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Dokumentenidentifikation DE102004007097B4 01.12.2005
Titel Sicherheitsgurtaufroller mit steuerbarem Flüssigkeitsdämpfer
Anmelder Autoliv Development AB, Vargarda, SE
Erfinder Lucht, Andreas, 25358 Horst, DE;
Helge, Geert, 22848 Norderstedt, DE
Vertreter Becker und Kollegen, 40878 Ratingen
DE-Anmeldedatum 13.02.2004
DE-Aktenzeichen 102004007097
Offenlegungstag 08.09.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.12.2005
IPC-Hauptklasse B60R 22/28
IPC-Nebenklasse B60R 22/34   
Zusammenfassung Ein Sicherheitsgurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung, welche aus einem mit einem viskosen Medium gefüllten Gehäuse mit wenigstens einem darin angeordneten Scheibenkolben und mit wenigstens einer mit dem Gehäuse zusammenwirkenden Zwischenscheibe besteht, derart, dass bei einer Relativbewegung von Scheibenkolben und Zwischenscheibe das Medium zwischen den zugeordneten Flächen zerrieben wird, wobei das Niveau der Kraftbegrenzung einstellbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenscheibe (18) je nach Einstellung des Niveaus der Kraftbegrenzung gegenüber dem Gehäuse (10) festgelegt oder gemeinsam mit dem Scheibenkolben (17) relativ zum Gehäuse (10) drehbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einer in ihrem Niveau einstellbaren Kraftbegrenzungseinrichtung.

Ein entsprechend ausgerüsteter Sicherheitsgurtaufroller ist zunächst aus der WO 01/58728 A1 bekannt mit einer Gurtwelle als Träger des darauf gewickelten Gurtbandes und mit einer im Blockierfall wirksam werdenden Kraftbegrenzungseinrichtung, welche aus einem mit einem viskosen Medium gefüllten Gehäuse mit wenigstens einem darin angeordneten, an die Gurtwelle angeschlossenen und sich mit der Gurtwelle drehenden Scheibenkolben und mit wenigstens einer mit dem Gehäuse zusammenwirkenden Zwischenscheibe besteht derart, dass bei einer Relativbewegung von Scheibenkolben und Zwischenscheibe das Medium zwischen den zugeordneten Flächen verrieben wird. Bei dem bekannten Sicherheitsgurtaufroller sind die Zwischenscheiben in dem Gehäuse festgelegt, während sich die Scheibenkolben nach Zuschaltung der Kraftbegrenzungsvorrichtung mit der Gurtwelle drehen. Eine Einstellung des Niveaus der Kraftbegrenzung ist nicht möglich.

Soweit in der DE 102 04 927 A1 ein gleichermaßen aufgebauter Sicherheitsgurtaufroller mit Kraftbegrenzungsvorrichtung bekannt ist, ist zur Einstellung des Niveaus der Kraftbegrenzung eine in Abhängigkeit von den Parametern des mit dem von der Gurtwelle abgewickelten Gurtband angeschnallten Insassen einstellbare Einrichtung vorgesehen, mittels derer ein oder mehrere der in dem Gehäuse angeordneten Scheibenkolben mit der Gurtwelle gekoppelt wird bzw. werden. Da diese Schalteinrichtung insassenabhängig gesteuert ist, erfolgt nach dem Anschnallen des Insassen eine einmalige Einstellung des Niveaus der Kraftbegrenzung, die dann im Falle eines Unfalles und damit des Wirksamwerdens der Kraftbegrenzung in dem eingestellten Niveau unverändert bleibt.

