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Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einem Kraftbegrenzungsmechanismus für ein Sicherheitsgurtsystem eines Kraftfahrzeugs.
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Wird ein Fahrzeug verzögert, sorgt im Normalfall ein Sicherheitsgurtsystem dafür, dass ein Fahrzeuginsasse zurückgehalten wird. Damit es bei einer starken Verzögerung des Fahrzeugs und gleichzeitig einer vollständigen Blockierung des Gurtaufrollers zum Beispiel durch eine Sperrklinke nicht zu einer zu hohen Belastung auf einen Fahrzeuginsassen durch den Sicherheitsgurt kommt, werden in Gurtaufrollern Kraftbegrenzer eingesetzt.
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Der Kraftbegrenzer ermöglicht es allgemein ausgedrückt, dass beim Überschreiten eines bestimmten Drehmoments, das aufgrund einer hohen Zugkraft im Sicherheitsgurt auf die Gurtspule ausgeübt wird, diese auch in einem an sich blockierten Zustand gegen eine hohe Widerstandskraft in der Abwickelrichtung gedreht werden kann, so dass eine gewisse Länge an Gurtband von der Gurtspule abgewickelt werden kann. Dies ermöglicht eine zusätzliche Vorwärtsbewegung des Fahrzeuginsassen, woraus geringere Belastungen resultieren. Bekannt ist es, als Kraftbegrenzer einen oder mehrere Torsionsstäbe zu verwenden, die an einem Ende mit der Gurtspule und am anderen Ende mit einem Blockiermechanismus verbunden sind und in sich verdrillt werden können, wenn hohe Drehmomente auf sie einwirken. Die Drehung der Gurtspule bei blockiertem Gurtaufroller ist allerdings mechanisch auf wenige Umdrehungen der Gurtspule begrenzt.
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Nachteilig hierbei ist, dass bei einer relativ geringen Verzögerung des Fahrzeugs, bei der es zu einer Blockierung des Gurtaufrollers kommt, die Gurtspule bereits ein Stück weit verdreht werden kann, obwohl dies bei relativ geringen Verzögerungen nicht notwendig wäre. Bei einer nachfolgenden, stärkeren Verzögerung des Fahrzeugs bei blockiertem Gurtaufroller ist dann nur noch eine geringere Umdrehung der Gurtspule möglich. Um dieses Problem zu beheben, ist es erforderlich, den Gurtaufroller auszutauschen, was jedoch kostenintensiv ist.
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Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, einen hinsichtlich der Kraftbegrenzung verbesserten Gurttaufroller bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gurtaufroller mit einer drehbar gelagerten Gurtspule, auf der ein Gurtband aufgenommen werden kann, einem Blockiermechanismus, mit dem eine Drehung des Gurtaufrollers in einer Abwickelrichtung des Gurtbandes blockiert werden kann, einem Kraftbegrenzungsmechanismus zur Begrenzung einer Rückhaltekraft des Gurtaufrollers, wobei der Kraftbegrenzungsmechanismus einen Torsionsstab mit einem ersten Abschnitt und mindestens einem weiteren, zweiten Abschnitt umfasst, wobei der erste Abschnitt des Torsionsstabs eine größere Steifigkeit aufweist als der zweite Abschnitt, und wobei der erste Abschnitt des Torsionsstabs lösbar mit der Gurtspule gekoppelt ist und der zweite Abschnitt fest mit der Gurtspule verbunden ist, mit einem Auslösemechanismus zum Lösen der lösbaren Verbindung zwischen dem Torsionsstab und der Gurtspule, und mit einem koaxial zur Gurtspule und/oder zum Torsionsstab angeordneten, drehbar gelagerten Stoppelement, das bei aktiviertem Auslösemechanismus eine Drehung der Gurtspule in der Abwickelrichtung auf eine definierte Anzahl von Umdrehungen begrenzt.
