WO2018166887A1

WO2018166887A1 - Gurtaufrollsystem mit gurtaufroller und kraftbegrenzer

Info

Publication number: WO2018166887A1
Application number: PCT/EP2018/055756
Authority: WO
Inventors: Adrian Bud; Bengt Dahlquist; Lars Carlstedt; Lennart Pettersson; Per Axblom; Stefan NORD; Erik Rydsmo; Fredrik Fyhr; Günter CLUTE; Kjell Smedvall; Lennart Haglund; Elias MATHIASSON; Simon Pettersson; Olof MELLGREN
Original assignee: Autoliv Development Ab
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2018-09-20
Also published as: DE102017105386B4; DE102017105386A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gurtaufroll System mit einem Gurtband (1) und einem Gurtaufroller (8), der eine Gurtwelle zum Aufwickeln des Gurtbandes (1) und wenigstens ein mit der Gurtwelle koppelbares Kraftbegrenzungselement umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Gurtaufrollsystem eine zusätzliche Kraftbegrenzungseinrichtung mit wenigstens einem Kraftbegrenzer (2) und einem Kraftbegrenzerantrieb (3) aufweist, wobei der Kraftbegrenzerantrieb (3) mittels einer elektronischen Steuerung auslösbar ist und der Kraftbegrenzer (2) mittels des Kraftbegrenzerantriebs (3) aus einer Ausgangsstellung in eine kraftbegrenzende Stellung bringbar ist, in welcher der Kraftbegrenzer (2) unmittelbar auf das Gurtband (1) wirkt und eine Bewegung des Gurtbandes (1) abbremst.

Description

Gurtaufrollsystem mit Gurtaufroll er und Kraftbegrenzer

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gurtaufrollsystem mit einem Gurtband und einem Gurtaufroller, der eine Gurtwelle zum Aufwickeln des Gurtbandes und wenigstens ei n mit der Gurtwel l e koppelbares Kraftbegrenzungselement umfasst.

Ein Gurtau froller mit zwei Kraftbegrenzungselcmenten i st beispielsweise aus WO 97/49583 A 1 bekannt, wobei das erste Kraftbegrenzungselement al s Torsionsstab ausgebildet ist und das zweite Kraftbegrenzungselement al s Torsionshül se ausgebi l det ist. Der Torsionsstab und die Torsionshülse sind jewei ls über ei n Kuppl ungselement mit der Gurtwell e verbindbar. Somit können unterschiedliche Kraftni veaus während der Gurtkraft begrenzung an die jeweiligen bei spiel swei se durch den Fahrzeuginsassen vorbestimmten Bedingungen angepasst werden. Es hat sich nun gezeigt, dass insbesondere bei schweren Insassen die durch di e im Gurtau frol ler vorgesehenen Kraftbegrenzungselemente verwirklichbaren Kraftniveaus nicht ausreichen, um eine ausrei chende Kraftbegrenzung zur Verfügung zu stellen .

Aus DE 1 0 201 2 000 033 A 1 ist eine Kraftbegrenzungseinrichtung bekannt, die unmittelbar auf ein Gurtband wirkt. A llerdings wird die Kraftbegrenzungseinri chtung als ei nzige Einrichtung zur Begrenzung der Kraft vorgeschlagen, wobei es zur Steuerung der Höhe der Kraft zwingend ist, dass ein Ventil vorgesehen ist, das zwischen der Druckfluidquelle und einem Kolbenzylinder angeordnet ist. Ein solches piezoelektrisches Ventil ist relativ teuer. Zudem kann mit einer solchen einzelnen Kraft begrenzungseinrichtung das notwendige Kraftniveau für einen schweren Insassen nicht erreicht werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Bezug zum Stand der Technik geschilderten Nachteile zu überwinden und insbesondere ein Gurtaufrollsystem zur Verfügung zu stellen, welches auch bei schweren Insassen eine ausreichende Kraftbegrenzung zur Verfügung stellt.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Gurt aufroll System mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gurtaufrollsystems sind in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben, wobei einzelne Merkmale der vorteilhaften Weiterbildungen in technologisch sinnvoller Weise beliebig miteinander kombinierbar sind.

