Gurtaufrollers 10 ist eine Gurtspule 14 drehbar gelagert, auf die Gurtband aufgerollt bzw. von der Gurtband abgezogen werden kann (hier nicht dargestellt). An einer Seite der Gurtspule 14, in Figur 1 linksseitig, ist ein Antriebsrad 15 vorgesehen (angedeutet mit gestrichelten Linien in Fig. 1 ), das konzentrisch mit der Achse der Gurtspule 14 angeordnet ist und das in Figur 1 durch einen Deckel 16 des Gurtstraffers 10 verdeckt ist. Das Antriebsrad 15 weist eine Außenverzahnung auf und dient dazu, die Gurtspule 14 über den Gurtstraffer 1 1 in Rotation zu versetzen.

Der Gurtstraffer 1 1 weist einen Gasgenerator 18 auf, der an einem Ende eines Strafferrohrs 20 angeordnet ist, sodass erzeugtes Druckgas in das Strafferrohr 20 einströmen kann. Im Strafferrohr 20 ist ein Kraftübertragungselement 22 verschiebbar angeordnet (siehe Figur 1 ).

Das Kraftübertragungselement 22 wird durch das vom Gasgenerator 18 erzeugte Gas beschleunigt, verlässt das Strafferrohr 20 durch ein offenes Austrittsende des Strafferrohrs 20 und interagiert in einem Eingriffsbereich mit dem An- triebsrad 15, sodass das Antriebsrad 15 durch das Vorbeidrücken des Kraftübertragungselements 22 in Rotation versetzt wird (nicht dargestellt). Der Eingriffsbereich befindet sich unmittelbar am offenen Austrittsende des Strafferrohrs 20, sodass das Kraftübertragungselement 22 mit möglichst hoher kinetischer Energie auf das Antriebsrad 15 trifft. Das Kraftübertragungselement 22 ist hier ein langgestrecktes Bauteil, das vollständig aus einem Kunststoffmaterial besteht, das so flexibel ist, dass es der Krümmung des Strafferrohrs 20 folgen kann, und vorzugsweise soweit plastisch verformbar ist, dass das Antriebsrad 15 sich in das Kraftübertragungselement 22 hin- eindrücken kann und so eine Angriffsstruktur schaffen kann, die dazu beiträgt, eine gute Kraftübertragung zwischen dem Kraftübertragungselement 22 und dem Antriebsrad 15 herzustellen, während das Kraftübertragungselement 22 am Antriebsrad 15 vorbeigeschoben wird.

Der Gurtstraffer 1 1 weist außerdem eine Kraftbegrenzungseinrichtung auf, die hier nicht näher dargestellt ist und die das erneute Ausziehen von Gurtband nach erfolgter Gurtstraffung erlaubt.

Die Bewegungsrichtung des Kraftübertragungselements 22 wird zunächst durch die Form des Strafferrohrs 20 und anschließend durch eine nicht näher dargestellte Führung im Deckel 16 des Gurtstraffers 1 1 vorgegeben. Das Strafferrohr 20 ist in mehreren Raumrichtungen teils stark gekrümmt, sodass die Bewegungsrichtung des Kraftübertragungselements 22 nicht geradlinig ist.

Der Deckel 16 ist zweiteilig aufgebaut. Ein erstes, topfförmiges Deckelteil 16a hat eine abschnittsweise zylindrische Seitenwand 24, die in einen flachen Abschnitt 26 übergeht. Die exakte Form der Seitenwand ist anhängig von der konkre- ten Form des Gurtaufrollerrahmens 12 und des Gurtstraffers 1 1 . Die Seitenwand 24 endet an dem dem flachen Abschnitt 26 gegenüberliegenden Ende in einem abgebogenen flachen Rand 28. Über den flachen Rand 28 ist der Deckel 16 fest mit dem Gurtaufrollerrahmen 12 verbunden, in diesem Fall, indem aneinanderliegende Abschnitte des flachen Randes 28 und eines flachen Randes 30 des Gur- taufrollerrahmens 12 miteinander verschweißt sind.

Im flachen Abschnitt 26 des ersten Deckelteils 16a ist eine kreisrunde Öffnung 32 ausgespart.

In die Öffnung 32 greift ein zweites Deckelteil 16b ein, das im Wesentlichen scheibenförmig gestaltet ist und das von der Innenseite des ersten Deckelteils 16a die Öffnung 32 überdeckt.

Auf der Außenfläche des zweiten Deckelteils 16b ist eine Positionierungsstruktur 34 ausgebildet, die die radiale Position des zweiten Deckelteils 16b relativ zum ersten Deckelteil 16a festlegt. Die Positionierungsstruktur 34 ist in diesem Beispiel ein kreisförmiger Vorsprung 35, der passgenau am inneren Umfangsrand der Öffnung 32 anliegt.

