WO2024017757A1 - Gurtaufroller für fahrzeug-sicherheitsgurt - Google Patents

Gurtaufroller für fahrzeug-sicherheitsgurt Download PDF

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WO2024017757A1
WO2024017757A1 PCT/EP2023/069493 EP2023069493W WO2024017757A1 WO 2024017757 A1 WO2024017757 A1 WO 2024017757A1 EP 2023069493 W EP2023069493 W EP 2023069493W WO 2024017757 A1 WO2024017757 A1 WO 2024017757A1
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WO
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belt
frame
belt retractor
section
winding body
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PCT/EP2023/069493
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michaela WAIDMANN
Oliver Gross
Karl Hudelmaier
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ZF Automotive Germany GmbH
Original Assignee
ZF Automotive Germany GmbH
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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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
    • B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a belt retractor for a vehicle seat belt, with a frame, a belt reel which is rotatably mounted on the frame and has a winding body on which the webbing of the seat belt can be received, and a safety system with a locking mechanism with which the belt reel can be blocked relative to the frame.
  • Belt retractors with a belt reel are known and are used to provide a seat belt to a vehicle occupant of a motor vehicle.
  • the vehicle occupant can freely pull the seat belt off the belt reel against the action of a power spring, and the belt reel winds the seat belt again when the vehicle occupant unbuckles his or her seat belt, for example.
  • the locking mechanism is activated, with which the belt reel can be blocked in the frame.
  • the belt reel If the belt reel is blocked in the frame, no further seat belt can be removed from the belt reel until a predefined force level in the seat belt is reached;
  • the belt reel does not twist relative to the frame of the belt retractor, apart from a minimal yielding, which is due to the inherent elasticity of all components in the force flow.
  • Modern vehicles, especially autonomous vehicles offer vehicle occupants a variety of different seating positions. In order to ensure the protective effect of the seat belt in all possible sitting positions, the belt retractor must be positioned in the seat.
  • the object of the invention is to provide a belt retractor that is particularly compact and at the same time offers the essential safety-relevant functions.
  • a belt retractor for a vehicle seat belt with a frame, a belt reel which is rotatably mounted on the frame and has a winding body on which the webbing of the seat belt can be received, and a safety system with a locking mechanism which the belt reel can be blocked relative to the frame.
  • the winding body has a receptacle in which the locking mechanism is at least largely arranged.
  • the term “mostly” means more than 50%, in particular at least 75%.
  • the safety system can be arranged at least largely in the receptacle.
  • the term “mostly” means more than 50%, in particular at least 75%.
  • the locking mechanism does not protrude axially beyond the axial ends of the winding body, so that the locking mechanism is arranged axially completely within the winding body or the receptacle.
  • the belt retractor can have a particularly small axial width.
  • the belt reel can have a large diameter compared to conventional belt retractors.
  • the diameter of the winding body or the diameter of the winding surface can be at least 150%, in particular at least 200%, of the width of the webbing for which the belt retractor is set up.
  • the axial width of the winding surface usually defines which belt widths the belt retractor is designed for.
  • the frame has at least one section that is arranged in the receptacle.
  • the section forms a bearing section, via which the belt reel is rotatably mounted on the frame, and/or a locking section on which the locking mechanism engages in order to block the belt reel relative to the frame.
  • the storage of the belt reel on the frame as well as additionally or alternatively the locking function of the locking mechanism are arranged within the receptacle. This means that the belt retractor can be designed to be particularly compact.
  • the at least one section can extend axially from an axial outside of the frame into the receptacle.
  • the belt reel can be mounted on the frame and/or locked on it without the belt reel and/or the locking mechanism extending in the axial direction beyond the corresponding axial outside of the frame.
  • the at least one section can be part of a frame area that has an S-shaped cross section. Due to the S-shaped cross section, the frame can have an at least partially cup-shaped trough in the corresponding axial outside. The installation space that is enclosed by the cup-shaped trough can be used particularly efficiently as a holder for parts of the security system.
  • the safety system is set up to provide at least one of the following functions: belt tensioning, belt retraction, force limitation. This has the advantage that the corresponding Function is integrated directly into the belt retractor and can therefore be provided reliably.
  • the safety system has a belt tensioner, by means of which belt slack can be eliminated and the belt belt can be tightened against the occupant again.
  • the safety system can have a mainspring that is set up as a drive for the belt retraction.
  • the belt retractor has a motor, in particular an electric motor.
  • the belt reel can be driven relative to the frame using the motor.
  • the motor can be set up to tighten the belt strap as part of an Active Control Retractor (ACR) in order to improve the comfort and safety effect for the vehicle occupant.
  • ACR Active Control Retractor
  • the motor is part of the security system or forms the security system.
  • the motor consists of an external rotor and a base.
  • the outer rotor is part of the winding body or forms the winding body.
  • the basis is part of the security system or forms the security system.