Gelöst wird die Aufgabe insbesondere durch ein Gurtaufro 11 System mit den eingangs genannten Merkmalen, welches eine zusätzliche Kraft begrenzungseinrichtung mit wenigstens einem Kraftbegrenzer und einem Kraftbegrenzerantrieb aufweist, wobei der Kraftbegrenzerantrieb mittels einer elektronischen Steuerun auslösbar ist und der Kraftbegrenzer mittels des Kraftbegrenzerantriebs aus einer Ausgangsstellung in eine kraftbegrenzende Stellung bringbar ist, in welcher der Kraftbegrenzer unmittelbar auf das Gurtband wirkt und eine Bewegung des Gurtbandes abbremst.

Die Funktion und der Aufbau eines Gurtaufrollers mit einem Kraftbegrenzungselement sind aus WO 97/49583 AI bekannt.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken also vor, dass neben den über die Gurtwelle mittelbar auf das Gurtband wirkenden Kraftbcgrenzungselcmen- ten des Gurtaufrollers wenigstens ein Kraftbegrenzer vorgesehen ist, der unmittelbar auf das Gurtband wirken kann. Der Antrieb des Kraftbegrenzers ist durch eine elektronische Steuerung auslösbar, sodass durch die Steuerung vorgebbar ist, ob der Kraftbegrenzer überhaupt ausgelöst wird und gegebenenfalls zu welchem Zeitpunkt der Kraftbegrenzer zusätzlich zu den Kraftbegrenzungselementen des Gurtaufrollers aktiviert wird. Der Kraftbegrenzer ist insbesondere so beweglich gelagert, dass er nach dem Auslösen unmittelbar in seine kraftbegrenzende Stellung bringbar ist.

Die Kraftbegrenzungseinrichtung mit dem Kraftbegrenzer und dem Kraftbegrenzerantrieb ist insbesondere unmittelbar benachbart zu dem Gurtaufroller angeordnet, insbesondere ist die Kraftbegrenzungseinrichtung unmittelbar an einem Gehäuse des Gurtaufrollers befestigt. Bevorzugt sind der Kraftbegrenzer und/oder der Kraftbegrenzerantrieb an dem Gehäuse des Gurtaufrollers befestigt. Der Kraftbegrenzer ist insbesondere so angeordnet, dass er zwischen dem auf die Gurtwelle aufgewickelten Bereich und der Ausgabe aus dem Gurtaufroller auf das Gurtband wirken kann.

Bevorzugt umfasst der Gurtaufroller wenigstens zwei Kraftbegrenzungselemente, die mit der Gurtwelle koppelbar sind. Der Gurtaufroller ist somit selbst als adaptiver Kraftbegrenzer ausgebildet. Der Gurtaufroller selbst kann also mindestens zwei Kraftbegrenzungsniveaus bereitstellen. Durch den erfindungsgemäßen Kraftbegrenzer wird somit wenigstens ein weiteres Kraftbegrenzungsniveau ermöglicht, welches insbesondere bei einem relativ schweren Insassen in einer späten Phase des Kraftbegrenzungs Vorganges ausgelöst wird.

Zum sicheren und zeitlich genau vorgebbaren Auslösen des Kraft begrenz er s kann vorgesehen sein, dass der Kraftbegrenzerantrieb einen elektrisch zündba en Gasgenerator umfasst. Der Gasgenerator umfasst insbesondere eine pyrotechnische Ladung, welche mittels eines elektrischen Impulses gezündet wird. Nach der Zündung erzeugt der Gasgenerator ein expandierendes Gasvolumen, welches ein mechanisches Element beaufschlagt, wobei das beaufschlagte mechanische Element den Kraftbegrenzer aus der Ausgangsstellung in seine kraftbegrenzende Stellung zumindest mittelbar überführt. Das me- chanische El ement ist insbesondere ein Kolben, der durch das Gas linear angetrieben wird. Alternativ könnte das mechanische El ement auch durch das expandierende Gas verformt werden, wobei durch die Verformung der Kraftbegrenzer zumindest mittel bar angetri eben wird. Bevorzugt i st, dass das mechanische Element den Kraftbegrenzer unmittelbar aus seiner Ausgangsstellung in seine kraftbegrenzende Stel l ung antreibt .

Die Kraftbegrenzungseinrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass der Kraftbegrenzer zunächst in seine kraftbegrenzende Stel lung gebracht wird, wobei durch den Gurtbandauszug die Kraftbegrenzung verstärkt wird, indem das Gurtband durch Ei nwirken auf den K raftbegrenzer die Bremskraft erhöht.

