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WO2013060439A1 - Gurtstraffer für ein sicherheitsgurtsystem - Google Patents

Gurtstraffer für ein sicherheitsgurtsystem Download PDF

Info

Publication number
WO2013060439A1
WO2013060439A1 PCT/EP2012/004414 EP2012004414W WO2013060439A1 WO 2013060439 A1 WO2013060439 A1 WO 2013060439A1 EP 2012004414 W EP2012004414 W EP 2012004414W WO 2013060439 A1 WO2013060439 A1 WO 2013060439A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
belt
tensioner
belt shaft
housing
insertion element
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/004414
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter Betz
Dominik SEITZER
Karl Ruediger
Original Assignee
Trw Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trw Automotive Gmbh filed Critical Trw Automotive Gmbh
Priority to US14/352,339 priority Critical patent/US9358949B2/en
Priority to CN201280057949.4A priority patent/CN103946074A/zh
Priority to DE112012004515.7T priority patent/DE112012004515A5/de
Publication of WO2013060439A1 publication Critical patent/WO2013060439A1/de

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    • B60R2022/4647—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators the gas directly propelling a flexible driving means, e.g. a plurality of successive masses, in a tubular chamber the driving means being a belt, a chain or the like

Definitions

  • the invention relates to a belt tensioner for safety belt systems in motor vehicles, in particular a Endbetschstraffer.
  • DE 103 13 551 B3 proposes a seat belt retractor in which a hollow belt shaft rotatably mounted in the belt housing has an end opening and an axially aligned belt shaft slot.
  • a feedthrough slot is provided in a housing leg of the belt shaft housing, so that the end of the webbing designed as an end loop
  • CONFIRMATION & OP1E together with an inserted into the end loop belt pin in the axial direction can be inserted into the hollow belt shaft and fixed there.
  • the object of the invention is therefore to provide a compact belt tensioner, in which in particular the end of a strap can be attached later with low assembly costs to a belt shaft of the rotary belt tensioner.
  • a belt tensioner for a safety belt system with a belt shaft housing, a belt shaft which is rotatably mounted in the belt housing about an axis, a cable reel which is firmly connected to the belt shaft, and a tensioner drive, a tensioner tube, a in the tensioner longitudinally displaceably guided, deformable plastic element, a drive pinion and a pull rope, which is partially wound onto the cable reel, the plastic element can engage in the drive pinion and drive the drive pinion in the tensioning direction, and wherein the traction cable on a rotation of the drive pinion on the one hand Reeled cable drum of the drive pinion and on the other hand is unwound from the cable reel with rotation of the belt shaft.
  • a tensioner drive has a very high level of operational safety and also allows an extremely compact construction of the belt tensioner, especially in the axial direction.
  • the deformable plastic element is preferably formed in one piece, ie the drive is effected by a single driven mass element.
  • the plastic element is substantially cylindrical and its length is a multiple of its diameter.
  • the drive pinion When interacting with the drive pinion, its teeth dig into the plastic element, which is thereby deformed. It is also useful to have an im To provide compared to its diameter very long first plastic element to which on the drive pinion in the initial state side facing away from some significantly shorter plastic elements. Again, the length of the individual plastic elements is a multiple of the diameter.
  • the belt tensioner comprises a belt shaft insertion element to which one end of a belt strap is fastened, wherein the belt shaft has a recess for receiving the belt shaft insertion element, and wherein the belt shaft insertion element can be inserted substantially radially into the recess.
  • the belt shaft has a recess for receiving the belt shaft insertion element, and wherein the belt shaft insertion element can be inserted substantially radially into the recess.
  • the belt shaft has a fork bearing for the rotationally fixed fixing of the belt shaft insertion element, wherein the belt shaft insertion element can be inserted substantially radially into the fork bearing.
  • This fork bearing allows with little effort a rotationally fixed connection between the belt shaft insertion element and the belt shaft.
  • the belt shaft insertion element is designed for example as a thick plate or rod with a substantially rectangular or trapezoidal cross-section and accurately received in the fork bearing.
  • opposite axial ends of the belt shaft insertion element extend axially beyond the belt, the axial ends being designed as bearing sections for supporting the belt shaft insertion element in the belt shaft.
  • the belt shaft insertion element can be symmetrical, in particular designed as a symmetrical steel plate. This symmetry simplifies the subsequent attachment of the webbing to the belt shaft and prevents assembly errors.
