DE20207277U1

DE20207277U1 - Baugruppe bestehend aus Gurtspule und Sperrscheibe für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurtaufroller

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Publication number: DE20207277U1
Application number: DE20207277U
Authority: DE
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2012-05-09

Description

PRINZ & PARTNER OBk'"' '"' ^:"

PATENTANWÄLTE Manzingerweg 7

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-81241 München

EUROPEANTRADEMARKATTORNEYS Tel. +49 89 89 69 80

8. Mai 2002

TRW Occupant Restraint Systems GmbH & Co. KG
Industriestraße 20
D-73553 Alfdorf

Unser Zeichen: T10034 DE
St/eh

Baugruppe bestehend aus Gurtspule und Sperrscheibe für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurtaufroller

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe bestehend aus einer Gurtspule und einer Sperrscheibe für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurtaufroller, wobei eine Relativdrehung zwischen der Sperrscheibe und der Gurtspule möglich ist, die zur Kraftbegrenzung dient.

Die Gurtspule ist üblicherweise zusammen mit der Sperrscheibe drehbar in einem Rahmen angebracht, der fest im Fahrzeug montiert wird. An der Sperrscheibe ist entweder eine Sperrverzahnung angebracht, in die eine fest am Rahmen abgestützte Blockierklinke eingreifen kann, oder eine Blockierklinke angebracht, die in eine am Rahmen angebrachte Sperrverzahnung eingreifen kann. Die Blockierklinke dient dazu, die Gurtspule bei Bedarf zu blockieren, so daß das Gurtband nicht mehr frei von der Gurtspule abgezogen werden kann und eine Rückhaltewirkung bereitgestellt wird.

Die Gurtspule ist bei modernen Gurtaufrollern gegen ein Widerstandsdrehmoment relativ zur Sperrscheibe verdrehbar, so daß es auch bei an sich blockierter Gurtspule möglich ist, Gurtband abzuziehen, wenn die im Gurtband wirkenden Kräfte ein bestimmtes Niveau übersteigen. Auf diese Weise wird eine Kraftbegrenzung erzielt, da das unter diesen Betriebsbedingungen abziehbare Gurtband einen zusätzlichen Verzögerungsweg für den

Fahrzeuginsassen bereitstellt, was die verzögerungsbedingt wirkenden Kräfte verringert.

Im Stand der Technik sind viele verschiedene Konstruktionen bekannt, mittels denen eine Kraftbegrenzung erzielt werden kann. Beispielsweise kann ein Torsionsstab verwendet werden, der an einem Ende mit der Gurtspule und am anderen Ende mit der Sperrscheibe verbunden ist. Sobald das zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe wirkende Drehmoment größer ist als das Torsionswiderstandsmoment des Torsionsstabes, verdreht sich die Gurtspule relativ zur Sperrscheibe, und es wird zusätzliches Gurtband von der Gurtspule abgezogen. Es ist auch bekannt, an der Gurtspule ein Metallband anzubringen, das durch eine oder mehrere Schikanen in der Sperrscheibe gezogen wird. Sobald die von der Gurtspule auf das Metallband ausgeübte Zugkraft größer ist als die Summe aus Reibungs- und Biegewiderstand, den die Schikanen auf das Metallband ausüben, kann sich die Gurtspule relativ zur Sperrscheibe verdrehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Baugruppe für einen Gurtaufroller mit Kraftbegrenzungsfunktion zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau und ein reproduzierbares Niveau der Kraftbegrenzung auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Baugruppe vorgesehen, die besteht aus einer Gurtspule, einer Sperrscheibe, die an einem axialen Ende der Gurtspule angeordnet ist, relativ zur Gurtspule ausgehend von einer Ausgangsstellung verdrehbar ist und einen Kanal aufweist, und einem Metallband, das in dem Kanal der Sperrscheibe angeordnet ist, wobei ein erstes Ende des Metallbandes mit der Gurtspule verbunden ist und in der Ausgangsstellung in der Nähe eines ersten Endes des Kanals angeordnet ist und wobei das zweite Ende des Metallbandes in der Nähe des entgegengesetzten zweiten Ende des Kanals liegt, so daß bei einer Relativdrehung zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe das erste Ende des Metallbandes hin zum zweiten Ende des Metallbandes bewegt wird, wodurch das Metallband zwischen dem ersten und dem zweiten Ende um etwa 180° umgebogen wird. Diese Konstruktion