In einer Aus führ ungsform kann vorgesehen sein, dass der Kraftbegrenzer von seiner Ausgangsstell ung in seine kraftbegrenzende Stellung i n einer insbesondere gradli n igen linearen Bewegungsrichtung auf das Gurtband zu bewegbar ist und eine v on dem Gasgenerator unmittelbar erzeugte Antriebskraft in die Bewegungsrichtung des Kraftbegrenzers gerichtet i st. Die Bewegungsrichtung des von dem Gasgenerator angetriebenen mechanischen El ements ist also gleichgerichtet mit der Bewegungsrichtung des Kraftbegrenzers.

Bevorzugt i st in diesem Zusammenhang, wenn di e Bewegungsrichtung des Kraftbegrenzers und die Richtung der Antriebskraft des Gasgenerators orthog nal zu der Ebene des Gurtbandes sind, und zwar in dem Bereich, in dem der K raftbegrenzer auf das Gurtband wirkt. Der Kraftbegrenzer wird also durch den Gasgenerator quer zu der Er Streckungsri chtung des Gurtbandes auf di eses gepresst.

I nsbesondere i st auf der dem Kraftbegrenzer gegenüberl iegenden Seite des Gurtbandes ein auch als Gegencl cment bezeichnetes Anlageelement ausgebi ldet, sodass das Gurtband zwi schen dem Kraftbegrenzer und dem Gegcnele- ment bezi eh ungswei se dem Anlageelement hindurchgeführt ist. Das Gegenelement kann durch einen Rahmen gebildet sein. In der kraftbegrenzenden Stellung wird das Gurtband also zwischen dem kraftbeaufschlagten Kraftbegrenzer und dem Gegenel ement mit einer Klemmkraft beaufschlagt, sodass eine den Bandauszug bremsende Kraft auf das Gurtband wirkt.

Insbesondere sind auf der dem Gurtband zugewandten Seite des Kraftbegrenzers und bevorzugt auch auf der dem G urtband zugewandten S eite des Gegenelements zur Erhöhung der R eibung zahnartige Vorsprünge ausgebildet, die insbesondere entgegen der Gurtbandauszugsrichtung gerichtet sind .

Bevorzugt sind der Gasgenerator und ein Gegenelement ortsfest an einem Rahmenelement angeordnet (gelagert), wobei das Gurtband zwi schen dem ortsfesten Gegenelement und dem beweglich gelagerten Kraftbegrenzer hindurchgeführt ist. Somit ist eine sehr kompakte Bau form mögl ich .

In di esem Zusammenhang ist insbesondere bevorzugt, wenn das Rahmenele- ment der Kraft begrcnzungsei nrichtung einteilig i st und besonders bevorzugt zumindest abschnittswei se im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist. Im letzteren Fall kann das Gegenelement auf dem Boden des U- förmigen R ahmenelements angeordnet sein, während sich der Gasgenerator an den freien Enden der Schenkel des U- form igen Rahmenel ements abstützt. Hierzu sind bevorzugt in den insbesondere plattenförmigen Schenkeln des Rahmenelements Aussparungen ausgebildet, in denen der Gasgenerator zumindest teilweise angeordnet ist.

Der Kraftbegrenzer ist unmittelbar zwischen dem Gasgenerator und dem Gurtband s angeordnet, dass beim Auslösen des Gasgenerators der Kraftbegrenzer quer zur Erstreckungsri chtung des Gurtbandes auf dieses aufgedrückt wird. Insbesondere bei dieser Aus führ ungsform i st bevorzugt, dass der Kra ft- begrenzer und das Gegenelement eintei lig ausgebildet sind , wobei das Gegenelement und der Kraftbegrenzer durch ei nen Verbindungsabschnitt mitei nander verbunden sind und der Kraftbegrenzer über den Verbindungsabschnitt zu dem Gcgenel em ent verschwenkbar i st. Das Rahmenelement weist insbesondere einen Schlitz für das Gurtband auf, welcher auf einer dem Gurtaufroller abgewandten Seite in dem Rahmenelement ausgebildet ist, sodass das Gurtband durch den Schlitz in dem R ahmen - element geführt ist.

