DE19950855A1

DE19950855A1 - Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt

Info

Publication number: DE19950855A1
Application number: DE19950855A
Authority: DE
Inventors: Martin Specht; Thomas Kilian
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Breed Automotive Technology Inc
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2019-10-22
Also published as: MXPA02003212A; KR100447704B1; WO2001028823A1; AU1207701A; DE60008269T2; EP1222097B1; US6409115B1; JP2003512233A; AU754098B2; DE60008269D1; EP1222097A1; DE19950855B4; KR20020037775A

Abstract

Ein Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit einer Gurtspule 1, auf welche der Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist, und einem aus einem verformbaren Material bestehenden Kraftbegrenzer 2, der zwischen wenigstens einem von einer Blockiereinrichtung gegen Drehung blockierbaren ersten Spulenteil 3 und wenigstens einem bei Energieverbrauch des Kraftbegrenzers 2 drehbaren zweiten Spulenteil 4 angeordnet ist, wobei eine Trägheitsmasse 5 mittels einer Kupplung 6, welche bei Blockierung des ersten Spulenteils 3 und Drehung des zweiten Spulenteils 4 eingerückt ist, an den zweiten Spulenteil 4 für eine Mitbewegung koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Sicher heitsgurt mit einer Gurtspule, auf welche der Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist, und einem aus einem verformbaren Material bestehenden Kraftbegrenzer, der zwischen wenigstens einem von einer Blockiereinrichtung gegen Drehung blockierba ren ersten Spulenteil, und wenigstens einem bei Energiever brauch, z. B. Materialverformung oder Abrieb des Kraftbe grenzers drehbaren zweiten Spulenteil angeordnet ist.

Stand der Technik

Ein derartiger Gurtaufroller ist aus der DE 44 26 479 C2 bekannt. Durch den Kraftbegrenzer wird der bei einem Unfall auf den vorverlagerten Körper des angegurteten Fahrzeugin sassen wirkende Anpreßdruck des Sicherheitsgurtes vermindert, da unter Energieverbrauch ein begrenzter Gurtbandauszug ermöglicht wird.

Aus der DE-OS 19 40 867 ist ein Kraftbegrenzer in Form von Bremsscheiben bekannt, wobei mittels einer Einstellvorrich tung die Bremskraft in Abhängigkeit vom Körpergewicht des angegurteten Fahrzeuginsassen eingestellt werden kann.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller der ein gangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit geringem Aufwand eine selbstätige Einstellung der Kraftbegrenzerwirkung in Abhängigkeit von den Daten des Fahrzeuginsassen und der jeweiligen Unfallschwere erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Trägheitsmasse mittels einer Kupplung, welche bei Blockierung des ersten Spulenteils und Drehung des zweiten Spulenteils eingerückt wird, an den zweiten Spulenteil für eine Mitbewe gung koppelbar ist.

Für die Mitbewegung kann die Trägheitsmasse linear oder drehbar beweglich gelagert sein.

In bevorzugter Weise kann zwischen dem zweiten bei Energie verbrauch des Kraftbegrenzers drehbaren Spulenteil und der Trägheitsmasse ein ins Schnelle übersetzendes Getriebe vorge sehen sein. Hierdurch läßt sich die Wirkung der Trägheits masse auf die Gurtspule erhöhen. Die Trägheitsmasse kann direkt über die Kupplung oder über den Kraftbegrenzer an das zweite Spulenteil ankoppelbar sein. In bevorzugter Weise ist der Kraftbegrenzer als Torsionsstab ausgebildet. Der Torsi onsstab kann sich hierzu in bekannter Weise in der Achse der innen hohl ausgebildeten Gurtspule erstrecken. Der Kraftbe grenzer kann auch in Form von Reibbelägen (DE 196 40 842 C2 oder DE 197 31 689 C2) vorliegen.

In bevorzugter Weise ist die vom Kraftbegrenzer vermittelte Kraftbegrenzerfunktion für eine 5%-Frau ausgelegt. In dem in der Praxis vorkommenden Unfallschwere-Spektrum wird von einer derartigen angegurteten Person bei der Vorverlagerung bezogen auf die jeweilige Unfallschwere die niedrigste Drehgeschwin digkeit des drehbaren Gurtspulenteils bewirkt. Falls die angegurtete Person bezogen auf Körpergewicht und -größe größer dimensioniert ist, beispielsweise der Norm etwa eines 50%-Mannes oder mehr (bis zu 95%-Mann) entspricht, wird bei der Vorverlagerung die Drehgeschwindigkeit des drehbaren Spulenteils bei der entsprechenden Unfallschwere größer sein. Dementsprechend wirkt sich die über die Kupplung angekoppelte Trägheitsmasse mit sich erhöhender Trägheitskraft als Reakti onskraft auf das sich drehende Spulenteil oder den mit diesem Spulenteil verbundenen Torsionsstab im Sinne einer variablen sich hinzuaddierenden Bremskraft aus.

Durch die Erfindung wird mithin eine sich aus den Körperdaten der angegurteten Person und der Unfallschwere sich selbst einstellende Beeinflussung der Wirkung des Kraftbegrenzers erreicht.