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verwendet zur Kraftbegrenzung allein den Biege widerstand des Metallbandes; die Biegestelle &ldquor;läuft" frei entlang des Metallbandes, wenn das erste Ende zum zweiten Ende hin bewegt wird. Da keine Schikanen oder ähnliches zur Umlenkung des Metallbandes verwendet werden, läßt sich das Niveau der Kraftbegrenzung sehr gut reproduzieren, da abgesehen von den Abmessungen des Metallbandes keine anderen, toleranzbehafteten Bauteile das Widerstandmoment beeinflussen, das einer Relativdrehung zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe entgegenwirkt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Ende des Metallbandes lösbar mit der Gurtspule verbunden ist. Dies ermöglicht eine Relativdrehung zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe, die nicht auf den Winkelbereich des Kanals begrenzt ist. So kann das Metallband in einer ersten Phase der Relativdrehung an der Kraftbegrenzung beteiligt sein, während in einer sich anschließenden zweiten Phase ein anderes Bauteil die Kraftbegrenzung allein übernimmt, beispielsweise ein Torsionsstab, der an einem Ende mit der Gurtspule und am anderen Ende mit der Sperrscheibe verbunden ist.

Vorzugsweise ist das erste Ende des Metallbandes in einer Aufnahme angeordnet, die zu einer Seite geöffnet ist, und das erste Ende des Metallbandes ist in dem Kanal so abgestützt, daß es die Aufnahme erst in der Nähe des zweiten Endes des Kanals verlassen kann. Auf diese Weise wird mit minimalem Aufwand erreicht, daß das Metallband von der Gurtspule dann gelöst wird, wenn das erste Ende des Metallbandes am zweiten Ende des Kanals angekommen ist, also seinen Beitrag zur Kraftbegrenzung geleistet hat und einer weiteren Verdrehung zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe im Weg wäre.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Kanal in der Nähe des zweiten Endes eine Ausweichaussparung aufweist. In diese Ausweichaussparung hinein und somit aus der Aufnahme hinaus bewegt sich das erste Ende des Metallbandes, wenn es das zweite Ende des Kanals erreicht hat. Dadurch ist das erste Ende des Metallbandes von der Gurtspule abgekoppelt, und die Gurtspule kann sich ungehindert vom Metallband relativ zur Sperrscheibe verdrehen.

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Zur Verbindung zwischen dem Metallband und der Gurtspule kann

vorgesehen sein, daß das Metallband am ersten Ende eine Nase aufweist, die seitlich aus dem Kanal hervorsteht, oder daß das Metallband am ersten Ende mit einem Zapfen versehen ist, der seitlich aus dem Kanal hervorsteht. In beiden Fällen ist das Metallband mit geringem Aufwand mit der Gurtspule gekoppelt.

Zur Variierung des Niveaus der Kraftbegrenzung kann vorgesehen sein, daß das Metallband eine sich verringernde Dicke aufweist. Dies führt zu einem abnehmenden Widerstand, den das Metallband einer Verdrehung zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe entgegensetzt. Es kann auch vorgesehen sein, daß das Metallband eine sich verringernde Breite aufweist. Auch dies führt zu einer Verringerung des Widerstandes. Die Änderung der Dicke bzw. der Breite des Metallbandes kann stufenweise oder kontinuierlich erfolgen, so daß sich eine stufenweise oder kontinuierliche Änderung des Widerstandes ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier bevorzugter Ausführungsforrnen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

- Figur 1 in einem Längsschnitt eine Gurtspule mit Sperrscheibe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