  • Figure 2 shows the belt retractor from Figure 1 in a front view
  • FIG. 3 shows a sectional view along plane AA of the belt retractor from Figure 1 according to a first embodiment
  • - Figure 4 shows a sectional view along plane AA of the belt retractor from Figure 1 according to a second embodiment
  • FIG. 5 is a side view of a belt retractor according to the invention according to a third embodiment.
  • Figure 6 shows the belt retractor from Figure 5 in a sectional view along plane AA.
  • the belt retractor 10 for a vehicle seat belt with a webbing 12.
  • the belt retractor 10 has a frame 14, a belt reel 16 which is rotatably mounted about the axis of rotation R in the frame 14 (see FIG. 3) and a safety system 18.
  • the belt reel 16 has a winding body 20 with a radially outer winding surface 22 on which the belt strap 12 rests or is wound in the wound state.
  • the winding surface 22 extends in the circumferential direction U around the axis of rotation R and can be interrupted in sections in the circumferential direction U and/or in the axial direction.
  • the winding body 20 Radially within the winding surface 22, the winding body 20 has a receptacle 24, which is formed by a cavity in the belt reel 16.
  • the receptacle 24 has a main chamber 26, which adjoins a first axial end 28 of the winding body 20, and a secondary chamber 30, which adjoins an opposite second axial end 32 of the winding body 20.
  • the receptacle 24 can have any number of chambers 26, 30, which can in particular be connected to one another.
  • the frame 14 has a first and a second axial side section 34, 36, between which the winding body 20 is arranged in the axial direction.
  • the axial side sections 34, 36 are connected to one another via a base section 38 (see Figure 1), whereby the frame 14 has a U-shaped profile.
  • the first axial side section 34 has a cup-shaped first section 40 (see Figure 3) which extends into the main chamber 26.
  • the second axial side section 36 has a cup-shaped second section 42 which extends into the secondary chamber 30.
  • the axial side sections 34, 36 each have an area with an S-shaped cross section 44.
  • the frame 14 is a one-piece molded part made of sheet metal.
  • the cup-shaped sections 40, 42 can be produced by deep drawing.
  • the safety system 18 is set up to provide the comfort and safety functions described below and for this purpose includes a locking mechanism 46, a force limiter 48 and a mainspring 50.
  • the locking mechanism 46 includes a locking disk 52, a pawl 54, a clutch disk 56 as well as a belt-side acceleration sensor 58 and a vehicle-side acceleration sensor 60, which are functionally coupled to the pawl 54 via the clutch disk 56.
  • the webbing-side acceleration sensor 58 is formed by an inertia disk.
  • the vehicle-side acceleration sensor 60 can be an electrical sensor or a mechanical sensor, for example a ball sensor.
  • the locking mechanism 46 is set up to lock the belt reel 16 over the frame 14 when the belt-side acceleration sensor 58 and/or the vehicle-side acceleration sensor 60 detects an acceleration above a specified threshold value.
  • the pawl 54 is released via the clutch disk 56 and brought into engagement with a locking section 62 of the frame 14, whereby the belt reel 16 is blocked relative to the frame 14.
  • the locking section 62 is part of the cup-shaped first section 40 and is arranged completely within the main chamber 26.
  • the locking mechanism 46 is arranged completely in the receptacle 24 and does not protrude in the axial direction beyond the axial ends 28, 32 of the winding body 20.
  • the belt retractor 10 has a housing shell 64, which in the present exemplary embodiment is also completely accommodated within the main chamber 26.
  • the force limiter 48 connects the locking disk 52 to the belt spool 16 and is intended to allow limited rotation of the belt spool 16 relative to the locking disk 52 and thus the frame 14 when the locking mechanism 46 has been triggered. In other words, the force limiter 48 provides a force limitation.
  • the force limiter 48 is arranged completely within the receptacle 24.
  • the belt reel 16 also has an axle section 66, by means of which it is rotatably mounted on a bearing section 68 of the frame 14 about the axis of rotation R.
  • the bearing section 68 is part of the cup-shaped second section 42 and is arranged completely within the secondary chamber 30.
  • the drive spring 50 is also arranged, which connects the belt reel 16 to the frame 14 under pretension and is set up as a drive for the belt retraction.
  • the mainspring 50 is arranged completely within the receptacle 24.
  • the belt retractor 10 includes a spring shell 70, which together with a thrust washer 72 forms a housing for the mainspring 50.
  • the thrust washer 72 is provided as a low-friction bearing for the mainspring 50 in order to reduce noise during operation of the mainspring 50, and is made of plastic, for example.
  • the safety system 18 can further be set up to provide belt tensioning, for example by means of a pyrotechnic belt tensioner, which is preferably arranged completely in the receptacle 24.
  • the winding body 20 has a corresponding outer diameter D on the winding surface 22 (see FIG. 2).
  • the belt retractor 10 has an axial width B, which is determined by the axial outer sides 74, 76 of the frame 14.