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Erfindungsgemäß begrenzt das Stoppelement die Umdrehungen der Gurtspule nur bei aktiviertem Auslösemechanismus.
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Bei geringen Verzögerungen des Fahrzeugs, wenn der Auslösemechanismus nicht aktiviert ist (beispielsweise bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis bei niedrigen Geschwindigkeiten), dreht sich das Stoppelement nicht. Dies hat den Vorteil, dass bei einer nachfolgenden Verzögerung, bei der der Auslösemechanismus aktiviert ist, immer noch eine ausreichende Vorverlagerung eines Fahrzeuginsassen möglich ist.
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Durch die unterschiedliche Steifigkeit des ersten und des zweiten Abschnitts des Torsionsstabs sind zwei unterschiedliche Kraftniveaus im Gurtaufroller vorgesehen. Solange das hohe Kraftniveau wirkt, findet bei blockierter Gurtspule keine Aktivierung des Kraftbegrenzungsmechanismus statt. Dadurch wird auch die Drehung des Stoppelements bei nicht aktiviertem Auslösemechanismus verhindert.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Torsionsstab über eine Hülse, die den Torsionsstab zumindest abschnittsweise umgibt und im ersten Abschnitt mit diesem drehfest gekoppelt ist, mit der Gurtspule lösbar verbunden. Das bedeutet, der zweite Abschnitt des Torsionsstabs kann durch die Hülse überbrückt werden. Insbesondere ist die Hülse mit der Gurtspule lösbar gekoppelt.
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Unter einer lösbaren Verbindung ist in diesem Zusammenhang eine Verbindung zu verstehen, die sich lösen lässt, ohne dass der Gurtaufroller demontiert werden muss.
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Durch die lösbare Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt des Torsionsstabs und der Gurtspule sind zwei unterschiedliche Kraftpfade durch den Gurtaufroller möglich, wobei ein Kraftpfad nur über den ersten Abschnitt des Torsionsstabs und ein zweiter Kraftpfad über den ersten und den zweiten Abschnitt des Torsionsstabs verläuft. Da der erste Abschnitt des Torsionsstabs eine größere Steifigkeit hat als der zweite Abschnitt, wird eine plastische Verformung, insbesondere eine Verdrillung des Torsionsstabs vermieden, solange der Kraftpfad nur über den ersten Abschnitt des Torsionsstabs verläuft. Verläuft der Kraftpfad über den zweiten Abschnitt des Torsionsstabs, ist bei blockiertem Gurtaufroller aufgrund der geringeren Steifigkeit eine Verdrillung des Torsionsstabs möglich, sodass der Kraftbegrenzungsmechanismus aktiviert wird und eine definierte Vorverlagerung eines Fahrzeuginsassen möglich ist.
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Der Blockiermechanismus umfasst vorzugsweise eine drehbar gelagerte Scheibe, die mit dem Torsionsstab drehfest gekoppelt ist, wobei die Scheibe einen Anschlag und einen an den Anschlag angrenzenden Gewindeabschnitt umfasst, wobei das Stoppelement mit Abstand zum Anschlag auf dem Gewindeabschnitt in Gewindeeingriff mit diesem drehbar gelagert ist.
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Das Stoppelement ist insbesondere in der Ausgangsstellung, also vor dem Aktivieren des Auslösemechanismus, von dem Anschlag beabstandet. Das bedeutet, dass das Stoppelement genau so viele Umdrehungen machen kann, bis es sich auf dem Gewindeabschnitt von seiner Ausgangsposition bis zum Anschlag bewegt hat. Somit kann die Anzahl der Umdrehungen des Stoppelements auf eine definierte Anzahl begrenzt werden, indem das Stoppelement in einem geeigneten Abstand zum Anschlag positioniert wird.
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Beispielsweise ist der Abstand so gewählt, dass das Stoppelement zwei bis drei Umdrehungen machen kann.
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Der Anschlag ist vorzugsweise durch eine Stirnseite der Scheibe gebildet.
