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Die
Erfindung betrifft einen 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 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
zerrieben wird, wobei das Niveau der Kraftbegrenzung einstellbar
ist.
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Ein
Sicherheitsgurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist in der
DE 102 04 927 A1 beschrieben.
Zur Einstellung des Niveaus der Kraftbegrenzung ist 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.
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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.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche
dieser Beschreibung nachgestellt sind.
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Die
Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass die Zwischenscheibe
je nach Einstellung des Niveaus der Kraftbegrenzung gegenüber dem Gehäuse festgelegt
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.
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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 04 921 A1 bekannten
Weise vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Scheibenkolben und Zwischenscheiben
im Wechsel miteinander in dem Gehäuse angeordnet ist.
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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 Mitnehmen an den Zwischenscheiben angreifen,
diese vom Gehäuse
lösen und
dadurch im weiteren Verlauf der Kraftbegrenzung mitdrehend mitnehmen;
hierdurch wird das Niveau der Kraftbegrenzung herabgesetzt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind; es
zeigen:
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1 eine
an einem Gurtaufroller anzubringende Kraftbegrenzungseinrichtung
in einer geschnittenen Seitenansicht,
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2 das
Gehäuse
der Kraftbegrenzungseinrichtung gemäß 1 mit Zwischenscheibe
in einer Stirnansicht,
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3 den
Gegenstand der 2 in einer anderen Ausführungsform.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.