DE20207385U1

DE20207385U1 - Baugruppe bestehend aus Gurtspule und Sperrscheibe für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurtaufroller

Info

Publication number: DE20207385U1
Application number: DE20207385U
Authority: DE
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2012-05-11

Description

PRINZ &FARTNER'öb

PATENTANWÄLTE Manzingerweg 7

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-81241 München

EUROPEANTRADEMARKATTORNEYS Tel. +49 89 89 69 80

10. Mai 2002

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

Unser Zeichen: T10036 DE
St/eh

Baugruppe bestehend aus Gurtspule und Sperrscheibe für einen Fahrzeug-

S icherheitsgurtaufroller

Die Erfindung betrifft eine Baugruppe bestehend aus einer Gurtspule und einer Sperrscheibe für einen Fahrzeug-S icherheitsgurtaufroller, 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. Diese Konstruktion liefert jedoch nur einen linearen Verlauf der Gurtbandabzugskraft. Es wäre wünschenswert, diesen Verlauf mit geringem Aufwand anders als linear zu gestalten, beispielsweise stufig oder degressiv.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Baugruppe für einen Gurtaufroller mit Kraftbegrenzungsfunktion zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau und einen frei einzustellenden Verlauf der Gurtbandabzugskraft auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Baugruppe bestehend aus einer Gurtspule und einer Sperrscheibe vorgesehen, die an einem axialen Ende der Gurtspule angeordnet und relativ zur Gurtspule ausgehend von einer Ausgangsstellung verdrehbar ist, wobei ein Umformelement vorgesehen ist, das an einem Umformring anliegt, so daß das Umformelement bei einer Relativdrehung zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe den Umformring plastisch deformiert. Auf diese Weise wird ein Widerstandsmoment erzeugt, das der Relativdrehung entgegenwirkt und dessen Höhe von der Umformkraft und der Reibungskraft bestimmt wird, die zwischen dem Umformelement und dem Umformring wirken. Je nach Ausgestaltung des Umformelements und des Umformringes kann der Verlauf des Widerstandsmoments in der gewünschten Weise eingestellt werden.

Das Umformelement kann einstückig mit der Sperrscheibe oder der Gurtspule ausgebildet sein. Dies ergibt einen besonders geringen Montageaufwand.

-3-

Das Umformelement kann auch ein Einlegeteil sein, das in der Gurtspule oder

der Sperrscheibe aufgenommen ist. Dies ermöglicht es, das Umformelement aus einem Material auszuführen, das optimal im Hinblick auf die gewünschten Reibungseigenschaften mit dem Umformring und die gewünschte Umformarbeit ausgewählt ist, beispielsweise aus einem sehr harten Material.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Umformring mit Zähnen versehen ist. Im Vergleich mit einem massiven Umformring erleichtert dies die Umformarbeit, die das Umformelement leisten muß, wenn es sich entlang dem Umformring bewegt. Auch kann durch die Wahl der Dicke der Zähne und ihres Abstandes voneinander der Widerstand eingestellt werden, der einer Relativdrehung zwischen der Sperrscheibe und der Gurtspule entgegenwirkt. Es kann auch vorgesehen sein, daß sich der Querschnitt der Zähne entlang dem Umformring ändert, beispielsweise kleiner wird. Auf diese Weise kann dann eine degressive Kennlinie erzielt werden.

Der Umformring kann als Einlegeteil ausgeführt sein, das mit Verankerungsvorsprüngen versehen ist. Ähnlich wie beim Umformteil kann der Umformring, wenn er als separates Bauteil ausgeführt wird, aus einem Material bestehen, das optimal an die geforderte Umformbarkeit angepaßt ist, beispielsweise eine hohe plastische Verformbarkeit aufweist.

Alternativ kann der Umformring einstückig mit der Gurtspule bzw. der Sperrscheibe ausgebildet sein. Dies verringert die Montagekosten.