  • the axial width B of the belt retractor 10 is less than 125% of the width b of the webbing 12.
  • the webbing 12 has a width b of 55 mm
  • the belt retractor 10 has an axial width B of 65 mm
  • a webbing width of 48 mm with a reel width of 55 mm is also possible.
  • the belt retractor 10 can have any desired dimensions, in particular those tailored to the corresponding belt strap 12.
  • At least the locking mechanism 46 preferably the entire security system 18, is at least largely arranged in the receptacle 24.
  • the locking mechanism 46 preferably the entire safety system 18, does not protrude axially beyond the axial outer sides 74, 76 of the frame 14.
  • a belt retractor 10 according to a second embodiment will now be described with reference to FIG.
  • the same reference numbers are used for the components that are known from the above embodiment and reference is made to the previous explanations.
  • the safety system 18 of the belt retractor 10 according to the second embodiment has a motor 78.
  • the motor 78 is an electric motor that can be electrically connected to a voltage source, for example via a sliding or sliding contact (not shown).
  • the voltage source and electrical lines between the voltage source and the electric motor are not part of the security system 18 and therefore have no effect on which portion of the security system 18 is arranged within the receptacle 24.
  • the motor 78 is arranged over 95% in the receptacle 24 and completely between the axial outer sides 74, 76.
  • the motor 78 is arranged between the locking disk 52 and the belt reel 16 and between the locking disk 52 and the force limiter 48 and is functionally coupled to them.
  • the motor 78 is provided as a belt tensioner, which is part of a belt tensioning device in the form of an ACR.
  • the ACR is intended to regulate the webbing extension and in this way can wind or tighten the webbing 12.
  • the motor 78 can be provided for further functions of the safety system 18, such as the belt retraction, whereby, for example, the mainspring 50 can be omitted.
  • a belt retractor 10 according to a third embodiment will now be described with reference to Figures 5 and 6.
  • the same reference numbers are used for the components that are known from the above embodiment and reference is made to the previous explanations.
  • the belt retractor 10 has an external rotor motor 80 with a base 82 that includes the stator of the external rotor motor 80 and an external rotor 84.
  • the external rotor motor 80 also has an electrical connection 86, via which the external rotor motor 80 can be electrically connected to a voltage source.
  • the base 82 is mounted in the frame 14 in a rotationally fixed manner.
  • the base 82 is attached to the second axial side section 36 by means of three screws 88.
  • the outer rotor 84 forms the belt reel 16 with the winding body 20, which is mounted on the frame 14 via the base 82 so that it can rotate about the axis of rotation R.
  • the outer rotor 84 can form part of the belt reel 16 and/or the winding body 20.
  • the safety system 18 is formed by the base 82, which, depending on the operating mode of the external rotor motor 80, can tighten or retract the belt strap 12, provide a force limitation and/or block the belt reel 16 relative to the frame 14.
  • the base 82 thus combines the functions of a webbing tensioner, a mainspring 50, a force limiter 48 and a locking mechanism 46.
  • the base 82 can form part of the security system 18, for example by providing individual functions by a corresponding device that is provided in addition to the external rotor motor 80.
  • the area radially inside the outer rotor 84 forms the receptacle 24.
  • the outer rotor 84 has an axial width e, which is only slightly smaller than the axial width E of the base 82, the base 82 and thus the security system 18 are largely arranged within the receptacle 24.
  • the axial width B of the belt retractor 10 can be reduced by a large part of the safety system 18 or the locking mechanism 46 being accommodated radially within the winding body 20.
  • a particularly flat belt retractor 10 can be provided in all embodiments, the maximum axial width of which is B at most 150%, in particular at most 125% of the width b of the webbing 12 for which the belt retractor 10 is set up.

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

Abstract

Ein Gurtaufroller (10) für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt hat einen Rahmen (14), eine Gurtspule (16), die drehbar am Rahmen (14) gelagert ist und einen Wickelkörper (20) aufweist, auf dem das Gurtband (12) des Sicherheitsgurts aufgenommen werden kann, und ein Sicherheitssystem (18) mit einem 5 Sperrmechanismus (46), mit dem die Gurtspule (16) relativ zum Rahmen (14) blockiert werden kann. Der Wickelkörper (20) weist dabei eine Aufnahme (24) auf, in der der Sperrmechanismus (46) zumindest größtenteils angeordnet ist.

Description

Gurtaufroller für Fahrzeug-Sicherheitsgurt
Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt, mit einem Rahmen, einer Gurtspule, die drehbar am Rahmen gelagert ist und einen Wickelkörper aufweist, auf dem das Gurtband des Sicherheitsgurts aufgenommen werden kann, und einem Sicherheitssystem mit einem Sperrmechanismus, mit dem die Gurtspule relativ zum Rahmen blockiert werden kann.
