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Dokumentenidentifikation DE102006019270A1 31.10.2007
Titel Sicherheitsgurtaufroller mit einem einen Verstärkungsabschnitt aufweisenden Torsionsstab
Anmelder Autoliv Development AB, Vargarda, SE
Erfinder Singer, Klaus-Peter, 22399 Hamburg, DE
Vertreter Becker und Kollegen, 40878 Ratingen
DE-Anmeldedatum 26.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006019270
Offenlegungstag 31.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse B60R 22/28(2006.01)A, F, I, 20060426, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60R 22/34(2006.01)A, L, I, 20060426, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein selbstsperrender Gurtaufroller mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiervorrichtung für die Gurtwelle, wobei der Gurtaufroller eine Kraftbegrenzungsvorrichtung für die Gurtwelle mit einem Torsionsstab aufweist und der Torsionsstab zu seiner Einspannung zwei profilierte Enden und einen zwischen seinen Enden ausgebildeten, bei Belastung tordierenden Energieabsorptionsabschnitt aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (16) zusätzlich zu seinem Energieabsorptionsabschnitt (18) einen sich in dessen Verlängerung erstreckenden und eine größere Biegesteifigkeit als der Energieabsorptionsabschnitt (18) aufweisenden Verstärkungsabschnitt (19) aufweist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiervorrichtung für die Gurtwelle, wobei der Gurtaufroller eine Kraftbegrenzungsvorrichtung für die Gurtwelle mit einem Torsionsstab aufweist und der Torsionsstab zu seiner Einspannung zwei profilierte Enden und einen zwischen seinen Enden ausgebildeten, bei Belastung tordierenden Energieabsorptionsabschnitt aufweist.

Ein Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist beispielsweise aus der WO 2004/091984 A1 bekannt. Bei dem bekannten Gurtaufroller ist der Torsionsstab im Inneren der Gurtwelle angeordnet und mit seinem einen Ende mit der Gurtwelle verbunden und mit seinem anderen Ende an einem Profilkopf angeschlossen, gegenüber welchem die Gurtwelle drehbar eingerichtet ist. Im Blockierfall des Gurtaufrollers wird der Profilkopf gehäusefest verriegelt, wobei sich die Gurtwelle aufgrund des an ihr angreifenden Gurtbandzuges gegenüber dem festliegenden Profilkopf unter Last noch um den Betrag weiter drehen kann, den der Torsionsstab durch seine Verdrillung möglich macht. Mit dem bekannten Gurtaufroller ist der Nachteil verbunden, dass es aufgrund der am äußeren Umfang des Profilkopfes eintretenden Blockierung zu einer Kippbeanspruchung des Profilkopfes mit einer daraus folgenden Biegebeanspruchung des Torsionsstabes kommen kann. Insbesondere bei Torsionsstäben mit einem vergleichsweise kleinen Querschnitt kann dies dazu führen, dass der Torsionsstab bei einer in ihm aufgrund der Biegebeanspruchung auftretenden zu großen Biegespannung frühzeitig bricht oder ungewollte Taumel- oder Kreisbewegungen ausführt.

Das vorgenannte Problem tritt in einer verschärften Form bei selbstsperrenden Gurtaufrollern auf, bei denen der Torsionsstab außerhalb der Gurtwelle in parallelem Verlauf dazu zwischen den Gehäuseschenkeln des Gurtaufrollergehäuses angeordnet und über ein Antriebsgetriebe unmittelbar mit der Gurtwelle verbunden ist. Eine derartige Ausbildung ist beispielsweise aus der EP 0 913 300 A1 bekannt. Aufgrund einer exzentrischen Krafteinleitung an dem Torsionsstab besteht bei derartigen Gurtbandaufrollern ebenfalls die Gefahr einer unerwünschten Biegebeanspruchung des Torsionsstabes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem selbstsperrenden Gurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen sicherzustellen, dass die Energieabsorption des Torsionsstabes im Lastfall nicht beeinträchtigt ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass der Torsionsstab zusätzlich zu seinem Energieabsorptionsabschnitt einen sich in dessen Verlängerung erstreckenden und eine größere Biegesteifigkeit als der Energieabsorptionsabschnitt aufweisenden Verstärkungsabschnitt aufweist.

Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass der Torsionsstab im Bereich einer sich in ihm aufgrund eines gegebenenfalls einwirkenden Biegemoments ausbildenden größeren Biegespannung verstärkt ist, so dass ein entsprechend einwirkendes Biegemoment aufgefangen ist. Die verbleibende Länge des mit einem derartigen Verstärkungsabschnitt ausgeführten Torsionsstabes erlaubt dann eine ausreichende Verdrillung des Torsionsstabes über dessen Energieabsorptionsabschnitt mit der gewünschten Kraftbegrenzung.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verstärkungsabschnitt des Torsionsstabes einen größeren Querschnitt als der Querschnitt des Energieabsorptionsabschnittes aufweist.

