DE69705390T2 - Sicherheitsgurtspule - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spule einer Aufrollvorrichtung für ein Fahrzeug- Sicherheitsrückhaltesystem.
• Eine Spule einer Aufrollvorrichtung besteht im allgemeinen aus einer zylindrischen Haspel mit einem runden Querschnitt. Das Sicherheitsgurtband ist an der Spule befestigt und um diese gewickelt, und die Spule ist an einer Spulenwelle befestigt, um in der Aufrollvorrichtung drehbar zu sein, um das Gurtband unter der Wirkung einer Rückzugsfeder aufzurollen und das Gurtband unter dem Einfluß eines verhältnismäßig sanften, nach vom gerichteten Beharrungsvermögens eines Fahrzeuginsassen abzuziehen, um beispielsweise den normalen Bewegungen im Zusammenhang mit dem Sitzen in einem Fahrzeug Rechnung zu tragen, wie beispielsweise dem Greifen nach vorn zur Betätigung von im Fahrzeug befindlichen Reglern (für ein Radio oder ein Fenster) oder zum Greifen in das Handschuhfach oder ein Türfach. Im Falle einer Crash-Situation aktiviert die viel stärkere Bewegungsenergie des Fahrzeuginsassen einen Crash-Sensor, der die Spule gegen eine Drehung verriegelt und damit die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuginsassen und eine Verletzung auf Grund des Zusammenstosses des Fahrzeuginsassen mit solchen inneren Bauteilen des Fahrzeugs wie Lenkrad, Armaturenbrett oder Windschutzscheibe verhindert.
• Diese plötzliche Verriegelung der Spule des Sicherheitsgurtes unter Crash-Bedingungen kann jedoch auf Grund des plötzlichen Zusammenstosses des Rumpfes des Fahrzeuginsassen mit dem Sicherheitsgurtband gelegentlich selbst zu Verletzungen des Fahrzeuginsassen führen. Das gilt besonders für einen Crash bei hoher Geschwindigkeit.
• Dieses Problem wurde in den letzten Jahren erkannt, und es wurden einige Lösungen vorgeschlagen.
• Eine Lösung besteht darin, sich auf die natürliche Dehnung des Gurtbandes unter hohen Belastungen und auf den Filmeffekt der Spule (die natürliche Straffung des um die Spule gewickelten Gurtbandes unter hohen Belastungen) zu verlassen, um eine belastungsbegrenzende Wirkung zu erzeugen.
• Ein anderer bekannter Vorschlag wird in EP 0297537 A beschrieben, welche die Merkmale des Oberbegriffabschnitts von Anspruch 1 offenlegt und bei der die Kraftbegrenzung durch das Einfügen eines plastisch verformbaren Elements zwischen die Spule und die innerste Wicklung des Sicherheitsgurtbandes oder durch das Einfügen eines elastischen Elements, wie beispielsweise eines Federgummielements oder eines Kunstharzelements, zwischen einen Endflansch der Spule und die Klinkenplatte bewirkt wird. Das erlaubt das Abziehen des Gurtbandes proportional zum Beharrungsvermögen des Fahrzeuginsassen zum Zeitpunkt der Feststellung eines Crash-Zustands. Dieses Abziehen verringert die andernfalls starken Rückhaltekräfte auf den Fahrzeuginsassen bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten vor allem während der Anfangsmomente des Crashs. Folglich verringert es die schädigenden Wirkungen des Sicherheitsgurts bei einem Crash.
• Die vorliegende Erfindung schlägt verbesserte belastungsbegrenzende Einrichtungen für Aufrollvorrichtungen vor.
• Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung bereitgestellt, die folgendes aufweist: eine Spule (1), die zur Drehung in der Aufrollvorrichtung auf einer Spulenwelle angebracht ist,
• eine Länge eines Sicherheitsgurtbandes, die um die Spule gewickelt ist, um in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Spule (1) auf diese aufgerollt oder von dieser abgezogen werden zu können,
• Mittel zum Verriegeln der Spulenwelle gegen eine Drehung, wenn eine Crash-Situation festgestellt wird,
• kraftbegrenzende Mittel, um nach dem Verriegeln der Spulenwelle das weitere Abziehen des Sicherheitsgurtbandes unter dem Einfluß einer vorwärts gerichteten Bewegungsenergie des Fahrzeuginsassen in einer Crash-Situation zu erlauben,