Gurtaufroller mit einer Gurtspule sind bekannt und dienen dazu, einem Fahrzeuginsassen eines Kraftfahrzeugs einen Sicherheitsgurt bereitzustellen. Im Normalbetrieb kann der Fahrzeuginsasse den Sicherheitsgurt entgegen der Wirkung einer Triebfeder frei von der Gurtspule abziehen, und die Gurtspule wickelt den Sicherheitsgurt wieder auf, wenn der Fahrzeuginsasse sich beispielsweise abschnallt. In Abhängigkeit von äußeren Parametern, beispielsweise der Verzögerung des Fahrzeugs oder der Drehbeschleunigung der Gurtspule beim Gurtbandabzug, wird der Sperrmechanismus aktiviert, mit dem die Gurtspule im Rahmen blockiert werden kann.
Wenn die Gurtspule im Rahmen blockiert ist, kann bis zum Erreichen eines vordefinierten Kraftniveaus im Sicherheitsgurt kein weiterer Sicherheitsgurt von der Gurtspule abgezogen werden; die Gurtspule verdreht sich relativ zum Rahmen des Gurtaufrollers nicht, wenn man von einem minimalen Nachgeben absieht, das auf die Eigenelastizität aller sich im Kraftfluss befindenden Bauteile zurückzuführen ist. Moderne Fahrzeuge, insbesondere autonom fahrende Fahrzeuge, bieten den Fahrzeuginsassen eine Vielzahl an unterschiedlichen Sitzpositionen. Um in allen möglichen Sitzpositionen die Schutzwirkung des Sicherheitsgurts gewährleisten zu können, muss der Gurtaufroller im Sitz positioniert werden.
Bekannte Gurtaufroller haben den Nachteil, dass sie einen vergleichsweise großen Bauraum erfordern. Daher können sie nur mit großen Kompromissen in Design und Funktion im Sitz angeordnet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller bereitzustellen, der besonders kompakt gestaltet ist und gleichzeitig die wesentlichen sicherheitsrelevanten Funktionen bietet.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Gurtaufroller für einen Fahrzeug- Sicherheitsgurt vorgesehen, mit einem Rahmen, einer Gurtspule, die drehbar am Rahmen gelagert ist und einen Wickelkörper aufweist, auf dem das Gurtband des Sicherheitsgurts aufgenommen werden kann, und einem Sicherheitssystem mit einem Sperrmechanismus, mit dem die Gurtspule relativ zum Rahmen blockiert werden kann. Der Wickelkörper weist dabei eine Aufnahme auf, in der der Sperrmechanismus zumindest größtenteils angeordnet ist. Im Sinne der Erfindung ist unter dem Begriff „größtenteils“ mehr als 50%, insbesondere mindestens 75% zu verstehen. Indem ein wesentlicher Teil des Sperrmechanismus innerhalb des Wickelkörpers angeordnet ist, d.h. radial innerhalb der Wickelfläche des Wickelkörpers, auf der das Gurtband aufgewickelt ist, kann der Gurtaufroller in axialer Richtung besonders kompakt gestaltet werden. Ein derartiger Gurtaufroller ist besonders gut dafür geeignet, in einem Fahrzeugsitz positioniert zu werden, da er durch seine axial flache Gestalt besonders große Freiheiten beim Design als auch bei der Funktion des Sitzes sowie des Fahrzeugs an sich bietet.
Um den Gurtaufroller noch kompakter zu gestalten, kann das Sicherheitssystem zumindest größtenteils in der Aufnahme angeordnet sein. Wie zuvor ist im Sinne der Erfindung unter dem Begriff „größtenteils“ mehr als 50%, insbesondere mindestens 75% zu verstehen.
In einer Ausführungsform ragt der Sperrmechanismus axial nicht über die axialen Enden des Wickelkörpers hinaus, so dass der Sperrmechanismus axial vollständig innerhalb des Wickelkörpers bzw. der Aufnahme angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Gurtaufroller eine besonders geringe axiale Breite aufweisen.
Um eine Aufnahme mit dem erforderlichen Bauraum für den Sperrmechanismus bzw. das gesamte Sicherheitssystem bereitzustellen, kann die Gurtspule einen im Vergleich zu herkömmlichen Gurtaufrollern großen Durchmesser aufweisen. Der Durchmesser des Wickelkörpers bzw. der Durchmesser der Wickelfläche kann mindestens 150%, insbesondere mindestens 200% der Breite des Gurtbands betragen, für das der Gurtaufroller eingerichtet ist. Die axiale Breite der Wickelfläche definiert üblicherweise, für welche Gurtbandbreiten der Gurtaufroller eingerichtet ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Rahmen zumindest einen Abschnitt auf, der in der Aufnahme angeordnet ist. Der Abschnitt bildet dabei einen Lagerabschnitt, über den die Gurtspule drehbar am Rahmen gelagert ist, und/oder einen Sperrabschnitt, an dem der Sperrmechanismus angreift, um die Gurtspule relativ zum Rahmen zu blockieren. Auf diese Weise sind die Lagerung der Gurtspule am Rahmen sowie zusätzlich oder alternativ die Sperrfunktion des Sperrmechanismus innerhalb der Aufnahme angeordnet. Dadurch kann der Gurtaufroller besonders kompakt gestaltet sein.