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Der Gewindeabschnitt steht als Fortsatz von der Scheibe ab, wobei der Durchmesser des Fortsatzes geringer ist als ein Außendurchmesser der Scheibe.
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Das Stoppelement ist insbesondere mit der Gurtspule drehfest verbunden, derart, dass bei einer Rotation der Gurtspule relativ zur Scheibe das Stoppelement entlang des Gewindeabschnitts bis zum Anschlag bewegt wird. Aufgrund der drehfesten Verbindung des Stoppelements mit der Gurtspule ist keine weitere Drehung der Gurtspule in Abwickelrichtung möglich, sobald das Stoppelement an dem Anschlag anliegt. Somit kann die Gurtspule bei aktiviertem Blockiermechanismus genauso viele Umdrehungen machen wie das Stoppelement.
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Das Stoppelement ist beispielsweise eine Mutter.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Stoppelement mit der Hülse in Gewindeeingriff und an dem Stoppelement ist ein von der Hülse beabstandeter Anschlag vorgesehen.
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Der Anschlag ist insbesondere in der Ausgangsstellung, das heißt vor dem Aktivieren des Auslösemechanismus, von der Hülse beabstandet. Das bedeutet, das Stoppelement kann genau so viele Umdrehungen machen, bis es sich so weit in die Hülse hineingedreht hat, dass der Anschlag an der Hülse anstößt.
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Das Stoppelement ist vorzugsweise mit der Gurtspule drehfest verbunden, derart, dass bei einer Rotation der Gurtspule relativ zur Hülse das Stoppelement in die Hülse eingeschraubt wird, bis der Anschlag an der Hülse anstößt.
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Indem sich das Stoppelement bis zu einem Anschlag in die Hülse hineindreht, wird der Vorteil erreicht, dass die Gurtspule, sobald der Anschlag an der Hülse anliegt, in eine Abwickelrichtung drehfest mit der Hülse gekoppelt ist. Somit ist, sobald sich das Stoppelement bis zum Anschlag in die Hülse hineingedreht hat, der zweite Abschnitt des Torsionsstabs erneut überbrückt.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass die Fahrzeugstruktur bei aktivem Kraftbegrenzungsmechanismus weniger stark belastet wird, da ein Kraftpfad immer über den Torsionsstab verläuft. Auch eine Rückhaltekraft auf einen Fahrzeuginsassen ist reduziert.
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Das Stoppelement hat gemäß dieser Ausführungsform beispielsweise ein Außengewinde und die Hülse ein entsprechendes Innengewinde.
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Um eine Bewegung des Stoppelements entlang des Gewindeabschnitts beziehungsweise in die Hülse hinein zu ermöglichen, ist das Stoppelement relativ zur Gurtspule axial beweglich. Insbesondere hat die Gurtspule eine axiale Führung für das Stoppelement.
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Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens ein beweglich gelagertes Blockierelement vorgesehen, wobei in einer ersten Stellung des Blockierelements die Gurtspule über das Blockierelement mit der Hülse fest gekoppelt ist und in einer zweiten Stellung des Blockierelements die Gurtspule relativ zur Hülse drehbar ist. Somit kann, je nach Stellung des mindestens einen Blockierelements, der Kraftpfad nur über den ersten Abschnitt oder über den ersten und zweiten Abschnitt des Torsionsstabs verlaufen. Das mindestens eine Blockierelement ist insbesondere Bestandteil des Auslösemechanismus.
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Der Auslösemechanismus umfasst vorzugsweise einen von einer Blockierstellung in eine Freigabestellung verdrehbar gelagerten Stellring und ein Antriebselement zum Verdrehen des Stellrings, wobei der Stellring in der Blockierstellung eine Bewegung des mindestens einen Blockierelements von der ersten in die zweite Stellung blockiert und in der Freigabestellung eine Bewegung des Blockierelements von der ersten in die zweite Stellung freigibt. Sobald der Stellring in der Freigabestellung ist und eine Kraft auf die Gurtspule in Abwickelrichtung wirkt, kann das mindestens eine Blockierelement durch eine Bewegung der Gurtspule relativ zur Hülse außer Eingriff mit der Gurtspule bewegt werden.