• bei der die kraftbegrenzenden Mittel durch eine Vielzahl von Stegen bereitgestellt werden, die auf der Außenfläche (4) der Spule bereitgestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steg einen Teilabschnitt, der in einer allgemein radialen Richtung verläuft, und einen Teilabschnitt hat, der um den Umfang verläuft, wobei der um den Umfang verlaufende Teilabschnitt eines Stegs den über den Umfang verlaufenden Abschnitt eines benachbarten Stegs überlagert und durch den in Radialrichtung verlaufenden Teilabschnitt dieses benachbarten Stegs getragen wird, so daß eine Kraft, die zum Straffen des Gurtbandes auf der Spule (1) tendiert, in einer Richtung zum Zerquetschen der radialen Teilabschnitte der Stege und zum Übereinanderschieben der über den Umfang verlaufenden Teilabschnitte wirkt, um dadurch den effektiven Außenumfang der Spule (1) zu verringern.
• Die über den Umfang verlaufenden Stegteile können abgestuft sein, um so einen Anschlag für die Gleitbewegung der Stege zu bilden und eine Mindestgröße der zerquetschten Spule, d. h., eine maximale belastungsbegrenzende Kraft, bereitzustellen, bei der das Abziehen zulässig ist.
• Die Stege können in der unverformten Spule durch Scherelemente sicher gehalten werden. Dadurch wird eine minimale Kraft gewährleistet, bei der die Belastungsbegrenzung wirksam wird. Außerdem wird dadurch eine sichtbare Anzeige vermittelt, wenn die Kraftbegrenzung wirksam geworden ist, wodurch der Besitzer darauf aufmerksam gemacht wird, daß er aus Sicherheitsgründen eine notwendige Auswechslung vornehmen muß, bevor die Aufrollvorrichtung wieder benutzt wird.
• Die Scherelemente können durch kleine Rippen, Stifte oder Schellen gebildet werden, die bei einer vorher festgelegten Belastung brechen, und bei einer geeigneten Materialwahl kann außerdem ein akustisches Signal erzeugt werden.
• Zum besseren Verständnis und um aufzuzeigen, wie die Umsetzung in die Praxis erfolgen kann, wird nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Spule für eine Aufrollvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
• Fig. 2 und 3 Querschnittansichten der Spule von Fig. 1 vor bzw. nach dem Ablauf eines belastungsbegrenzenden Vorgangs sind,
• Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Spule für eine Aufrollvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist,
• Fig. 5 und 6 Querschnittansichten der Spule von Fig. 4 vor bzw. nach dem Ablauf eines belastungsbegrenzenden Vorgangs sind.
• Gleiche Teile werden durchgängig durch gleiche Referenzzahlen bezeichnet.
• In Fig. 1 wird eine Hohlspule 1 effektiv als doppelwandiger Zylinder ausgeführt. Eine Innenwand 2 hat Streben 3, die in Radialrichtung nach innen zur Drehachse oder Welle der Spule (nicht gezeigt) verlaufen. Eine Außenwand 4 hat längs verlaufende Öffnungen 5 und wird in Form von Rippen oder Stegen ausgeführt, die allgemein von der Innenwand 2 in Radialrichtung nach außen verlaufen und winkelig sind, um Außenwandabschnitte bereitzustellen, die in einer Richtung über den Umfang der Spule verlaufen. Die Außenwandabschnitte sind abgestuft, um auf ihrer Umfangsfläche einen benachbarten Wandabschnitt zu tragen, während sie an den Öffnungen einen Zwischenraum zwischen benachbarten Rippen bereitstellen.
• Fig. 2 ist ein Querschnitt der Spule von Fig. 1 unter normalen Betriebsbedingungen. Fig. 3 zeigt die Spule unter Belastungsbedingungen, z. B. während einer Crash-Situation.
• Wie aus einem Vergleich von Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, drückt der Sicherheitsgurt, wenn er unter Belastungsbedingungen gestrafft wird, die Spule 1 zusammen, und die Umfangsteile der abgestuften Rippen gleiten übereinander, bis ihre Enden die Anschläge erreichen, die auf der benachbarten Stufe gebildet werden. Das ist der Zustand, der in Fig. 3 gezeigt wird, bei dem der Durchmesser der Spule unter der Belastung verringert ist, was zu einem stärkeren Abziehen des Gurtbandes führt, als es andernfalls eintreten würde, wodurch die Kraft begrenzt wird, die durch das zurückhaltende Gurtband auf den Fahrzeuginsassen ausgeübt wird. Unter diesen Bedingungen werden die Öffnungen 5 in der äußeren Umfangswand oder -lage geschlossen, wodurch eine Begrenzung der Höchstkraft definiert wird und ein weiteres Zusammenfallen des Spulendurchmessers und ein weiteres Abziehen von der Spule verhindert werden.
• Das Ausführungsbeispiel von Fig. 4 bis 6 stellt eine Verbesserung an dem in Fig. 1 bis 3 gezeigten dar, bei dem kleine Bruchstifte 6 einbezogen werden. Diese brechen bei einer vorher festgelegten Belastung und definieren die Mindestkraft, bei der die Kraftbegrenzung wirksam wird.