Insofern ist mit dem bekannten Sicherheitsgurtaufroller der Nachteil verbunden, dass eine Veränderung bzw. Anpassung des Niveaus der Kraftbegrenzung an die Unfallbedingungen während des Unfallgeschehens nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Sicherheitsgurtaufroller mit einer aus Scheibenkolben und Zwischenscheiben gebildeten Kraftbegrenzungseinrichtung eine Einstellung des Niveaus der Kraftbegrenzung auch während des Unfallgeschehens zur ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass die Zwischenscheibe zur Einstellung des Niveaus der Kraftbegrenzung entweder gegenüber dem Gehäuse festlegbar oder gemeinsam mit dem Scheibenkolben relativ zum Gehäuse drehbar ist. Die Erfindung macht sich somit das Prinzip zunutze, dass das Medium zwischen den sich jeweils mit der Gurtwelle mitdrehenden Scheibenkolben und den zusätzlich im Gehäuse angeordneten Zwischenscheiben nur zerrieben und dadurch ein hohes Niveau der Kraftbegrenzung eingestellt wird, wenn die Zwischenscheiben fest stehen und die Kräfte in das Gehäuse abgeleitet werden; können sich jedoch die Zwischenscheiben mit den Scheibenkolben mitdrehen, kommt es nur zu einem niedrigeren Niveau der Kraftbegrenzung, weil der Abbau der von der Gurtwelle ausgehenden Kraft infolge der Verdrängung des Mediums durch die sich im Gehäuse drehenden Scheibenkolben und Zwischenscheiben geschieht. Somit sind mit der erfindungsgemäß vorgesehen unterschiedlichen Ansteuerung der Zwischenscheiben auch während eines Unfallgeschehens noch Änderungen in dem Kraftniveau der Kraftbegrenzungseinrichtung einstellbar.

Soweit es für die Verwirklichung der Erfindung ausreichend ist, in dem Gehäuse einen Scheibenkolben und eine Zwischenscheibe vorzusehen, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer an sich aus der gattungsbildenden DE 102 04 927 A1 bekannten Weise vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Scheibenkolben und Zwischenscheiben im Wechsel miteinander in dem Gehäuse angeordnet ist.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Scheibenkolben wenigstens ein Mitnehmer zum nach dem Durchschreiten eines vorbestimmten Drehweges des Scheibenkolbens wirksam werdenden Angriff an der benachbarten Zwischenscheibe angeordnet ist und die in einer ersten Stufe der Kraftbegrenzung gehäusefest angeordnete Zwischenscheibe beim Angriff des Mitnehmers in einer weiteren Stufe der Kraftbegrenzung von dem Scheibenkolben drehend mitnehmbar ist. Es handelt sich somit um eine weggesteuerte Einstellung des Niveaus der Kraftbegrenzung, wobei zunächst zu Beginn des Wirksamwerdens der Kraftbegrenzungseinrichtung ein hohes Kraftniveau eingestellt ist, weil die Zwischenscheibe bzw. die Zwischenscheiben an dem Gehäuse feststeht bzw. feststehen, wobei nach einem vorgegebenen Drehweg der bzw. die Scheibenkolben mittels zugeordneter Mitnehmer an den Zwischenscheiben angreifen, diese vom Gehäuse lösen und dadurch im weiteren Verlauf der Kraftbegrenzung mitdrehend mitnehmen; hierdurch wird das Niveau der Kraftbegrenzung herabgesetzt.

In einer alternativen, ebenfalls weggesteuerten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zwischenscheibe über bei Einwirkung einer vorgegebenen Kraft wirkungslos werdende Mitnehmer an den Scheibenkolben in einer ersten Stufe der Kraftbegrenzung mit diesem mitdrehend gekoppelt ist und mittels einer Verriegelungseinrichtung nach dem Durchschreiten eines vorbestimmten Drehweges der Zwischenscheibe mit dem Gehäuse verriegelt, so dass es in einer zweiten Stufe der Kraftbegrenzung zu einer Relativdrehung des Scheibenkolbens zu der gehäusefest festgelegten Zwischenscheibe kommt; bei diesem Ausführungsbeispiel ist zu Beginn der Kraftbegrenzung das niedrigere Kraftbegrenzungsniveau eingestellt, weil sich zunächst die Zwischenscheibe bzw. die Zwischenscheiben gemeinsam mit dem bzw. den Scheibenkolben dreht bzw. drehen; nach Durchschreiten eines vorgegebenen Drehweges verriegelt die Zwischenscheibe bzw. verriegeln die Zwischenscheiben mit dem Gehäuse und werden dadurch gehäusefest festgelegt, so dass es nun zu der das höhere Niveau der Kraftbegrenzung bewirkenden Relativdrehung von Scheibenkolben zu Zwischenscheibe bzw. Zwischenscheiben kommt.