Das Rahmenelement kann einen Befestigungsabschnitt aufweisen, der sich von dem Gegenelemcnt oder von dem Gasgenerator zu dem Gurtaufroller erstreckt. An einem Ende des Befestigungsabschnitts ist das Rahmenelement an einem Rahmen des Gurtaufrollers befestigt. Auf diese Weise kann die zusätzliche Kraftbegrenzungseinrichtung einfach an bekannte Gurtaufroller angebracht werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kraftbegrenzer als ein Kolben ausgebildet, der von dem Gasgenerator angetrieben wird und in der kraftbegrenzenden Stellung unmittelbar auf das Gurtband wirkt. Hierzu ist der Gasgenerator beispielsweise in einer Zündkammer angeordnet, an deren Außenseite der Kolben gelagert ist, sodass beim Auslösen des Gasgenerators der K lben von dem die Zündkammer ausbildenden Bauteil geführt ist.

Um den technischen Aufwand für die Kraftbegrenzungseinrichtung so gering wie möglich zu halten, ist zwischen dem Gasgenerator und dem Kraftbegrenzer kein aktiv steuerbares Ventilelement angeordnet, mit dem die auf den Kraftbegrenzer wirkende Kraft gesteuert beziehungsweise geregelt werden kann. Vielmehr ist der Kraftbegrenzerantrieb so ausgebildet, dass er nach Auslösen des Gasgenerators ohne Möglichkeit einer weiteren Einflussnahme von der Ausgangsstellung in die kraftbegrenzende Stellung überführt wird.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen schematisch

Figur 1 : eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer

Kraftbegrenzungseinrichtung, Figur 2: eine Schnittdarstellung durch die Kraftbegrenzungseinrichtung gemäß Figur 1,

Figur 3: eine Explosionsansicht der Kraftbegrenzungseinrichtung der Figur 1,

Figur 4: eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform einer

Kraftbegrenzungseinrichtung,

Figur 5: eine Seitenansicht der Kraftbegrenzungseinrichtung gemäß Figur

4,

Figur 6: eine Explosionsansicht der Kraft begrcnzungseinrichtung der Figur 4 und

Figur 7: die an einem Gurtaufroller befestigte Kraftbegrenzungseinrichtung gemäß Figur 4.

Die Figuren zeigen Kraftbegrenzungseinrichtungen, die jeweils in oder an einem Gurtaufroller angebracht sind und die durch unmittelbares Einwirken auf ein Gurtband 1 ein zusätzliches Kraftniveau für einen kraftbegrenzten Gurtbandauszug bereitstellen können.

Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Kraftbegrenzungseinrichtung umfasst einen Rahmen 6, der im Querschnitt Li- form ig ausgebildet ist, wobei in den Seitenwänden jeweils eine Aussparung ausgebildet. Ein Gasgenerator 4 ist s in den Aussparungen des Rahmens 6 angeordnet, dass er sich im Auslösefall an dem Rahmen 6 abstützt. In dem Rahmen 6 ist ferner ein Kraftbegrenzer 2 sowie ein Gegenelement 5 angeordnet, die zwischen sich einen Spalt 7 ausbilden, durch welchen ein Gurtband 1 hindurchgeführt ist. Der Kraftbegrenzer 2 und das Gegenelement 5 sind einteilig ausgebildet, wobei sich das Gegenele- mcnt 5 an dem Boden des Rahmens 6 abstützt und der Kraftbegrenzer 2 beweglich zu dem Gegenelement 5 angeordnet ist.

In einer Ausgangsstellung ist der Spalt 7 zwischen dem Kraftbegrenzer 2 und dem Gegenel ement 5 so groß, dass das Gurtband 1 durch den Spalt 7 hindurch beweglich ist . In einer Unfallsituation kann der Gasgenerator 4 ausgelöst werden, wodurch der Kraftbegrenzer 2 in Richtung des Gegenelements 5 bewegt wird, sodass das Gurtband 1 eine Bremskraft erfährt, durch welche eine zusätzliche Stufe bei der Kraftbegrenzung ausgelöst ist. Di e von dem Gasgenerator 4 erzeugte Antriebskraft i st also glei chgeri chtet mit der Bewegungsrichtung des Kraftbegrenzers 2.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen eine zweite Aus führ ungs form einer Kraftbegrenzungseinrichtung, die sich im Wesentl ichen durch die Ausbi l dung des Rahmens 6 v n der Aus führungs form gemäß den Figuren 1 bi s 3 unterscheidet. So wei st das Rahmcnelement 6 ebenfalls einen Sch litz 1 2 zur Führung des Gurtbandes auf. Bei dieser Ausführungsform ist das Gegenelement 5 al l erdings unmittelbar durch den Rahmen 6 ausgebildet und nicht durch ein eigenständiges Bauteil . Der Rahmen 6 weist zudem einen Befesti gungsabschnitt 9 auf, mit dessen Ende die Kraftbegrenzungsei nrichtung an einem G urtaufroller 8 (siehe Figur 7 ) befestigbar ist.