Gemäß einer Weiterbildung können mehrere Umformringe vorgesehen sein, die parallelgeschaltet sind. Dies kann entweder dazu genutzt werden, ein besonders hohes Widerstandmoment zu erzeugen, indem die Umformringe alle gleichzeitig wirksam sind. Alternativ können die mehreren Umformringe so angeordnet oder ausgeführt sein, daß sie zeitlich versetzt wirksam werden. Auf diese Weise kann ein ansteigendes Widerstandsmoment erhalten werden.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe ein Torsionsstab angeordnet ist. Der

-4-

Torsionsstab gewährleistet auf mechanisch einfache und zuverlässige Weise ein vorbestimmtes Grundniveau von Gurtbandabzugskraft, das mittels des Widerstandselementes variiert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:

- Figur 1 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht einen Gurtaufroller mit einer Baugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

- Figur 2 den Gurtaufroller von Figur 1 in einem Querschnitt;

- Figur 3 in einer perspektivischen Ansicht die Baugruppe von Figur 1;

- Figur 4 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Figur 3 eine Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und

- Figur 5 in einer Ansicht entsprechend derjenigen von Figur 3 eine Baugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Gurtaufroller dargestellt, der einen Rahmen 10 und eine Gurtspule 12 aufweist. Die Gurtspule ist im Rahmen um eine Achse C drehbar gelagert und kann in bekannter Weise einen Sicherheitsgurt aufnehmen.

Am bezüglich Figur 2 linken Ende der Gurtspule ist eine Sperrscheibe 14 angeordnet, die relativ zur Gurtspule 12 verdrehbar ist. Zwischen der Gurtspule 12 und der Sperrscheibe 14 ist ein Torsionsstab 16 angeordnet, der an seinem bezüglich Figur 2 rechten Ende drehfest mit der Gurtspule und an seinem linken Ende drehfest mit der Sperrscheibe 14 verbunden ist.

In der Sperrscheibe 14 ist eine Ausnehmung 18 für eine Blockierklinke vorgesehen, die mittels eines Blockiermechanismus in eine Blockierverzahnung 20 eingesteuert werden kann, die am Rahmen 10 ausgebildet ist. Der Aufbau und die Funktion des Blockiermechanismus und der Sperrklinke sind für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich, so daß sie hier nicht dargestellt sind. Wichtig ist nur, daß die Sperrscheibe 14 fest gegenüber dem Rahmen 10 in der Gurtbandabwickelrichtung (Richtung P in Figur 1) blockiert ist, wenn die Blockierklinke in

die Blockierverzahnung eingesteuert ist. In diesem Zustand kann nur dann Gurtband von der Gurtspule abgezogen werden, wenn das Widerstandmoment überwunden wird, das einer Verdrehung der Gurtspule 12 relativ zur Sperrscheibe 14 entgegenwirkt.

Die Gurtspule 12 weist auf der Seite der Sperrscheibe 14 einen Flansch 22 auf, auf dessen Außenseite ein Umformring 24 angeordnet ist (siehe auch Figur 3). Der Umformring 24 ist auf seinem Außenumfang mit mehreren Verankerungsvorsprüngen 26 versehen, die in entsprechenden Ausnehmungen in der Gurtspule 12 aufgenommen sind, so daß der Umformring 24 drehfest mit der Gurtspule verbunden ist. Auf seinem Innenumfang ist der Umformring mit einer Vielzahl von Zähnen 28 versehen, die eine etwa quadratische Form haben und in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der etwa ihrer Breite entspricht.

Die Sperrscheibe 14 ist mit einem einstückig mit ihr ausgebildeten Umformelement 30 versehen, das als Nocken mit abgerundeter Außenkontur ausgebildet ist. Der Nocken hat die Breite von zwei Zahnzwischenräumen und einem Zahn und ist in einer Aussparung angeordnet, die dadurch gebildet ist, daß ein Zahn fehlt.