Die Einstellmöglichkeiten können bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung dadurch erweitert werden, dass nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, dass die Drehwege der mehreren Zwischenscheiben innerhalb des Gehäuses versetzt zueinander angeordnet sind; soweit also mehrere Zwischenscheiben und Scheibenkolben in dem Gehäuse angeordnet sind, können diese mit jeweils versetzt zueinander angeordneten Drehwegen vorgesehen sein, so dass einzelne Scheibenkolben mit den zugeordneten Zwischenscheiben jeweils zu unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden Zeitpunkten zusammenwirken bzw. wirksam werden.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Zwischenscheibe zur Einstellung einer ersten Stufe der Kraftbegrenzung über bei Überschreiten eines voreingestellten Kraftniveaus zerstörbare Haltemittel an dem Gehäuse festgelegt ist; bei dieser, kraftgesteuerten Ausführungsform wird zunächst das hohe Niveau der Kraftbegrenzung aufgrund der feststehenden Zwischenscheibe bzw. Zwischenscheiben eingestellt, wobei mit zunehmender, auf die Zwischenscheiben einwirkender Kraft es bei einem voreingestellten Kraftniveau zu einer Freigabe der Zwischenscheibe bzw. Zwischenscheiben vom Gehäuse kommt, so dass sich diese anschließend mit dem/den Scheibenkolben mitdrehen, und somit das niedrigere Niveau der Kraftbegrenzung eingestellt wird.

In einer der gattungsbildenden DE 102 04 927 A1 entsprechenden Weise kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auch eine extern gesteuerte Schalteinrichtung vorgesehen sein, wobei die wenigstens eine Zwischenscheibe zur Einstellung einer ersten und einer zweiten Stufe der Kraftbegrenzung über eine gesteuerte Schalteinrichtung entweder am Gehäuse festlegbar oder gegenüber dem Gehäuse frei drehbar eingerichtet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind; es zeigen:

1 eine an einem Gurtaufroller anzubringende Kraftbegrenzungseinrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht,

2 das Gehäuse der Kraftbegrenzungseinrichtung gemäß 1 mit Zwischenscheibe in einer Stirnansicht,

3 den Gegenstand der 2 in einer anderen Ausführungsform.

Der Aufbau einer an einem Gurtaufroller anzubringenden Kraftbegrenzungseinrichtung ist zunächst in 1 wiedergegeben. Die Kraftbegrenzungseinrichtung besteht aus einem Gehäuse 10, welches an einem nicht dargestellten Rahmen eins Gurtaufrollers festlegbar ist und in sich einen Gehäuseinnenraum ausbildet, der zur Außenseite hin durch einen Deckel 11 abgeschlossen ist. Dem Deckel gegenüberliegend ist in dem Gehäuse 10 an darin angeordneten Gleitlagern 14 eine gekröpfte Zahnwelle 13 drehbar gelagert, die sich mit einem axialen Fortsatz 16 bis zum Deckel 11 erstreckt und die innere Begrenzung des Gehäuseinnenraums 12 bildet. Insofern sind die Zahnwelle 13 wie auch der Deckel 11 mittels entsprechender Dichtungen 19 gegen das Gehäuse 10 abgedichtet. Die Zahnwelle 13 ist an ihrem dem Deckel 11 gegenüberliegenden Ende mit einer Innenverzahnung 15 versehen, in die ein nicht dargestelltes, an der Gurtwelle des angeschlossenen Gurtaufrollers auslenkbar gelagertes Sperrglied eingreift, wenn es zu einer gurtbandsensitiv und/oder fahrzeugsensitiv angesteuerten Blockierung des Gurtaufrollers kommt. Mittels des in die Innenverzahnung 15 der Zahnwelle 13 eingreifenden Sperrgliedes wird die Zahnwelle 13 an die Gurtwelle gekoppelt, so dass sich bei einer Weiterdrehung der Gurtwelle die Zahnwelle 13 gemeinsam mit der Gurtwelle in dem Gehäuse 10 dreht.