Um eine übermäßige Verformung des Rahmens 6 beim Auslösen des Gasgenerators 4 zu verhi ndern und den Gasgenerator an einem festen Platz zu halten, wei st der Rahmen 6 eine durch Umbiegen gegebene Formgestaltung auf, mit der der Lagerabschnitt des Gasgenerators 4 abgestützt wird . Während bei der ersten Aus führungs form ein von dem Gasgenerator 4 angetriebener Kolben 1 0 den Kraftbegrenzer 2 auf das Gurtband 1 drückt, ist in der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass der von dem ausgelösten Gasgenerator 4 angetri ebene Kolben 1 0 unm ittelbar auf das Gurtband 1 wirkt. Der Kraftbegren er i st also durch den Kolben 1 0 ausgebildet. Hi er u umgibt der Kolben 1 0 einen Zyl inder 1 1 , i n dessen inneren der Gasgenerator angeordnet ist. A uf diese Weise wird der Kolben 1 0 von dem Zyl inder 1 1 beim Auslösen geführt. Bezugszeichenlisten

Gurtband

Kraftbegrenzer

Kraftbegrenzerantrieb

Gasgenerator

Gegenelement

Rahmen

Spalt

Gurtaufroller

Befestigungsabschnitt

Kolben

Zylinder

Schlitz

Claims

Ansprüche

1 . Gurtaufroll System mit einem Gurtband ( 1 ) und einem Gurtaufroller (8), der eine Gurtwelle zum Aufwickeln des Gurtbandes ( 1 ) und wenigstens ein mit der Gurtwell e koppelbares Kraftbegrenzungsel ement umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Gurtaufroll System eine zusätzliche Kraftbegrenzungseinrichtung mit wenigstens einem Kraftbegrenzer (2) und einem Kraftbegrenzerantrieb (3 ) aufweist, wobei der Kraftbegrenzerantrieb (3) mittels einer elektronischen Steuerung auslösbar ist und der Kraftbegrenzer (2) mittels des Kraftbegrenzerantriebs (3) aus einer Ausgangsstel lung in eine kraftbegrenzende Stellung bringbar ist, in welcher der Kraftbegrenzer (2) unmittelbar auf das Gurtband ( 1 ) wirkt und eine Bewegung des Gurtbandes (1 ) abbremst.

2. Gurtaufrol l System nach Anspruch 1 , wobei der Gurtaufroller (8) wenigstens zwei Kraftbegrenzungselemente um fasst, die mit der Gurtwel le koppelbar sind.

3. Gurtaufrol l System nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kraftbegrenzerantrieb (3 ) einen elektrisch zündbaren Gasgenerator (4) um fasst.

4. Gurtaufrollsystem nach Anspruch 3 , wobei der Kraftbegrenzer (2) von seiner Ausgangsstel lung in sei ne kraftbegrenzende Stel lung in einer Bewegungsri chtung auf das Gurtband ( 1 ) zu bewegbar ist und eine von dem Gasgenerator (4) erzeugte Antriebskraft in die Bewegungsrichtung des Kraftbegrenzers (2) gerichtet ist.

5. Gurtaufroll System nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Gasgenerator (4) und ein Gegenelement (5) ortsfest an einem Rahmenelement (6) angeordnet sind und das Gurtband ( 1 ) zwischen dem ortsfesten Gegenelement (5) und dem beweglich gel agerten Kraftbegrenzer (2) hindurchgeführt ist.

6. Gurtaufrollsystem nach Anspruch 5, wobei das Rahmenelement (6) einen Schlitz ( 12) für das Gurtband ( 1 ) aufweist.

7. Gurtaufrol l System nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Rahmenelement (6) einen Befestigungsabschnitt (9) aufweist, der sich von dem Gegenelement (5) oder von dem Gasgenerator (4) zu dem Gurtaufroller (8) erstreckt.

8. Gurtaufrol lsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei ein von dem Gasgenerator(4) antreibarer Kolben ( 1 0) in der kraftbegrenzenden Stellung unmittelbar auf das Gurtband ( 1 ) wirkt.