Hierbei kann sich der zumindest eine Abschnitt von einer axialen Außenseite des Rahmens axial in die Aufnahme hinein erstrecken. Hierdurch kann die Gurtspule am Rahmen gelagert und/oder an diesem gesperrt werden, ohne dass sich dabei die Gurtspule und/oder der Sperrmechanismus in axialer Richtung über die entsprechende axiale Außenseite des Rahmens hinaus erstreckt.
Insbesondere kann der zumindest eine Abschnitt Teil eines Rahmenbereichs sein, der einen S-förmigen Querschnitt aufweist. Durch den S-förmigen Querschnitt kann der Rahmen eine zumindest abschnittsweise topfförmige Mulde in der entsprechenden axialen Außenseite haben. Der Bauraum, der von der topfförmigen Mulde umschlossen wird, kann besonders effizient als Aufnahme für Teile des Sicherheitssystems genutzt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das Sicherheitssystem dazu eingerichtet ist, zumindest eine der folgenden Funktionen bereitzustellen: Gurtbandstraffung, Gurtbandrückzug, Kraftbegrenzung. Dies hat den Vorteil, dass die entsprechende Funktion direkt in den Gurtaufroller integriert ist und somit zuverlässig bereitgestellt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Sicherheitssystem einen Gurtbandstraffer auf, mittels dem eine Gurtlose beseitigt und das Gurtband wieder straff an den Insassen angelegt werden kann.
Ferner kann das Sicherheitssystem eine Triebfeder aufweisen, die als Antrieb für den Gurtbandrückzug eingerichtet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Gurtaufroller einen Motor auf, insbesondere einen Elektromotor. Mittels des Motors kann die Gurtspule relativ zum Rahmen angetrieben werden.
Insbesondere kann der Motor dazu eingerichtet sein, als Teil eines Active Control Retractor (ACR) das Gurtband zu straffen, um den Komfort und die Sicherheitswirkung für den Fahrzeuginsassen zu verbessern.
In einer Ausführungsform ist der Motor Teil des Sicherheitssystems oder bildet das Sicherheitssystem.
In einer alternativen Ausführungsform besteht der Motor aus einem Außenläufer und einer Basis. Der Außenläufer ist hierbei ein Teil des Wickelkörpers oder bildet den Wickelkörper. Die Basis ist dabei ein Teil des Sicherheitssystems oder bildet das Sicherheitssystem. Auf diese Weise können wesentliche Teile und Funktionen des Gurtaufrollers durch den Motor gebildet werden. Dies hat die Vorteile, dass die Anzahl der Bauteile sowie die Größe des Gurtaufrollers reduziert werden können
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- Figur 1 in einer Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller,
- Figur 2 in einer Frontansicht den Gurtaufroller aus Figur 1 ,
- Figur 3 in einer Schnittansicht entlang der Ebene A-A den Gurtaufroller aus Figur 1 gemäß einer ersten Ausführungsform, - Figur 4 in einer Schnittansicht entlang der Ebene A-A den Gurtaufroller aus Figur 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- Figur 5 in einer Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller gemäß einer dritten Ausführungsform, und
- Figur 6 in einer Schnittansicht entlang der Ebene A-A den Gurtaufroller aus Figur 5.
In den Figuren 1 bis 3 ist ein Gurtaufroller 10 für einen Fahrzeug- Sicherheitsgurt mit einem Gurtband 12 gezeigt. Der Gurtaufroller 10 hat einen Rahmen 14, eine um die Drehachse R im Rahmen 14 drehbar gelagerte Gurtspule 16 (siehe Figur 3) sowie ein Sicherheitssystem 18.
Die Gurtspule 16 hat einen Wickelkörper 20 mit einer radial außen liegenden Wickelfläche 22, auf der das Gurtband 12 im aufgewickelten Zustand anliegt bzw. aufgewickelt ist.
Die Wickelfläche 22 erstreckt sich in Umfangsrichtung U um die Drehachse R und kann in Umfangsrichtung U und/oder in axialer Richtung abschnittsweise unterbrochen sein.
Radial innerhalb der Wickelfläche 22 weist der Wickelkörper 20 eine Aufnahme 24 auf, die durch einen Hohlraum in der Gurtspule 16 gebildet ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Aufnahme 24 eine Hauptkammer 26, die an ein erstes axiales Ende 28 des Wickelkörpers 20 angrenzt, sowie eine Nebenkammer 30, die an ein entgegengesetztes zweites axiales Ende 32 des Wickelkörpers 20 angrenzt.
Grundsätzlich kann die Aufnahme 24 eine beliebige Anzahl an Kammern 26, 30 aufweisen, die insbesondere untereinander verbunden sein können.