Mit der Zahnwelle 13 sind von deren Fortsatz 16 getragene und in den Gehäuseinnenraum 12 des Gehäuses 10 hineinreichende Scheibenkolben 17 verbunden, die voneinander beabstandet sind, und denen jeweils im Wechsel eine an das Gehäuse 10 angeschlossene bzw. anschließbare Zwischenscheibe 18 zugeordnet ist. Der Gehäuseinnenraum 12 ist mit einem viskosen Medium gefüllt, welches bei einer Relativbewegung von Scheibenkolben 17 und Zwischenscheiben 18 zueinander zwischen den zugeordneten Flächen zerrieben wird; aufgrund des damit verbundenen Kraftaufwandes wird die Kraftbegrenzung verwirklicht.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die dargestellte Zwischenscheibe 18 mittels mit 20 angedeuteter Mitnehmer mit dem zugeordneten benachbarten Scheibenkolben 17 derart verbunden, dass sich bei einer Drehung des von der Zahnwelle 13 angetriebenen Scheibenkolbens 17 die Zwischenscheibe 18 gemeinsam mit dem Scheibenkolben dreht. Da hierbei ein Zerreiben des Mediums zwischen Scheibenkolben und Zwischenscheibe nicht stattfindet, stellt sich ein niedrigerer Kraftaufwand ein, der durch die durch die Drehung von Scheibenkolben 17 und Zwischenscheibe 18 in dem mit dem viskosen Medium gefüllten Innenraum 12 erfolgende Verdrängung des Mediums hervorgerufen wird. Zu einer nach Durchschreiten eines vorbestimmten Drehweges der Zwischenscheibe (18) gegenüber dem Gehäuse 10 wirksam werdenden Verriegelung der Zwischenscheibe 18 mit dem Gehäuse 10 ist an der Innenseite des Gehäuses 10 ein in den Gehäuseinnenraum 12 ragender radialer Anschlag 21 ausgebildet, wobei die Zwischenscheibe 18 einen zur Innenwandung des Gehäuses 10 reichenden radialen Absatz 22 trägt, der derart angeordnet ist, dass in der im Lastfall erfolgenden Drehrichtung (Pfeil 23) der radiale Absatz 22 der Zwischenscheibe 18 zunächst einmal im Gehäuseinnenraum frei umlaufen kann, bis der radiale Absatz 22 an dem radialen Anschlag 21 des Gehäuses 10 in Anlage kommt und dadurch die Zwischenscheibe 18 in ihrer weiteren Drehbewegung angehalten und festgelegt ist. Ab diesem Zeitpunkt kommt es zu einer Relativdrehung des sich weiter mit der Zahnwelle 13 drehenden Scheibenkolbens 17 gegenüber der Zwischenscheibe 18, so dass nunmehr das viskose Medium zwischen den zugeordneten Flächen von Scheibenkolben 17 und Zwischenscheibe 18 zerrieben wird und das Niveau der Kraftbegrenzung entsprechend ansteigt.

Wie nicht weiter dargestellt, kann auch vorgesehen sein, dass zunächst die Zwischenscheibe 18 an dem Gehäuse 10 festgelegt ist und ein an dem Scheibenkolben 17 angeordneter Mitnehmer nach Durchschreiten eines vorgegebenen Drehweges in Eingriff mit der Zwischenscheibe 18 gelangt und diese unter Lösung von dem Gehäuse in Drehung versetzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel herrscht zunächst eine hohes Niveau der Kraftbegrenzung bei festliegender Zwischenscheibe 18 vor, während bei Ankopplung der Zwischenscheibe an den sich drehenden Scheibenkolben das Kraftbegrenzungsniveau abgesenkt wird.

Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zunächst ein hohes Niveau der Kraftbegrenzung dadurch eingestellt, dass die Zwischenscheibe über zerstörbare Haltemittel 24 an dem Gehäuse festgelegt ist; hierdurch kommt es zu Beginn der einsetzenden Drehbewegung des Scheibenkolbens 17 gegenüber der festgelegten Zwischenscheibe 18 zu einem Anstieg der Kraftbegrenzung, wobei bei Überschreiten eines durch die Einstellung der Zerstörschwelle der Haltemittel 24 festzuliegenden Kraft die Zwischenscheibe 18 durch Zerstörung der Haltemittel 24 von dem Gehäuse 10 frei kommt und insoweit den einwirkenden Scherkräften keinen so großen Widerstand mehr entgegensetzt; hierdurch wird eine Absenkung des Kraftbegrenzungsniveaus herbeigeführt.