Claims (4)

1. Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung, die folgendes aufweist: eine Spule (1), die zur Drehung in der Aufrollvorrichtung auf einer Spulenwelle angebracht ist,

eine Länge eines Sicherheitsgurtbandes, die um die Spule gewickelt ist, um in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Spule (1) auf diese aufgerollt oder von dieser abgezogen werden zu können,

Mittel zum Verriegeln der Spulenwelle gegen eine Drehung, wenn eine Crash-Situation festgestellt wird,

kraftbegrenzende Mittel, um nach dem Verriegeln der Spulenwelle das weitere Abziehen des Sicherheitsgurtbandes unter dem Einfluß einer vorwärts gerichteten Bewegungsenergie des Fahrzeuginsassen in einer Crash-Situation zu erlauben,

bei der die kraftbegrenzenden Mittel durch eine Vielzahl von Stegen bereitgestellt werden, die auf der Außenfläche (4) der Spule bereitgestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steg einen Teilabschnitt, der in einer allgemein radialen Richtung verläuft, und einen Teilabschnitt hat, der um den Umfang verläuft, wobei der um den Umfang verlaufende Teilabschnitt eines Stegs den über den Umfang verlaufenden Abschnitt eines benachbarten Stegs überlagert und durch den in Radialrichtung verlaufenden Teilabschnitt dieses benachbarten Stegs getragen wird, so daß eine Kraft, die zum Straffen des Gurtbandes auf der Spule (1) tendiert, in einer Richtung zum Zerquetschen der radialen Teilabschnitte der Stege und zum Übereinanderschieben der über den Umfang verlaufenden Teilabschnitte wirkt, um dadurch den effektiven Außenumfang der Spule (1) zu verringern.

2. Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die über den Umfang verlaufenden Stegabschnitte abgestuft sind, um so einen vorher festgelegten Anschlag für die Gleitbewegung der Stege zu bilden, wodurch eine Mindestgröße der zerquetschten Spule gewährleistet und eine maximale belastungsbegrenzende Kraft definiert wird, bei der das Abziehen zulässig ist.

3. . Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Stege auf der unverformten Spule (1) im Verhältnis zueinander sicher durch Scherelemente (6) gehalten werden, wobei diese Scherelemente (6) eine Mindestkraft bestimmen, bei der die Belastungsbegrenzung wirksam wird, und eine sichtbare Anzeige ihres Wirksamwerdens bereitstellen.

4. Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Scherelemente (6) durch kleine Rippen, Stifte oder Schellen gebildet werden, die bei einer vorher festgelegten Belastung brechen, welche die Mindestkraft bestimmt.