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Das mindestens eine Blockierelement ist insbesondere radial verschiebbar gelagert. Die Bewegung von der Blockierstellung in die Freigabestellung erfolgt beispielsweise in Richtung nach radial außen.
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Der erste Abschnitt des Torsionsstabs weist vorzugsweise einen größeren Durchmesser auf als der zweite Abschnitt. So kann auf einfache Weise die unterschiedliche Steifigkeit des ersten und zweiten Abschnitts erreicht werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 Teile eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer Explosionsdarstellung,
- - 2 den Gurtaufroller aus 1 in einer Schnittdarstellung bei nicht aktiviertem Auslösemechanismus,
- - 3 den Gurtaufroller aus 1 in einer Schnittdarstellung bei aktiviertem Auslösemechanismus,
- - 4 den Gurtaufroller aus 1 in einer Schnittdarstellung bei aktiviertem Auslösemechanismus nach einer Verdrillung des Torsionsstabs,
- - 5 einen Teil des Auslösemechanismus in einem nicht aktivierten Zustand,
- - 6 den Auslösemechanismus aus 5 in aktiviertem Zustand,
- - 7 den Kraftverlauf bei Blockierung des Gurtaufrollers auf einem hohen Kraftniveau,
- - 8 den Kraftverlauf bei Blockierung des Gurtaufrollers auf einem niedrigen Kraftniveau,
- - 9 Teile eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in einer Explosionsdarstellung,
- - 10 den Gurtaufroller aus 9 in einer Schnittdarstellung bei nicht aktiviertem Auslösemechanismus,
- - 11 den Gurtaufroller aus 9 in einer Schnittdarstellung bei aktiviertem Auslösemechanismus,
- - 12 den Gurtaufroller aus 9 in einer Schnittdarstellung bei aktiviertem Auslösemechanismus nach einer Verdrillung des Torsionsstabs,
- - 13 den Kraftverlauf bei Blockierung des Gurtaufrollers gemäß 9 auf einem hohen Kraftniveau, und
- - 14 den Kraftverlauf bei Blockierung des Gurtaufrollers gemäß 9 auf einem niedrigen Kraftniveau.
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1 zeigt Teile eines Gurtaufrollers 10 für ein Sicherheitsgurtsystem eines Kraftfahrzeugs in einer Explosionsdarstellung.
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Der Gurtaufroller 10 umfasst zum einen eine drehbar gelagerte Gurtspule 12, auf der ein Gurtband aufgewickelt werden kann.
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In montiertem Zustand des Gurtaufrollers 10 ist die Gurtspule 12 in einem Rahmen drehbar gelagert, der in den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.
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Der Gurtaufroller 10 umfasst außerdem eine Scheibe 14, die relativ zu einer nicht dargestellten Fahrzeugstruktur drehbar gelagert ist.
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Die Scheibe 14 hat einen Anschlag 15 und einen an den Anschlag 15 angrenzenden Gewindeabschnitt 17 (siehe 2). Der Anschlag 15 ist insbesondere durch eine Stirnseite der Scheibe 14 gebildet.
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Des Weiteren weist der Gurtaufroller 10 einen Kraftbegrenzungsmechanismus 16 auf, mit dem die im Rückhaltefall auf einen Fahrzeuginsassen wirkende Rückhaltekraft begrenzt werden kann. Der Kraftbegrenzungsmechanismus 16 umfasst einen Torsionsstab 18, der als Energieabsorptionselement dient.
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Der Torsionsstab 18 ist mit einem ersten Ende 20 in der Scheibe 14 drehfest aufgenommen. Insbesondere ist der Torsionsstab 18 formschlüssig mit der Scheibe 14 verbunden.