Der Rahmen 14 hat einen ersten und einen zweiten axialen Seitenabschnitt 34, 36, zwischen denen in axialer Richtung der Wickelkörper 20 angeordnet ist.
Die axialen Seitenabschnitte 34, 36 sind über einen Basisabschnitt 38 (siehe Figur 1) miteinander verbunden, wodurch der Rahmen 14 U-förmiges Profil aufweist. Der erste axiale Seitenabschnitt 34 hat einen topfförmigen ersten Abschnitt 40 (siehe Figur 3), der sich in die Hauptkammer 26 hinein erstreckt.
Gegenüberliegend zum topfförmigen ersten Abschnitt 40 hat der zweiten axiale Seitenabschnitt 36 einen topfförmigen zweiten Abschnitt 42, der sich in die Nebenkammer 30 hinein erstreckt.
Aufgrund der topfförmigen Abschnitte 40, 42 weisen die axialen Seitenabschnitte 34, 36 jeweils ein Bereich mit einem S-förmigen Querschnitt 44 auf.
Der Rahmen 14 ist ein einstückiges Formteil aus Blech. Die topfförmigen Abschnitte 40, 42 können durch Tiefziehen hergestellt sein.
Das Sicherheitssystem 18 ist dazu eingerichtet, die nachfolgend beschriebenen Komfort- und Sicherheitsfunktionen bereitzustellen und umfasst hierzu einen Sperrmechanismus 46, einen Kraftbegrenzer 48 sowie eine Triebfeder 50.
Der Sperrmechanismus 46 umfasst eine Sperrscheibe 52, eine Sperrklinke 54 eine Kupplungsscheibe 56 sowie einen gurtbandseitigen Beschleunigungssensor 58 und einen fahrzeugseitigen Beschleunigungssensor 60, die über die Kupplungsscheibe 56 mit der Sperrklinke 54 funktional gekoppelt sind.
Der gurtbandseitige Beschleunigungssensor 58 ist durch eine Trägheitsscheibe gebildet.
Der fahrzeugseitige Beschleunigungssensor 60 kann ein elektrischer Sensor oder ein mechanischer Sensor sein, beispielsweise ein Kugelsensor.
Der Sperrmechanismus 46 ist dazu eingerichtet, die Gurtspule 16 über dem Rahmen 14 zu sperren, wenn der gurtbandseitige Beschleunigungssensor 58 und/oder der fahrzeugseitige Beschleunigungssensor 60 eine Beschleunigung über einem festgelegten Schwellenwert erfasst. In diesem Fall wird die Sperrklinke 54 über die Kupplungsscheibe 56 ausgelöst und in Eingriff mit einem Sperrabschnitt 62 des Rahmens 14 gebracht, wodurch die Gurtspule 16 relativ zum Rahmen 14 blockiert ist. Der Sperrabschnitt 62 ist hierbei T eil des topfförmigen ersten Abschnitts 40 und vollständig innerhalb der Hauptkammer 26 angeordnet.
Durch diese Gestaltung ist der Sperrmechanismus 46 vollständig in der Aufnahme 24 angeordnet und ragt in axialer Richtung nicht über die axialen Enden 28, 32 des Wickelkörpers 20 hinaus.
Um den Sperrmechanismus 46 gegenüber der Umgebung abzuschirmen, hat der Gurtaufroller 10 eine Gehäuseschale 64, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls vollständig innerhalb der Hauptkammer 26 aufgenommen ist.
Der Kraftbegrenzer 48 verbindet die Sperrscheibe 52 mit der Gurtspule 16 und ist dazu vorgesehen, eine begrenzte Drehung der Gurtspule 16 relativ zur Sperrscheibe 52 und damit dem Rahmen 14 zuzulassen, wenn der Sperrmechanismus 46 ausgelöst wurde. Mit anderen Worten stellt der Kraftbegrenzer 48 eine Kraftbegrenzung bereit.
Der Kraftbegrenzer 48 ist vollständig innerhalb der Aufnahme 24 angeordnet.
Die Gurtspule 16 hat ferner einen Achsenabschnitt 66, mittels dem sie an einem Lagerabschnitt 68 des Rahmens 14 um die Drehachse R drehbar gelagert ist.
Der Lagerabschnitt 68 ist hierbei Teil des topfförmigen zweiten Abschnitts 42 und vollständig innerhalb der Nebenkammer 30 angeordnet.
In der Nebenkammer 30 ist ferner die Triebfeder 50 angeordnet, die die Gurtspule 16 unter Vorspannung mit dem Rahmen 14 verbindet und als Antrieb für den Gurtbandrückzug eingerichtet ist.
Die Triebfeder 50 ist vollständig innerhalb der Aufnahme 24 angeordnet.
Um die Triebfeder 50 gegenüber der Umgebung abzuschirmen, umfasst der Gurtaufroller 10 eine Federschale 70, die zusammen mit einer Anlaufscheibe 72 ein Gehäuse für die Triebfeder 50 bildet.