Zur weiteren Einstellung der Kraftbegrenzung kann ein zusätzliches Kraftbegrenzungselement zwischen der Zahnwelle 13 und dem Gehäuse 10 angeordnet sein, welches vor dem Wirksamwerden des Flüssigkeitsdämpfers mit Scheibenkolben 17 und Zwischenscheiben 18 eine Dämpfung der von der Gurtwelle über deren Kopplung an die Innenverzahnung 15 in die Zahnwelle 13 eingeleiteten Kraft herbeiführt. Beispielsweise kann zwischen der Zahnwelle 13 und dem Gehäuse 10 eine sogenannte und im Stand der Technik an sich bekannte Blechbiegebremse angeordnet sein, bei welcher ein zwischen dem Gehäuse 10 und der Zahnwelle 13 eingespannter Materialstreifen durch eine Schikane gezogen oder in anderer Form bei einer Relativdrehung der Zahnwelle 13 zum Gehäuse 10 verformt wird. An dieser Stelle ist somit eine zusätzliche Kraftbegrenzung zu verwirklichen.


Anspruch[de]
  1. Sicherheitsgurtaufroller, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einer Gurtwelle als Träger des darauf gewickelten Gurtbandes und mit einer im Blockierfall wirksam werdenden Kraftbegrenzungseinrichtung, welche aus einem mit einem viskosen Medium gefüllten Gehäuse (10) mit wenigstens einem darin angeordneten, an die Gurtwelle angeschlossenen und sich mit der Gurtwelle drehenden Scheibenkolben (17) und mit wenigstens einer mit dem Gehäuse (10) zusammenwirkenden Zwischenscheibe (18) besteht derart, dass bei einer Relativbewegung von Scheibenkolben (17) und Zwischenscheibe (18) das Medium zwischen den zugeordneten Flächen zerrieben wird, wobei die Zwischenscheibe (18) zur Einstellung des Niveaus der Kraftbegrenzung entweder gegenüber dem Gehäuse (10) festlegbar oder gemeinsam mit dem Scheibenkolben (17) relativ zum Gehäuse (10) drehbar ist.
  2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Scheibenkolben (17) und Zwischenscheiben (18) im Wechsel miteinander in dem Gehäuse (10) angeordnet ist.
  3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Scheibenkolben (17) wenigstens ein Mitnehmer (20) zum nach dem Durchschreiten eines vorbestimmten Drehweges des Scheibenkolbens (17) wirksam werdenden Angriff an der benachbarten Zwischenscheibe (18) angeordnet ist und die in einer ersten Stufe der Kraftbegrenzung gehäusefest angeordnete Zwischenscheibe (18) beim Angriff des Mitnehmers (20) in einer weiteren Stufe der Kraftbegrenzung von dem Scheibenkolben (17) drehend mitnehmbar ist.
  4. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenscheibe (18) über bei Einwirkung einer vorgegebenen Kraft wirkungslos werdende Mitnehmer (20) an den Scheibenkolben (17) in einer ersten Stufe der Kraftbegrenzung mit diesem mitdrehend gekoppelt ist und mittels einer Verriegelungseinrichtung (21, 22) nach dem Durchschreiten eines vorbestimmten Drehweges der Zwischenscheibe (18) mit dem Gehäuse (10) verriegelt, so dass es in einer zweiten Stufe der Kraftbegrenzung zu einer Relativdrehung des Scheibenkolbens (17) zu der gehäusefest festgelegten Zwischenscheibe (18) kommt.
  5. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 2 sowie Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwege der mehreren Zwischenscheiben (18) innerhalb des Gehäuses (10) versetzt zueinander angeordnet sind.
  6. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zwischenscheibe (18) zur Einstellung einer ersten Stufe der Kraftbegrenzung über bei Überschreiten eines voreingestellten Kraftniveaus zerstörbare Haltemittel (24) an dem Gehäuse (10) festgelegt ist.
  7. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zwischenscheibe (18) zur Einstellung einer ersten und einer zweiten Stufe der Kraftbegrenzung über eine gesteuerte Schalteinrichtung entweder am Gehäuse (10) festlegbar oder gegenüber dem Gehäuse (10) frei drehbar eingerichtet ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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