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Mit seinem zweiten Ende 22 ist der Torsionsstab 18 mit der Gurtspule 12 drehfest verbunden. Insbesondere ist der Torsionsstab 18 formschlüssig mit der Gurtspule 12 verbunden.
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Der Torsionsstab 18 hat einen ersten Abschnitt 24 und einen zweiten Abschnitt 26, wie beispielsweise in 2 zu sehen ist, die den Gurtaufroller 10 in einer Schnittdarstellung zeigt.
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Der erste Abschnitt 24 des Torsionsstabs 18 hat eine größere Steifigkeit als der zweite Abschnitt 26, was im dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht wird, dass der Torsionsstab 18 im ersten Abschnitt 24 einen größeren Durchmesser hat als im zweiten Abschnitt 26. Es ist jedoch auch denkbar, dass der erste Abschnitt 24 ein gehärtetes Material aufweist.
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Der Gurtaufroller 10 umfasst außerdem eine Hülse 28, die den Torsionsstab 18 abschnittsweise umgibt.
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Die Hülse 28 ist mit dem Torsionsstab 18 im ersten Abschnitt 24 des Torsionsstabs 18 gekoppelt, insbesondere drehfest.
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Des Weiteren ist die Hülse 28 mit der Gurtspule 12 lösbar gekoppelt, sodass der erste Abschnitt 24 des Torsionsstabs 18 mit der Gurtspule 12 lösbar gekoppelt ist. Solange der Torsionsstab 18 über die Hülse mit der Gurtspule 12 gekoppelt ist, ist der zweite Abschnitt 26 des Torsionsstabs 18 überbrückt, was anhand eines in 2 eingezeichneten Kraftpfads veranschaulicht ist.
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Der Gurtaufroller 10 hat außerdem einen Auslösemechanismus 30, der nachfolgend in Zusammenhang mit den 5 und 6 detailliert beschrieben wird. Der Auslösemechanismus 30 ist insbesondere eingerichtet, um die lösbare Verbindung zwischen dem Torsionsstab 18 und der Gurtspule 12 zu lösen.
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Der Auslösemechanismus 30 umfasst zwei radial verschiebbar gelagerte Blockierelemente 32 und einen Stellring 34.
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Der Stellring 34 ist mittels einer Federscheibe 36 auf einem Fortsatz 38 der Gurtspule 12 axial fixiert.
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Des Weiteren ist ein Stoppelement 40 vorgesehen, das bei aktiviertem Auslösemechanismus 30 eine Drehung der Gurtspule 12 in der Abwickelrichtung auf eine definierte Anzahl von Umdrehungen begrenzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stoppelement 40 eine Mutter.
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Das Stoppelement 40 ist koaxial zur Gurtspule 12 und zum Torsionsstab 18 angeordnet.
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Das Stoppelement 40 ist drehbar gelagert, insbesondere relativ zur Scheibe 14 und zur Hülse 28 drehbar gelagert.
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2 zeigt den Gurtaufroller 10 aus 1 in einer Schnittdarstellung. Insbesondere zeigt 2 den Gurtaufroller 10 in einem Ausgangszustand, in dem ein manuelles Abwickeln eines Gurtbands durch einen Fahrzeuginsassen möglich ist.
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Der Gurtaufroller 10 ist in diesem Zustand als Ganzes um seine Längsachse L drehbar gelagert. Zur drehbaren Lagerung des Gurtaufrollers 10 sind ein Fortsatz 39 der Scheibe 14 sowie ein Fortsatz 41 der Gurtspule 12 beispielsweise in einem entsprechenden Lager aufgenommen.
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In 2 ist ein Blockiermechanismus 42 sichtbar, mit dem eine Drehung des Gurtaufrollers 10 in eine Abwickelrichtung des Gurtbandes blockiert werden kann.