Es kann vorgesehen sein, dass der Torsionsstab an seinem einen Ende fest eingespannt ist und der Energieabsorptionsabschnitt an das fest eingespannte Ende anschließt und dass die Einleitung der zu dämpfenden Kraft an dem Verstärkungsabschnitt des Torsionsstabes erfolgt, womit sichergestellt ist, dass die Krafteinleitung in dem Bereich des Torsionsstabes erfolgt, in welchem eine größere Biegespannung zulässig ist.

Zur Beseitigung des eingangs geschilderten Problems des Auftretens von Biegespannungen bei einem extern angeordneten Torsionsstab ist nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der Torsionsstab extern zur Gurtwelle zwischen den Gehäuseschenkeln des Gurtaufrollergehäuses angeordnet ist, wobei das an den Energieabsorptionsabschnitt anschließende Ende des Torsionsstabes als Festlager an einem Gehäuseschenkel eingespannt und das andere, an den Verstärkungsabschnitt anschließende Ende des Torsionsstabes als Loslager ausgebildet und drehbar in dem anderen Gehäuseschenkel gelagert ist; eine derartige externe Anordnung des Torsionsstabes ist aus der EP 0 913 300 A1 bekannt. Zur Übertragung der zu begrenzenden Kraft von der Gurtwelle auf den Torsionsstab ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass auf dem Verstärkungsabschnitt des Torsionsstabes ein Metallband aufgewickelt und mit seinem freien Ende von dem Torsionsstab zu einem bei Auslösung der Kraftbegrenzungseinrichtung an die Gurtwelle anzukoppelnden Zahnring geführt und an diesem festgelegt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:

1 einen selbstsperrenden Gurtaufroller in einer Draufsicht,

2 den Gurtaufroller gemäß 1 in einer schematischen Seitenansicht,

3 den Gurtaufroller gemäß 1 in einer Schnittdarstellung nach Linie III-III in 1,

4 den Gurtaufroller gemäß 1 in einer Schnittdarstellung gemäß Linie IV-IV in 1.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei welchem der erfindungsgemäß ausgebildete Torsionsstab außerhalb der Gurtwelle angeordnet ist, wie dies im Grundsatz aus der EP 0 913 300 A1 bekannt ist. Der in der Zeichnung dargestellte Sicherheitsgurtaufroller 10 hat ein U-förmiges Gehäuse 11 mit seitlichen Gehäuseschenkeln 12, in denen eine Gurtwelle 13 gelagert ist. Mit 14 ist die sogenannte Federseite der Gurtwelle bezeichnet, an der ein nicht weiter dargestelltes Federgehäuse für die Aufwickelbewegung der Gurtwelle angeordnet sein kann, ferner weitere, aus der Zeichnung ersichtliche Funktionselemente 30 eines Antriebes einer Strammvorrichtung, mittels derer im Auslösefall die Gurtwelle 13 in Aufwickelrichtung gedreht werden kann. Mit 15 ist ein im Inneren der Gurtwelle 13 angeordneter Torsionsstab bezeichnet, der ein Kraftbegrenzungselement mit einem hohen Kraftbegrenzungsniveau ausbildet.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein zweites Kraftbegrenzungselement mit einem jedenfalls gegenüber dem Torsionsstab 15 niedrigeren Kraftbegrenzungsniveau in Form eines außerhalb der Gurtwelle 13 angeordneten zweiten Torsionsstabes 16 vorgesehen, der in einem entsprechenden Funktionszustand des Sicherheitsgurtaufroller an die Gurtwelle 13 ankoppelbar ist.

Wie sich aus den 1 und 2 ergibt, weist der Torsionsstab 16 einen Energieabsorptionsabschnitt 18 und einen Verstärkungsabschnitt 19 auf, wobei der Verstärkungsabschnitt 19 einen größeren Querschnitt als der Energieabsorptionsabschnitt 18 hat, so dass der Verstärkungsabschnitt 19 in der Lage ist, größere Biegespannungen aufzunehmen. Das an den Energieabsorptionsabschnitt 18 anschließende und in der Darstellung gemäß 2 linke Ende 17 des Torsionsstabes 16 ist drehfest an dem zugeordneten Gehäuseschenkel 12 festgelegt. Soweit in Verlängerung des Energieabsorptionsschnitts 18 der Verstärkungsabschnitt 19 über den axialen Verlauf des Torsionsstabes 16 anschließt, ist das gegenüberliegend ausgebildete Ende 20 des Torsionsstabes 16 als Loslager ausgebildet und insofern drehbar in dem zugeordneten Gehäuseschenkel 12 des Gurtaufrollergehäuses 11 angeordnet. An den Verstärkungsabschnitt 19 des Torsionsstabes 16 ist ein Metallband 22 angeschlossen, welches außen auf eine mit dem Verstärkungsabschnitt 19 verbundene Wickelrolle 21 aufgewickelt ist, wobei das freie Ende 26 des Metallbandes 22 von dem Torsionsstab 16 zur Gurtwelle 13 geführt und hier an einem an dem betreffenden Gehäuseschenkel 12 drehbar gelagerten Zahnring 23 eingehängt ist. Wie sich dazu aus 4 ergibt, weist der Zahnring 23 einen Innenverzahnung 27 zum Eingriff einer an der Gurtwelle 13 gelagerten, radial ausschwenkbaren Klinke 24 auf. Ferner hat der Zahnring 23 eine Außenverzahnung 28, so dass der Zahnring 23 bei Eingriff einer am Gehäuse gelagerten Klinke 25 gehäusefest festlegbar ist.