Beispiele

Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfin dung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel; und

Fig. 3 eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 2.

Die in den Figuren dargestellten Gurtaufroller besitzen eine Gurtspule 1, auf welche ein Sicherheitsgurt 19 auf- und abwickelbar ist. Die Gurtspule 1 besitzt an ihren beiden stirnseitigen Wickelenden Blockierscheiben mit am Umfang umlaufenden Blockierverzahnungen 8. Diese Blockierscheiben bilden ein erstes blockierbares Spulenteil 3. Die Blockierung kann in bekannter Weise fahrzeugsensitiv oder gurtbandsensi tiv ausgelöst werden und gegebenenfalls nach Straffung des Sicherheitsgurtes 19 mittels einer nicht näher dargestellten Straffereinrichtung wirken.

Ferner besitzt die Gurtspule 1 einen Spulenkörper, welcher ein zweites Spulenteil 4 darstellt. Das zweite Spulenteil 4 (Spulenkörper) ist hohl ausgebildet und durch den Hohlraum erstreckt sich in Form eines Torsionsstabes ein Kraftbe grenzer 2. Der Kraftbegrenzer 2 ist mit seinem linken Ende drehfest mit der linken Blockierscheibe, welches eines der beiden blockierbaren Spulenteile 3 bildet, in einem Festlager 9 verbunden. An der rechten Seite ist der als Torsionsstab ausgebildete Kraftbegrenzer 2 beispielsweise über eine Kerbverzahnung 10 oder dergleichen drehfest mit dem drehbaren Spulenteil 4 (Spulenkörper) verbunden. Im Normalbetrieb ist die Gurtspule 1 um eine Spulenachse 11 drehbar gegenüber einem Gurtaufrollerrahmen 12 gelagert.

Der Kraftbegrenzer 2 besitzt an seinem rechten Ende einen zur Spulenachse 11 koaxialen Lagerbolzen 13. Der Lagerbolzen 13 ist in bevorzugter Weise einstückig mit dem Kraftbegrenzer 2 verbunden und bildet eine axiale Verlängerung des Stabstückes des Kraftbegrenzers 2. Auf dem Lagerbolzen 13 ist beim Aus führungsbeispiel der Fig. 1 drehbar eine Trägheitsmasse 5 gelagert. Die Trägheitsmasse 5 besitzt Haubenform und im Innern der Haube der Trägheitsmasse 5 befindet sich ein Getriebe 7, welches bevorzugt als Planetengetriebe ausgebil det ist. Das Planetengetriebe besitzt einen Planetenradträger 14, welcher drehbar am Lagerbolzen 13 gelagert ist. Am Plane tenradträger 14 ist wenigstens ein Planetenrad 15 drehbar gelagert. Das Planetenrad 15 kämmt mit einem ortsfest am Gurtaufrollerrahmen 12 befestigten Hohlrad 16. Zur Befesti gung des Hohlrades 16 kann ein Adapterflansch 18 vorgesehen sein, wie er in der DE 199 40 034 A1 beschrieben ist. An die haubenförmige Trägheitsmasse 5 ist eine Lagerbuchse ange formt, welche ein Sonnenrad 17 des Planetengetriebes bildet. Das Sonnenrad 17 ist drehbar am Lagerbolzen 13 gelagert. Das Planetenrad 15 kämmt sowohl mit dem drehfest am Gurtaufrol lerrahmen 12 gelagerten Hohlrad 16 und mit dem Sonnenrad 17.

Am Planetenrad 15, am Hohlrad 16 und am Sonnenrad 17 sind entsprechende Verzahnungen hierzu vorgesehen.

Über eine Kupplung 6 kann, wie im einzelnen noch erläutert wird, das drehbare Spulenteil 4 (Spulenkörper) über das Getriebe 7 an die Trägheitsmasse 5 angekoppelt werden. Die Kupplung kann in der Weise ausgebildet sein, wie es in der DE 199 40 034 A1 beschrieben ist. Im normalen Gurtaufrollerbe trieb befindet sich die Kupplung 6 im ausgerückten Zustand. Im Falle der Blockierung der Blockierscheiben (blockierbares Spulenteil 3) werden die Blockierscheiben, beispielsweise bei einem Unfall, gegen Drehung festgehalten. Bei einer Vorverla gerung des Körpers des angegurteten Fahrzeuginsassen kann sich das drehbare Spulenteil 4 gegen die Rückhaltekraft des Kraftbegrenzers 2, welcher drehfest im Festlager 9 mit der linken Blockierscheibe am Gurtaufrollerrahmen 12 festgehalten wird, drehen. Bei dieser Drehung wird, wie es in der DE 199 40 034 A1 beschrieben ist, die Kupplung 6 eingerückt. Hier durch wird der Spulenkörper (drehbares Spulenteil 4) über das Getriebe 7 mit der Trägheitsmasse 5 in Drehantriebsverbindung gebracht.