- Figur 2 einen Querschnitt entlang der Ebene II-II von Figur 1, wobei sich die Gurtspule relativ zur Sperrscheibe in der Ausgangsstellung befindet;

- Figur 3 eine Ansicht entsprechend derjenigen von Figur 2, wobei die Gurtspule relativ zur Sperrscheibe verdreht ist;

- Figur 4 eine Gurtspule mit Sperrscheibe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Figur 2;

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- Figur 5 die zweite Ausführungsform in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Figur 3;

- Figur 6 in einer Draufsicht ein Metallband gemäß einer ersten Variante, das bei der ersten Ausführungsform verwendet wird;

- Figur 7 in einer Draufsicht ein Metallband gemäß einer zweiten Variante; und

- Figur 8 in einer Draufsicht ein Metallband gemäß einer dritten Variante.

In Figur 1 ist ein Rahmen 5 eines Gurtaufrollers gezeigt, der dafür vorgesehen ist, in einem Fahrzeug angebracht zu werden. Im Rahmen 5 ist eine Gurtspule 10 drehbar angeordnet. Das bezüglich Figur 1 linke Ende der Gurtspule 10 ist unmittelbar innerhalb einer Öffnung 7 in einem Seitenschenkel des Rahmens 5 angeordnet, während am bezüglich Figur 1 rechten Ende der Gurtspule 10 eine Sperrscheibe 12 angebracht ist. Die Sperrscheibe 12 ist relativ zur Gurtspule 10 verdrehbar. In der Sperrscheibe 12 ist eine (nicht dargestellte) Blockierklinke gelagert, die in eine Sperrverzahnung am Rand der Öffnung 8 im rechten Seitenschenkel des Rahmens 5 eingreifen kann. Da der genaue Aufbau des Sperrmechanismus für das Verständnis der Erfindung nicht relevant ist, wird auf ihn nicht weiter eingegangen; relevant ist nur die Tatsache, daß die Sperrscheibe 12 drehfest am Rahmen verriegelt werden kann.

Zwischen der Sperrscheibe 12 und der Gurtspule 10 ist in aus dem Stand der Technik bekannter Weise ein Torsionsstab 14 angeordnet, der einer Relativdrehung zwischen der Gurtspule 10 und der Sperrscheibe 12 ein Widerstandsmoment entgegensetzt.

In der Sperrscheibe 12 ist ein Kanal 16 (siehe auch Figur 2) ausgebildet, der konzentrisch mit der gemeinsamen Mittel- und Rotationsachse C der Gurtspule 10 und der Sperrscheibe 12 verläuft und sich über einen Winkelbereich von etwa 270° erstreckt. Der Kanal 16 weist eine Innenwand 18 und eine Außenwand 20 auf und ist zur Gurtspule 10 hin geöffnet. An einem Ende des Kanals ist in der

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Außenwand 20 eine Ausweichaussparung 22 vorgesehen, deren Funktion später erläutert wird.

Im Kanal 16 ist ein Metallband 24 (siehe auch Figur 6) angeordnet, das an einem ersten Ende 26 eine Nase 28 aufweist. Die Nase 28 greift in eine Aufnahme 30 ein, die in der Gurtspule 10 in deren Seite ausgebildet ist, die dem Kanal 16 zugewandt ist. Die Aufnahme 30 ist in radialer Richtung etwas so hoch wie die Dicke des Metallbandes 24, in Umfangsrichtung etwa so breit wie die Nase 28 und geht auf der radial außenliegenden Seite in eine umlaufende Nut 32 über, die wie die Aufnahme 30 in der Gurtspule ausgebildet ist. Die Aufnahme ist radial innerhalb des Kanals 16 angeordnet, während die Nut 32 radial außerhalb des Kanals 16 angeordnet ist. Im Ausgangszustand, der in Figur 2 gezeigt ist, stützt sich das erste Ende 26 des Metallbandes an der Außenwand 20 des Kanals 16 ab, so daß verhindert ist, daß die Nase 28 die Aufnahme radial nach außen verläßt und in die Nut 32 eintritt.