Die Anlaufscheibe 72 ist als reibungsarmes Lager für die Triebfeder 50 vorgesehen, um Geräusche im Betrieb der Triebfeder 50 zu reduzieren, und besteht beispielsweise aus Kunststoff. In einer alternativen Ausführungsform kann das Sicherheitssystem 18 ferner dazu eingerichtet sein, eine Gurtstraffung bereitzustellen, beispielsweise mittels eines pyrotechnischen Gurtstraffers, der vorzugsweise vollständig in der Aufnahme 24 angeordnet ist.
Um eine Aufnahme 24 mit genügend Bauraum für das Sicherheitssystem 18 bereitzustellen, hat der Wickelkörper 20 an der Wickelfläche 22 einen entsprechenden Außendurchmesser D (siehe Figur 2).
Indem das Sicherheitssystem 18 vollständig radial innerhalb der Wickelfläche 22 und insbesondere vollständig in der Aufnahme 24 angeordnet ist, weist der Gurtaufroller 10 eine axiale Breite B auf, die durch die axialen Außenseiten 74, 76 des Rahmens 14 bestimmt ist.
Durch diese Gestaltung beträgt die axiale Breite B des Gurtaufrollers 10 weniger als 125 % der Breite b des Gurtbands 12.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel haben das Gurtband 12 eine Breite b von 55 mm, der Gurtaufroller 10 eine axiale Breite B von 65 mm, möglich sind auch eine Gurtbandbreite von 48mm bei einer Aufrollerbreite von 55mm.
Selbstverständlich kann der Gurtaufroller 10 in einer alternativen Ausführungsform beliebige, insbesondere auf das entsprechende Gurtband 12 abgestimmte Maße aufweisen.
In allen Ausführungsformen ist jedoch zumindest der Sperrmechanismus 46, vorzugsweise das gesamte Sicherheitssystem 18, zumindest größtenteils in der Aufnahme 24 angeordnet.
Um die Breite B des Gurtaufrollers 10 effektiv zu begrenzen, ist es von Vorteil, wenn der Sperrmechanismus 46, vorzugsweise das gesamte Sicherheitssystem 18, axial nicht über die axialen Außenseiten 74, 76 des Rahmens 14 hinausragen.
Anhand der Figur 4 wird nun ein Gurtaufroller 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Für die Bauteile, die von der obigen Ausführungsform bekannt sind, werden dieselben Bezugszeichen verwendet und es wird insoweit auf die vorangegangenen Erläuterungen verwiesen. Im Unterschied zur vorangegangenen Ausführungsform weist das Sicherheitssystem 18 des Gurtaufrollers 10 gemäß der zweiten Ausführungsform einen Motor 78 auf.
Der Motor 78 ist ein Elektromotor, der beispielsweise über einen Gleit- bzw. Schleifkontakt (nicht dargestellt) elektrisch an eine Spannungsquelle angeschlossen werden kann.
Die Spannungsquelle sowie elektrische Leitungen zwischen der Spannungsquelle und dem Elektromotor sind hierbei nicht Teil des Sicherheitssystems 18 und haben somit keine Auswirkungen darauf, welcher Anteil des Sicherheitssystems 18 innerhalb der Aufnahme 24 angeordnet ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Motor 78 zu über 95 % in der Aufnahme 24 sowie vollständig zwischen den axialen Außenseiten 74, 76 angeordnet.
Der Motor 78 ist zwischen der Sperrscheibe 52 und der Gurtspule 16 sowie zwischen der Sperrscheibe 52 und dem Kraftbegrenzer 48 angeordnet und funktional mit diesen gekoppelt.
Hierbei ist der Motor 78 als Gurtstraffer vorgesehen, der Teil einer Gurtstraffeinrichtung in Form eines ACR ist. Der ACR ist zum Regulieren des Gurtbandauszugs vorgesehen und kann auf diese Weise das Gurtband 12 aufwickeln bzw. straffen.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Motor 78 für weitere Funktionen des Sicherheitssystems 18 vorgesehen sein, wie den Gurtbandrückzug, wodurch beispielsweise die Triebfeder 50 entfallen kann.
Anhand der Figuren 5 und 6 wird nun ein Gurtaufroller 10 gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben. Für die Bauteile, die von der obigen Ausführungsform bekannt sind, werden dieselben Bezugszeichen verwendet und es wird insoweit auf die vorangegangenen Erläuterungen verwiesen.
In dieser Ausführungsform hat der Gurtaufroller 10 einen Außenläufermotor 80 mit einer Basis 82, die den Stator des Außenläufermotors 80 umfasst, und einem Außenläufer 84. Der Außenläufermotor 80 hat ferner einen elektrischen Anschluss 86, über den der Außenläufermotor 80 elektrisch an eine Spannungsquelle angeschlossen werden kann.