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Der Blockiermechanismus 42 hat eine Sperrklinke 44, welche eine Drehung der Scheibe 14 und dadurch auch eine Drehung des Gurtaufrollers 10 blockieren kann.
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In 2 ist zudem ersichtlich, dass an einem Übergang vom ersten Abschnitt 24 zum zweiten Abschnitt 26 des Torsionsstabs 18 eine Verzahnung 46 vorgesehen ist, über die der Torsionsstab 18 mit der Hülse 28 drehfest verbunden ist.
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Die Blockierelemente 32 sind in dem in 2 gezeigten Zustand in Eingriff mit der Hülse 28 sowie mit der Gurtspule 12, das heißt, die Hülse 28 und die Gurtspule 12 sind über die Blockierelemente 32 drehfest miteinander gekoppelt.
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Das Stoppelement 40 ist mit Abstand zum Anschlag 15 auf dem Gewindeabschnitt 17 in Gewindeeingriff mit diesem drehbar gelagert.
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Mit der Gurtspule 12 ist das Stoppelement 40 drehfest gekoppelt.
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Das Stoppelement 40 ist jedoch relativ zur Gurtspule 12 axial verschiebbar.
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Kommt es im Fahrbetrieb zu einer plötzlichen Verzögerung eines Kraftfahrzeugs, in dem der Gurtaufroller 10 montiert ist, blockiert der Blockiermechanismus 42 eine Drehung des Gurtaufrollers 10 in eine Abwickelrichtung des Gurtbandes, zum Beispiel, indem die Sperrklinke 44 in einem Strukturbauteil des Kraftfahrzeugs verrastet und dadurch eine Rotation der Scheibe 12 blockiert.
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Solange die Verzögerung des Kraftfahrzeugs unterhalb eines bestimmten Niveaus liegt, wird der Auslösemechanismus 30 nicht aktiviert, das heißt, die Gurtspule 12 ist wie in 2 dargestellt über die Blockierelemente 32 in Eingriff mit der Hülse 28. Eine derartige Verzögerung tritt beispielsweise auf, wenn das Kraftfahrzeug mit einer relativ geringen Geschwindigkeit, beispielsweise mit maximal 15 km/h, auf ein Hindernis auffährt.
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Eine auf einen Fahrzeuginsassen wirkende Rückhaltekraft wird in diesem Fall über den in 2 eingezeichneten Kraftpfad auf die Fahrzeugstruktur übertragen.
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Da der Verlauf des Kraftpfades lediglich entlang des ersten Abschnitts 24 des Torsionsstabs 18 erfolgt, der eine höhere Steifigkeit hat als der zweite Abschnitt 26, kommt es in diesem Fall nicht zu einer plastischen Verformung des Torsionsstabs 18. Das bedeutet, der Kraftbegrenzungsmechanismus 16 wird nicht aktiv. Insbesondere wird der Torsionsstab 18 nicht verdrillt und das Stoppelement 40 bleibt in seiner Ausgangsposition.
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3 zeigt den Gurtaufroller 10 in einer weiteren Schnittdarstellung. Dabei sind im Unterschied zu 2 die Blockierelemente 32 außer Eingriff mit der Hülse 28, sodass die Gurtspule 12 relativ zur Hülse 28 drehbar ist.
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Dies ist dann der Fall, wenn eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs ein bestimmtes Niveau überschreitet und der Auslösemechanismus 30 aktiviert wird.
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Eine auf einen Fahrzeuginsassen wirkende Rückhaltekraft wird in diesem Fall über den in 3 eingezeichneten Kraftpfad auf die Fahrzeugstruktur übertragen, wobei der Kraftpfad auch entlang des zweiten Abschnitts 26 des Torsionsstabs 18 verläuft.
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Da der zweite Abschnitt 26 eine geringere Steifigkeit hat als der erste Abschnitt 24, kann sich die Gurtspule 12 relativ zur Scheibe 14 in eine Abwickelrichtung des Gurtbands drehen, wobei der Torsionsstab 18 im zweiten Abschnitt 26 plastisch verformt, insbesondere verdrillt wird. Dadurch wird der Kraftbegrenzungsmechanismus 16 aktiv und es kann eine Vorverlagerung eines Fahrzeuginsassen stattfinden.