Das zweite Deckelteil 16b erstreckt sich radial weiter nach au ßen über den Vorsprung 35 hinaus in einen Anlageabschnitt 36 (siehe Figuren 3 und 4), der flächig an der Innenseite des flachen Abschnitts 26 des ersten Deckelteils 16a anliegt, bis er in einem abgebogenen Rand 38 endet. Im Bereich der Öffnung 32 ist der Deckel 16 jedoch nur durch das zweite Deckelteil 16b gebildet, der in diesem Bereich des Gurtaufroller 10 gegen die Umgebung abschließt. Der abgebogene Rand 38 ist von der Seitenwand 24 des ersten Deckelteils 16a beabstandet, sodass das zweite Deckelteil 16b und das erste Deckelteil 16a nur über den Vorsprung 35 und den Abschnitt 36 in Kontakt miteinander sind.

Der Vorsprung 35 und die Öffnung 32 sind so ausgebildet, dass das zweite Deckelteil 16b spielfrei am ersten Deckelteil 16a anliegt. Der Au ßenumfang des zweiten Deckelteils 16b muss nicht kreisrund sein, seine Form kann abhängig von der Gestalt des Gurtaufrollers 10 gewählt sein. Der Vorsprung 35 beschreibt jedoch vorzugsweise einen Kreis, genauso wie die Öffnung 32.

Im Zentrum des durch den Vorsprung 35 gebildeten Kreises ist ein Lager 40 für ein Ende 42 der Achse der Gurtspule 14 ausgebildet. In diesem Beispiel hat das Lager 40 die Form eines umlaufenden ringförmigen Vorsprungs, in dem das zapfenförmige Ende 42 der Achse der Gurtspule 14 eingesteckt ist. Das Ende 42 der Achse der Gurtspule 14 hat hier noch radial außerhalb des Zapfens liegende Vorsprünge, die den Halt des Endes 42 im Lager 40 verbessern.

Das erste Deckelteil 16a besteht in diesem Beispiel aus Stahl, während das zweite Deckelteil 16b aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt ist. Aufgrund seiner Materialeigenschaften und aufgrund seiner flachen, scheibenförmigen Form hat das zweite Deckelteil 16b eine gewisse Flexibilität entlang der Achsrichtung der Gurtspule 14. Daher kann das Lager 40 das Ende 42 der Achse der Gurtspule mit einer ausreichenden Vorspannung halten, um Toleranzen ausgleichen zu können, ohne eine leichtgängige Drehbarkeit der Gurtspule 14 zu behindern. Das zweite Deckelteil 16b kann am ersten Deckelteil 16a ausschließlich durch die Steckverbindung des Vorsprungs 35 in der Öffnung 32 sowie die durch die Achse der Gurtspule 14 ausgeübte Vorspannung gehalten sein, es ist aber auch möglich, den radial überstehenden Abschnitt 36 mit der Innenseite des flachen Abschnitts 26 des ersten Deckelteils 16a zu verkleben oder zu verschwei ßen.

Claims

Patentansprüche

1 . Gurtaufroller (10) eines Sicherheitsgurtsystems, mit einem Gurtstraffer (1 1 ), der eine in einem Gurtaufrollerrahmen (12) aufgenommene Gurtspule (14) des Gurtaufrollers (10) in Rotation versetzen kann, wobei der Gurtaufrollerrahmen (12) strafferseitig im Bereich der Achse der Gurtspule (14) mit einem Deckel (16) verschlossen ist und im Deckel (16) eine Lagerung für die Gurtspule (14) vorgesehen ist, wobei der Deckel (16) ein erstes, topfförmiges Deckelteil (16a) aufweist, das direkt am Gurtaufrollerrahmen (12) befestigt ist und das eine Seitenwand (24) aufweist, die in einen flachen Abschnitt (26) übergeht, und wobei im flachen Ab- schnitt (26) eine Öffnung (32) ausgespart ist, und ein zweites Deckelteil (16b), das in die Öffnung (32) im ersten Deckelteil (16a) eingreift und an dem ein Lager (40) ausgebildet ist, in dem ein Ende (42) der Achse der Gurtspule (14) gelagert ist.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Deckelteil (16b) federnd ausgebildet ist.

3. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Deckelteil (16b) eine Positionierungsstruktur (34) aufweist, mittels derer eine radiale Position des zweiten Deckelteils (16b) bezüglich des ersten Deckelteils (16a) festgelegt ist.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positi- onierungsstruktur (34) wenigstens einen Vorsprung (35) aufweist, der am Innenrand der Öffnung (32) im ersten Deckelteil (16a) anliegt.

5. Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (34) umfangsmäßig umlaufend ausgebildet ist.

6. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das erste Deckelteil (16a) aus einem Metall, insbesondere

Stahl, und das zweite Deckelteil (16b) aus einem Kunststoff ausgebildet ist.

7. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (40) mittig bezüglich der Positionierungsstruktur (34) am zweiten Deckelteil (16b) ausgebildet ist.

8. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zweite Deckelteil (16b) in Radialrichtung abschnittsweise parallel zum flachen Abschnitt (26) des ersten Deckelteils (16a) erstreckt.

9. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das erste Deckelteil (16a) mit dem Gurtaufrollerrahmen (12) verschweißt ist.

10. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein konzentrisch mit der Achse der Gurtspule (14) angeordnetes Antriebsrad (15) des Gurtstraffers (1 1 ) unter dem Deckel (16) aufgenommen ist.