Der Kraftbegrenzer 2 ist in seiner Kraftbegrenzerwirkung auf die standardisierte Größe einer 5%-Frau ausgelegt. Falls die verunfallte Person Körperdaten aufweist, welche etwa dieser Standardgröße entsprechen, wird beim durch den Kraftbegrenzer 2 gebremsten Gurtbandauszug in Abhängigkeit von der jeweili gen Unfallschwere eine relativ niedrige Drehgeschwindigkeit haben. Die von der angekoppelten Trägheitsmasse 5 ausgehende zusätzliche Bremswirkung wird daher nur gering sein. Falls die Körperdaten der verunfallten Person etwa der eines 50%-Mannes oder mehr (95%-Mannes) entsprechen, erhöht sich bei der Vorverlagerung die Drehgeschwindigkeit des drehbaren Spulenteils 4 in Abhängigkeit davon. Die von der angekoppel ten Trägheitsmasse 5 aus der Trägheitskraft resultierende bremsende Wirkung auf das drehbare Spulenteil 4 (Spulen körper) erhöht sich damit entsprechend. Diese verzögernde bzw. bremsende Wirkung addiert sich zu der vom Kraftbegrenzer 2 ausgeübten Bremswirkung. Diese Bremswirkung, welche aus der von der angekoppelten Trägheitsmasse 5 erzeugten Trägheits kraft resultiert, ist proportional den Körperdaten der verun fallten angegurteten Person und der Unfallschwere. Diese zusätzliche Bremswirkung addiert sich zu der vom Kraftbe grenzer 2 erzeugten Bremswirkung. Es entsteht damit ein Kraftbegrenzersystem, das selbsttätig proportional den Kör perdaten der verunfallten Person und der Unfallschwere wirkt.

Zur Erhöhung der aus der angekoppelten Trägheitsmasse 5 resultierenden Trägheitskraft auf das drehbare Spulenteil 4 bzw. den Kraftbegrenzer 2 kann das Getriebe 7 ausgehend vom drehbaren Spulenteil 4 zur Trägheitsmasse 5 hin als ins Schnelle übersetzendes Getriebe ausgebildet sein.

Bei der Erfindung erreicht man somit im dynamischen Kurzzeit bereich des Unfallgeschehens in einem großen Spektrum der Unfallschwere und der Körperdaten der angegurteten Personen eine im wesentlichen jeweils gleiche Gurtbandauszugslänge und entsprechend selbsttätig abgestimmte Kraftbegrenzung.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Trägheitsmasse 5 drehbar gelagert. Es ist jedoch auch möglich, die Trägheits masse linear beweglich zu lagern, wie es das Ausführungsbei spiel der Fig. 2 und 3 zeigt. Bei diesem Ausführungsbei spiel sind zwei Massekörper vorgesehen, welche eine Träg heitsmasse 5' bilden. Die beiden Massekörper 5' besitzen gegebenenfalls einstückig Zahnstangen 20, welche mit dem Sonnenrad 17, das drehbar auf dem Lagerbolzen 13 gelagert ist, kämmen. Bei eingerückter Kupplung 6 überträgt sich die Drehbewegung des Sonnenrades 17 auf die beiden Massekörper 5', so daß diese linear in entgegengesetzen Richtungen zuein ander bewegt werden. An Stelle von zwei Massekörpern 5 kann auch nur ein Massekörper zur Bildung der Trägheitsmasse 5' verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1

Gurtspule

2

Kraftbegrenzer

3

blockierbares Spulenteil

4

drehbares Spulenteil

5

Trägheitsmasse

6

Kupplung

7

Getriebe

8

Blockierverzahnung

9

Festlager

10

Kerbverzahnung

11

Spulenachse

12

Gurtaufrollerrahmen

13

Lagerbolzen

14

Planetenradträger

15

Planetenrad

16

Hohlrad

17

Sonnenrad

18

Adapterflansch

19

Sicherheitsgurt

20

Zahnstange

Claims

1. Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit einer Gurt spule, auf welche der Sicherheitsgurt auf- und abwickel bar ist, und einem aus einem Energie verbrauchenden Mate rial bestehenden Kraftbegrenzer, der zwischen wenigstens einem von einer Blockiereinrichtung gegen Drehung bloc kierbaren ersten Spulenteil und wenigstens einem bei Energieverbrauch des Kraftbegrenzers drehbaren zweiten Spulenteil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägheitsmasse (5; 5') mittels einer Kupplung (6), welche bei Blockierung des ersten Spulenteils (3) und Drehung des zweiten Spulenteils (4) eingerückt ist, an den zweiten Spulenteil (4) für eine Mitbewegung koppelbar ist.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse (5; 5') für die Mitbewegung dreh bar oder linear beweglich gelagert ist.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen dem zweiten Spulenteil (4) und der Trägheitsmasse (5, 5') ein ins Schnelle übersetzendes Ge triebe (7) vorgesehen ist.

4. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse (5, 5') mittels der Kupplung (6) an den Kraftbegrenzer (2) koppelbar ist.

5. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kraftbegrenzer (2) erzeugte Kraftbegrenzerwirkung für eine 5%-Frau ausgelegt ist.

6. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftbegrenzer (2) als Torsions stab ausgebildet ist.