Die Basis 82 ist im Rahmen 14 drehfest angebracht.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Basis 82 mittels drei Schrauben 88 am zweiten axialen Seitenabschnitt 36 befestigt.
Der Außenläufer 84 bildet hierbei die Gurtspule 16 mit dem Wickelkörper 20, die über die Basis 82 um die Drehachse R drehbar am Rahmen 14 gelagert ist.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Außenläufer 84 einen Teil der Gurtspule 16 und/oder des Wickelkörpers 20 bilden.
Das Sicherheitssystem 18 wird hierbei durch die Basis 82 gebildet, die je nach Betriebsmodus des Außenläufermotors 80 das Gurtband 12 straffen bzw. zurückziehen, eine Kraftbegrenzung bereitstellen und/oder die Gurtspule 16 relativ zum Rahmen 14 blockieren kann. Somit vereint die Basis 82 die Funktionen eines Gurtbandstraffers, einer Triebfeder 50, eines Kraftbegrenzers 48 und eines Sperrmechanismus 46.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Basis 82 einen Teil des Sicherheitssystem 18 bilden, beispielsweise indem einzelne Funktionen durch eine entsprechende Vorrichtung bereitgestellt wird, die zusätzlich zum Außenläufermotor 80 vorgesehen ist.
Der Bereich radial innerhalb des Außenläufers 84 bildet hierbei die Aufnahme 24.
Dadurch, dass der Außenläufer 84 eine axiale Breite e hat, Die nur geringfügig kleiner ist als die axiale Breite E der Basis 82, ist die Basis 82 und damit das Sicherheitssystem 18 größtenteils innerhalb der Aufnahme 24 angeordnet.
In allen Fällen kann die axiale Breite B des Gurtaufrollers 10 reduziert werden, indem ein Großteil des Sicherheitssystems 18 oder des Sperrmechanismus 46 radial innerhalb des Wickelkörpers 20 aufgenommen ist.
Auf diese Weise kann in allen Ausführungsformen ein besonders flacher Gurtaufroller 10 bereitgestellt werden, dessen maximale axiale Breite B höchstens 150 %, insbesondere höchstens 125 % der Breite b des Gurtbands 12 beträgt, für das der Gurtaufroller 10 eingerichtet ist.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere können einzelne Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden, insbesondere unabhängig von den anderen Merkmalen der entsprechenden Ausführungsformen.

Claims

Patentansprüche
1 . Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt, mit einem Rahmen (14), einer Gurtspule (16), die drehbar am Rahmen (14) gelagert ist und einen Wickelkörper (20) aufweist, auf dem das Gurtband (12) des Sicherheitsgurts aufgenommen werden kann, und einem Sicherheitssystem (18) mit einem Sperrmechanismus (46), mit dem die Gurtspule (16) relativ zum Rahmen (14) blockiert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (20) eine Aufnahme (24) aufweist, in der der Sperrmechanismus (46) zumindest größtenteils angeordnet ist.
2. Gurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (18) zumindest größtenteils in der Aufnahme (24) angeordnet ist.
3. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrmechanismus (46) axial nicht über die axialen Enden (28, 32) des Wickelkörpers (20) hinausragt.
4. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (14) zumindest einen Abschnitt (40, 42) aufweist, der in der Aufnahme (24) angeordnet ist, wobei der Abschnitt (40, 42) einen Lagerabschnitt (68), über den die Gurtspule (16) drehbar am Rahmen (14) gelagert ist, und/oder einen Sperrabschnitt (62) bildet, an dem der Sperrmechanismus (46) angreift, um die Gurtspule (16) relativ zum Rahmen (14) zu blockieren.
5. Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zumindest eine Abschnitt (40, 42) von einer axialen Außenseite (74, 76) des Rahmens (14) axial in die Aufnahme (24) hinein erstreckt, insbesondere wobei der zumindest eine Abschnitt (40, 42) Teil eines Rahmenbereichs ist, der einen S- förmigen Querschnitt (44) aufweist.
6. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (18) dazu eingerichtet ist, zumindest eine der folgenden Funktionen bereitzustellen: Gurtbandstraffung, Gurtbandrückzug, Kraftbegrenzung.
7. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (18) einen Gurtbandstraffer (78, 80) aufweist.
8. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (18) eine Triebfeder (50, 80) aufweist, die als Antrieb für den Gurtbandrückzug eingerichtet ist.
9. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtaufroller (10) einen Motor (78, 80) aufweist, insbesondere einen Elektromotor.
10. Gurtaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor
(78, 80) Teil des Sicherheitssystems (18) ist oder das Sicherheitssystem (18) bildet.
11. Gurtaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (80) aus einem Außenläufer (84) und einer Basis (82) besteht, wobei der Außenläufer (84) ein Teil des Wickelkörpers (20) ist oder den Wickelkörper (20) bildet, und wobei die Basis (82) Teil des Sicherheitssystems (18) ist oder das Sicherheitssystem (18) bildet.
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