Wie in Figur 2 zu sehen ist, verläuft das Metallband 24 ausgehend von seinem ersten Ende 26 ein kurzes Stück im Uhrzeigersinn entlang der Außenwand 20 des Kanals 16, wird dann um rund 180° umgebogen und verläuft in entgegengesetzter Richtung entlang der gesamten Innenwand 18 des Kanals. Das zweiten Ende liegt gegenüber der Ausweichaussparung 22 am zweiten Ende des Kanals 16.

Wenn ausgehend von dem in Figur 2 gezeigten Ausgangszustand die Sperrscheibe 12 relativ zum Rahmen 5 blockiert ist und das auf der Gurtspule 10 aufgewickelte Gurtband mit hoher Kraft abgezogen wird, dreht sich die Gurtspule bezüglich Figur 2 entgegen dem Uhrzeigersinn, während die Sperrscheibe 12 feststeht. Somit wird das mit der Gurtspule 10 verbundene erste Ende 26 des Metallbandes 24 entgegen dem Uhrzeigersinn vom ersten Ende des Kanals 16 hin zum zweiten Ende bewegt. Bei dieser Bewegung &ldquor;läuft" die Biegestelle des Metallbandes auf das zweite Ende des Metallbandes zu, da das Metallband, gezogen vom ersten Ende 26, von der Innenwand 18 des Kanals 16 abgehoben wird. Das einer Relativdrehung zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe

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entgegenwirkende Widerstandsdrehmoment wird allein bestimmt von dem Biegewiderstand des Metallbandes 24.

Sobald das erste Ende 26 des Metallbandes 24 das zweite Ende des Kanals 16 erreicht hat, bewegt es sich radial nach außen in die Ausweichaussparung 22 (siehe Figur 3). Dadurch kann die Nase 28 die Aufnahme 30 verlassen und in die Nut 32 eintreten, so daß die Kopplung zwischen der Gurtspule 10 und dem Metallband 24 aufgehoben ist. Die Gurtspule kann sich dann ungehindert vom Metallband 24 relativ zur Sperrscheibe 12 weiterdrehen. Wie in Figur 3 gezeigt ist, kann die Gurtspule eine um 360° gegenüber der Sperrscheibe verdrehte Position erreichen, in der sich die Aufnahme 30 wieder in ihrer Ausgangsstellung befindet, allerdings ohne das Metallband 24, dessen erstes Ende in der Ausweichaussparung 22 zurückgelassen wurde. Die Gurtspule kann auch eine Drehung von über 360° relativ zur Sperrscheibe 12 ausführen; die Verdrehung ist nur vom Torsionsstab begrenzt.

Für das Austreten der Nase 28 des Metallbandes aus der Aufnahme, sobald die Ausweichaussparung 22 erreicht ist, kann allein das Bestreben des Metallbandes genutzt werden, nach außen aufzufedern. Alternativ oder zusätzlich kann eine schräg verlaufende Übergangsfläche zwischen der Aufnahme 30 und der Nut 32 verwendet werden, welche die Nase 28 radial nach außen drückt.

In den Figuren 4 und 5 ist eine Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.

Anstelle der Nase 28 ist bei der zweiten Ausführungsform am ersten Ende des Metallbandes 24 ein Zapfen 29 vorgesehen, der in das erste Ende 26 eingewickelt ist. Der Zapfen 29 greift in eine fast halbkreisförmige Aufnahme 31 (siehe Figur 5) in der Gurtspule 10 ein, die radial nach innen geöffnet ist. Die Aufnahme 31 ist so angeordnet, daß sich das erste Ende 26 im Ausgangszustand, der in Figur 4 dargestellt ist, an der Innenwand 18 des Kanals 16 abstützt, wodurch verhindert

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ist, daß der Zapfen 29 sich radial einwärts verlagert und die Aufnahme 30 verläßt. Die Ausweichaussparung 22 befindet sich bei dieser Ausführungsform am zweiten Ende des Kanals 16 an der Innenwand 18.