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Dreht sich die Gurtspule 12 relativ zur Scheibe 14, wird das Stoppelement 40 aufgrund des Gewindeeingriffs mit dem Gewindeabschnitt 17 entlang des Gewindeabschnitts 17 bewegt.
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Insbesondere kann die Gurtspule 12 so weit verdreht werden, bis das Stoppelement 40 an dem Anschlag 15 anliegt (siehe 4). In diesem Zustand ist keine weitere Drehung der Gurtspule 12 relativ zur Scheibe 14 möglich.
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Beispielsweise ist die Drehung der Gurtspule 12 nach dem Aktivieren des Auslösemechanismus 30 auf zwei bis drei Umdrehungen begrenzt.
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Durch eine Begrenzung der Umdrehungen der Gurtspule 12 auf eine definierte Anzahl wird ein Fahrzeuginsasse bei blockiertem Gurtaufroller 10 nur so weit vorverlagert, dass er nicht an der Fahrzeugstruktur anstößt.
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4 zeigt den Gurtaufroller 10 in einer weiteren Schnittdarstellung in dem Zustand, in dem die Gurtspule 12 relativ zur Hülse 28 beziehungsweise zur Scheibe 14 maximal verdreht wurde und das Stoppelement 40 an dem Anschlag 15 anliegt.
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In den 5 und 6 ist der Auslösemechanismus 30 veranschaulicht. 5 zeigt den Auslösemechanismus 30 in einem nicht aktivierten Zustand und 6 in einem aktivierten Zustand.
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In nicht aktiviertem Zustand des Auslösemechanismus 30 befindet sich der Stellring 34 in einer Blockierstellung und in ausgelöstem Zustand in einer Freigabestellung.
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Wie in den 5 und 6 zu sehen ist, hat der Stellring 34 Aussparungen 52.
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Wenn der Stellring 34 in der Blockierstellung ist, werden die Blockierelemente 32 durch den Stellring 34 in einer ersten Stellung gehalten. Dabei ist die Gurtspule 12 über die Blockierelemente 32 mit der Hülse 28 drehfest gekoppelt.
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Wenn der Stellring 34 in der Freigabestellung ist, sind die Aussparungen 52 derart mit den Blockierelementen 32 ausgerichtet, dass die Blockierelemente 32 sich nach radial außen in die Aussparrungen 52 hinein bewegen können und dadurch in eine zweite Stellung verschoben werden können.
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Um den Stellring 34 in die Freigabestellung zu verdrehen, ist ein Antrieb vorgesehen, welcher in 2 lediglich schematisch veranschaulicht ist. Der Antrieb umfasst beispielsweise ein linear verschiebbares, pyrotechnisch antreibbares Antriebselement 54, insbesondere einen Kolben. Das Antriebselement 54 kann tangential am Stellring 34 angreifen, um diesen in die Freigabestellung zu verdrehen, wie in 5 durch einen Pfeil veranschaulicht ist.
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Die Bewegung der Blockierelemente 32 von der ersten in die zweite Stellung erfolgt durch eine Relativbewegung zwischen der Gurtspule 12 und der Hülse 28. Insbesondere werden die Blockierelemente 32 durch die Gurtspule 12 nach radial außen geschoben, bis der Eingriff zwischen der Gurtspule 12 und der Hülse 28 gelöst ist.