In den Figuren ist der Ausgangszustand des Gurtaufrollers gezeigt, bevor eine Kraftbegrenzung stattgefunden hat. Wenn ausgehend von diesem Ausgangszustand bei blockierter Sperrscheibe 14 eine hohe Zugkraft im Gurtband wirkt, wird die Gurtspule 12 in der Richtung des Pfeils P relativ zur Sperrscheibe 14 verdreht. Dabei wird das Umformelement entlang den Zähnen des Umformringes 24 bewegt, die vom Umformelement plastisch verformt werden. Der Verformungswiderstand der Zähne 28 zusammen mit der Reibung, die zwischen dem Umformelement 30 und den Zähnen 28 des Umformringes 24 wirkt, erzeugen ein Widerstandsmoment, das einer Verdrehung zwischen der Gurtspule 12 und der Sperrscheibe 14 entgegenwirkt.

Nach einer Verdrehung zwischen der Gurtspule 12 und der Sperrscheibe 14 um 360° trifft das Umformelement 30 auf die bereits verformten Zähne. Dadurch ergibt sich ein Absinken des Widerstandsmoments und eine degressive Kennlinie.

-6-

Gemäß einer nicht dargestellten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß sich der Querschnitt der Zähne 28, die Breite der Zähne 28 und/oder ihr Abstand voneinander entlang des Umfangs des Umformringes 24 ändert. Auch auf diese Weise kann der Verlauf des Widerstandsmomentes beeinflußt werden.

In Figur 4 sind eine Gurtspule und eine Sperrscheibe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist bei der zweiten Ausführungsform das Umformelement 30 als Einlegeteil ausgebildet, das in einer Tasche in der Sperrscheibe angeordnet ist. Das Uniformelement besteht aus einem härteren Material als die Sperrscheibe, die üblicherweise aus einem Metall-Druckgußmaterial besteht.

Der Umformring 24 ist bei der zweiten Ausführungsform an seinem Innenumfang glatt ausgeführt, so daß das Umformelement 30 das Material des Umformringes 24 großflächig plastisch verformt, wenn es zu einer Relativdrehung zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe kommt.

In Figur 5 sind eine Gurtspule und eine Sperrscheibe gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Für die von der ersten und der zweiten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Auch bei der dritten Ausführungsform ist das Umformelement 30 als Einlegeteil ausgebildet. Im Unterschied zur zweiten Ausführungsform ist der Umformring 24 einstückig mit der Gurtspule 12 ausgebildet, und zwar als ein Abschnitt am Flansch 22 der Gurtspule 12. In gleicher Weise wie bei der zweiten Ausführungsform ist der Umformring 24 auf seinem Innenumfang glatt ausgebildet.

Claims

1. Baugruppe bestehend aus einer Gurtspule (10) und einer Sperrscheibe (12), die an einem axialen Ende der Gurtspule angeordnet und relativ zur Gurtspule ausgehend von einer Ausgangsstellung verdrehbar ist, wobei ein Umformelement (30) vorgesehen ist, das an einem Umformring (24) anliegt, so daß das Umformelement (30) bei einer Relativdrehung zwischen der Gurtspule und der Sperrscheibe den Umformring (24) plastisch deformiert.

2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformelement (30) ein Nocken ist, der an der Sperrscheibe (14) angeordnet ist.

3. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformelement (30) ein Nocken ist, der an der Gurtspule (12) angeordnet ist.

4. Baugruppe nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformelement (30) einstückig mit der Sperrscheibe bzw. der Gurtspule ausgebildet ist.

5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformelement (30) ein Einlegeteil ist.

6. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformring (24) mit Zähnen (28) versehen ist.

7. Baugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Zähne (28) entlang dem Umformring ändert.

8. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformring (24) ein Einlegeteil ist, das mit Verankerungsvorsprüngen (26) versehen ist.

9. Baugruppe nach einem der Anspruche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformring (24) einstückig mit der Gurtspule (12) bzw. der Sperrscheibe (14) ausgebildet ist.

10. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Umformringe vorgesehen sind, die parallelgeschaltet sind.

11. Baugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformringe zeitlich versetzt wirksam werden.

12. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gurtspule (12) und der Sperrscheibe (14) ein Torsionsstab (16) angeordnet ist.