Bei einer Relativdrehung zwischen der Gurtspule 10 und der Sperrscheibe 12 wird der Zapfen, der in der Aufnahme 30 festgehalten wird, im Uhrzeigersinn durch den Kanal 16 bewegt. Erst wenn das erste Ende 26 des Metallbandes 24 die Ausweichaussparung 22 erreicht hat, kann der Zapfen 29 die Aufnahme 31 radial nach innen verlassen und in die umlaufende Nut 32 eintreten, so daß das Metallband 24 von der Gurtspule 10 abgekoppelt ist und sich die Gurtspule frei drehen kann.

In Figur 7 ist ein Metallband 24' gemäß einer Variante dargestellt, bei der die

Breite des Metallbandes stetig vom ersten Ende 26 zum zweiten Ende hin abnimmt. Dadurch verringert sich der Biege widerstand kontinuierlich, wenn die Biegestelle zwischen den ersten und dem zweiten Ende des Metallbandes hin zu einem immer schmäleren Abschnitt läuft.

In Figur 8 ist ein Metallband 24" gemäß einer weiteren Variante dargestellt,

bei der die Dicke des Metallbandes stetig vom ersten Ende 26 zum zweiten Ende hin abnimmt. Auch dadurch verringert sich der Biegewiderstand kontinuierlich, wenn die Biegestelle zwischen den ersten und dem zweiten Ende des Metallbandes hin zu einem immer dünneren Abschnitt läuft.

Es ist auch möglich, eine Variation der Breite mit einer Variation der Dicke zu kombinieren. Auch können sprunghafte Änderungen der Dicke und/der Breite vorgesehen werden.

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Claims

1. Baugruppe bestehend aus einer Gurtspule (10), einer Sperrscheibe (12), die an einem axialen Ende der Gurtspule angeordnet ist, relativ zur Gurtspule ausgehend von einer Ausgangsstellung verdrehbar ist und einen Kanal (16) aufweist, und einem Metallband (24), das in dem Kanal (16) der Sperrscheibe (12) angeordnet ist, wobei ein erstes Ende (26) des Metallbandes (24) mit der Gurtspule (10) verbunden ist und in der Ausgangsstellung in der Nähe eines ersten Endes des Kanals (16) angeordnet ist und wobei das zweite Ende des Metallbandes (24) in der Nähe des entgegengesetzten zweiten Ende des Kanals (16) liegt, so daß bei einer Relativdrehung zwischen der Gurtspule (10) und der Sperrscheibe (12) das erste Ende (26) des Metallbandes (24) hin zum zweiten Ende des Metallbandes bewegt wird, wodurch das Metallband (24) zwischen dem ersten und dem zweiten Ende um etwa 180° umgebogen wird.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende (26) des Metallbandes (24) lösbar mit der Gurtspule (10) verbunden ist.

3. Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende (26) des Metallbandes (24) in einer Aufnahme (30; 31) angeordnet ist, die zu einer Seite geöffnet ist, und daß das erste Ende (26) des Metallbandes (24) in dem Kanal (16) so abgestützt ist, daß es die Aufnahme (30; 31) erst in der Nähe des zweiten Endes des Kanals (16) verlassen kann.

4. Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (16) eine Ausweichaussparung (22) an seinem zweiten Ende aufweist.

5. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (24) am ersten Ende eine Nase (28) aufweist, die seitlich aus dem Kanal (16) hervorsteht.

6. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (24) am ersten Ende (26) mit einem Zapfen (29) versehen ist, der seitlich aus dem Kanal (16) hervorsteht.

7. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (24) eine sich verringernde Dicke aufweist.

8. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (24) eine sich verringernde Breite aufweist.

9. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gurtspule (10) und der Sperrscheibe (12) ein Torsionsstab (14) angeordnet ist.