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7 zeigt anhand eines Diagramms den Verlauf der Rückhaltekraft bei Blockierung des Gurtaufrollers 10 auf einem hohen Kraftniveau, das heißt, in einem Zustand, in dem der Auslösemechanismus 30 nicht aktiviert ist, und 8 den Kraftverlauf bei Blockierung des Gurtaufrollers 10 auf einem niedrigen Kraftniveau nach einer Aktivierung des Auslösemechanismus 30. Ab einer Stopperaktivierung SA, das heißt, wenn das Stoppelement 40 am Anschlag 15 anliegt, steigt die Rückhaltekraft schlagartig an. Ein ähnlich starker Anstieg erfolgt ohne Stopperaktivierung ab einem Zeitpunkt Go, wenn das Gurtband komplett von der Gurtspule 12 abgewickelt ist, was in den 7 und 8 anhand einer gestrichelten Linie dargestellt ist.
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Bei nicht aktiviertem Auslösemechanismus 30, insbesondere bei dem in 7 dargestellten Kraftverlauf, kommt es jedoch nur in der Theorie zu einer Stopperaktivierung, da in der Regel keine derart hohen Belastungen auftreten, dass der Torsionsstab 18 in seinem ersten Abschnitt 24 plastisch verformt wird und das Stoppelement 40 verstellt wird.
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Die 9 bis 12 veranschaulichen einen Gurtaufroller 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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Für gleiche Strukturen mit gleichen Funktionen, die von der obigen Ausführungsform bekannt sind, werden im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet und es wird insoweit auf die vorangegangenen Erläuterungen verwiesen, wobei nachfolgend auf die Unterschiede der jeweiligen Ausführungsformen eingegangen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
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Der Gurtaufroller 10 gemäß den 9 bis 12 unterscheidet sich von dem Gurtaufroller gemäß den 1 bis 6 durch die Form des Stoppelements 40.
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Insbesondere ist das Stoppelement 40 nicht mit der Scheibe 14, sondern mit der Hülse 28 in Gewindeeingriff.
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Zu diesem Zweck hat das Stoppelement 40 ein Außengewinde und die Hülse 28 ein entsprechendes Innengewinde.
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An dem Stoppelement 40 ist ein Anschlag 56 vorgesehen, der in einem Ausgangszustand von der Hülse 28 beabstandet ist, wie in 10 gezeigt.
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Wird eine Drehung des Gurtaufrollers 10, wie vorhergehend in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben, durch den Blockiermechanismus 42 blockiert und ist zudem der Auslösemechanismus 30 aktiviert, wird das Stoppelement 40 durch eine Drehung der Gurtspule 12 in die Hülse 28 hineingeschraubt, insbesondere bis der Anschlag 56 an der Hülse 28 anliegt, wie in 12 dargestellt.
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Sobald das Stoppelement 40 komplett in die Hülse 28 eingeschraubt ist, ist die Gurtspule 12 wieder drehfest mit der Hülse 28 verbunden, sodass der Kraftpfad erneut über den ersten Abschnitt 24 des Torsionsstabs 18 verläuft, während der zweite Abschnitt 26 des Torsionsstabs 18 überbrückt ist.
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13 zeigt für den Gurtaufroller 10 gemäß den 9 bis 12 anhand eines Diagramms den Verlauf der Rückhaltekraft bei Blockierung des Gurtaufrollers 10 auf einem hohen Kraftniveau, das heißt, in einem Zustand, in dem der Auslösemechanismus 30 nicht aktiviert ist. Ab dem Zeitpunkt Go, wenn das Gurtband komplett von der Gurtspule 12 abgewickelt ist, steigt die Rückhaltekraft schlagartig an.
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14 zeigt den Kraftverlauf bei Blockierung des Gurtaufrollers 10 auf einem niedrigen Kraftniveau nach einer Aktivierung des Auslösemechanismus 30. Ab einer Stopperaktivierung SA, das heißt, wenn das Stoppelement 40 mit seinem Anschlag 56 an der Hülse 28 anliegt, steigt die Rückhaltekraft auf das hohe Kraftniveau. Ein weiterer Anstieg erfolgt ab einem Zeitpunkt Go, wenn das Gurtband komplett von der Gurtspule 12 abgewickelt ist.