Soll beim Gebrauch des Sicherheitsgurtaufrollers das durch den im Inneren der Gurtwelle 11 angeordneten ersten Torsionsstab 15 definierte höhere Kraftbegrenzungsniveau zum Einsatz kommen, wie dies beispielsweise für einen großen Insassen erforderlich ist, so wird die Klinke 25 in Eingriff mit der Außenverzahnung 28 des Zahnringes 23 eingesteuert, so dass der Zahnring 23 sich nicht drehen kann. In diesem Fall wird auch kein Metallband 22 von dem Torsionsstab 16 abgewickelt, so dass der Torsionsstab 16 außer Funktion bleibt.

Hat sich dagegen ein kleinerer Insasse angeschnallt, so dass nur das durch den zweiten Torsionsstab 16 verkörperte niedrigere Kraftbegrenzungsniveau eingeschaltet werden soll, so bleibt die Klinke 25 außer Eingriff mit der Außenverzahnung 28 des Zahnringes 23, während im Falle der Zuschaltung der Kraftbegrenzungseinrichtung nun die an der Gurtwelle 13 gelagerte Klinke 24 in Eingriff mit der Innenverzahnung 27 des Zahnringes 23 gesteuert wird. Hierdurch wird der Zahnring 23 an die Drehbewegung der Gurtwelle 13 gekoppelt, so dass hierdurch Metallband 22 von dem Verstärkungsabschnitt 19 des Torsionsstabes 16 abgewickelt wird. Da der Torsionsstab 16 an seinem gegenüberliegenden Ende 17 fest eingespannt ist, führt die Abwicklung des Metallbandes 22 von dem Verstärkungsabschnitt 19 zu einer Verdrillung des Energieabsorptionsabschnitts 18, womit die gewünschte Kraftbegrenzungswirkung eingestellt ist. Soweit durch das aufgewickelte Metallband 22 und den dadurch verursachten exzentrischen Kraftangriff an dem Torsionsstab 16 ein Biegemoment auf den Torsionsstab 16 ausgeübt wird, greift dieses Biegemoment im Bereich des Verstärkungsabschnitts 19 an, der aufgrund seiner Querschnittsauslegung in der Lage ist, dadurch entstehende höhere Biegespannungen aufzunehmen, ohne dass der Energieabsorptionsabschnitt 18 in seiner Funktion beeinträchtigt ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.


Anspruch[de]
Selbstsperrender Gurtaufroller mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiervorrichtung für die Gurtwelle, wobei der Gurtaufroller eine Kraftbegrenzungsvorrichtung für die Gurtwelle mit einem Torsionsstab aufweist und der Torsionsstab zu seiner Einspannung zwei profilierte Enden und einen zwischen seinen Enden ausgebildeten, bei Belastung tordierenden Energieabsorptionsabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (16) zusätzlich zu seinem Energieabsorptionsabschnitt (18) einen sich in dessen Verlängerung erstreckenden und eine größere Biegesteifigkeit als der Energieabsorptionsabschnitt (18) aufweisenden Verstärkungsabschnitt (19) aufweist. Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsabschnitt (19) des Torsionsstabes (16) einen größeren Querschnitt als der Querschnitt des Energieabsorptionsabschnittes (18) aufweist. Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (16) an seinem einen Ende (17) fest eingespannt ist und der Energieabsorptionsabschnitt (18) an das fest eingespannte Ende (17) anschließt und dass die Einleitung der zu dämpfenden Kraft an dem Verstärkungsabschnitt (19) des Torsionsstabes (16) erfolgt. Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (16) extern zur Gurtwelle (13) zwischen den Gehäuseschenkeln (12) des Gurtaufrollergehäuses (11) angeordnet ist, wobei das an den Energieabsorptionsabschnitt (18) anschließende Ende (17) des Torsionsstabes (16) als Festlager an einem Gehäuseschenkel (12) eingespannt und das andere, an den Verstärkungsabschnitt (19) anschließende Ende (20) des Torsionsstabes (16) als Loslager ausgebildet und drehbar in dem anderen Gehäuseschenkel (12) gelagert ist. Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Verstärkungsabschnitt (19) des Torsionsstabes (16) ein Metallband (22) aufgewickelt und mit seinem freien Ende von dem Torsionsstab (16) zu einem bei Auslösung der Kraftbegrenzungseinrichtung an die Gurtwelle (13) anzukoppelnden Zahnring (23) geführt und an diesem festgelegt ist.






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