  • the end of the webbing is preferably sewn into a loop, wherein the loop encloses at least a portion of the belt shaft insertion element. The formation of a loop provides a simple, inexpensive and reliable way to attach a strap end.
  • the belt shaft has Weflenstummel at its axial ends, which are connected by a belt shaft web.
  • the belt shaft insertion element with the webbing attached thereto can be easily absorbed in the region of the belt shaft web, while the stub shafts allow a simple, rotatable about an axis storage of the belt shaft in Gurtwellengephaseuse.
  • a fork bearing for the belt shaft insertion element is preferably formed in at least one stub shaft.
  • the fork bearing is designed as a radial bearing slot in the stub shaft, in which a bearing portion of the sprocket insertion element engages positively, to connect the sprocket insertion element rotationally fixed to the belt shaft.
  • the belt shaft and more preferably also the GurtwellengePFuse are symmetrical. Analogous to the symmetrical design of the belt shaft insertion element also this symmetry contributes to the reduction of assembly errors and thus a simpler installation.
  • both a belt tensioner for the driver side and (mirror-inverted) a belt tensioner for the passenger side of a motor vehicle with identical components can be assembled. As a result, the variety of components and the associated storage costs is reduced and the assembly of the seat belt system further simplified.
  • the belt housing is U-shaped in an axial section and has a housing web and two opposite housing legs, wherein each housing leg has a housing opening through which the belt shaft extends.
  • a Gurtwellengekoruse can be produced with little effort as a bent stamping made of sheet metal, especially steel.
  • a distance between the housing legs in the region of the housing web is greater than in the region of the free leg ends. This results in a kind of "omega shape" of the Gurtwellengekoruses, whereby the belt forces occurring can be easily absorbed.
  • an advantageous storage for the belt shaft is provided so that the belt shaft as a casting, in particular of zinc die-cast, can be produced.
  • the distance between the housing legs changes in the region of the housing openings, particularly preferably only in the area of the housing openings.
  • an axial dimension of the belt shaft essentially corresponds to an axial dimension of the tensioner drive.
  • the axial dimension is determined essentially by the width of the webbing to be wound and the resulting necessary dimension of the belt shaft.
  • the tensioner drive is adapted to this axial dimension, so that an axial space requirement of the belt tensioner is minimal.
  • Substantially corresponding axial dimensions are used in the present case if the (axial) length difference between the belt shaft and the pretensioner drive is less than 10%, preferably less than 5%.
  • a tube axis of the tensioner tube extends in sections parallel to the axis of rotation of the belt shaft.
  • the tensioner drive may comprise a housing in which a linear receiving space for the deformable plastic element is formed after activation of the belt tensioner, wherein the linear receiving space extends in sections parallel to the axis of rotation of the belt shaft.
  • FIG. 1 is a plan view of the belt tensioner according to Figure 1;
  • FIG. 3 is a side view of the belt tensioner according to Figure 1;
  • FIG. 4 shows a further side view of the belt tensioner according to FIG. 1;
  • FIG. 5 is a plan view of a belt shaft insertion element for the belt tensioner according to Figures 1 to 4;
  • FIG. 6 shows a plan view and a side view of the belt shaft insertion element fastened to a belt according to FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a perspective view of the belt-shaft insertion element fastened to the belt according to FIG. 6 before assembly on a belt shaft;
  • FIG. 8 shows a perspective view of the belt shaft mounted in a belt shaft housing with the belt strap installed
  • FIG. 9 is a perspective view of the belt tensioner according to Figures 1 to 4 prior to assembly of the belt shaft insertion element;
  • FIG. 0 is a perspective view of the belt tensioner according to Figures 1 to 4 during assembly of the belt shaft insertion element;
  • FIG. 1 is a perspective view of the belt tensioner according to Figures 1 to 4 after the assembly of the belt shaft insertion element and before mounting a belt shaft securing unit;
  • FIG. 12 is a perspective view of the belt tensioner according to Figures 1 to 4 in the assembled state
  • FIG. 13 shows a detailed view of a belt shaft housing for the belt tensioner according to FIGS. 1 to 4;
  • FIG. 14 is a perspective view of the Gurtwellengeratiuses according to FIG.
  • FIG. 15 is a side view of the Gurtwellengekoruses according to Figure 13;
  • FIG. 16 shows the belt shaft insertion element for the belt tensioner according to the invention according to an alternative embodiment;
  • FIG. 17 shows the belt shaft insertion element for the belt tensioner according to the invention in accordance with a further alternative embodiment
  • FIG. 18 shows a section through the belt shaft insertion element for the belt tensioner according to the invention in accordance with a further alternative embodiment
  • FIG. 19 shows a perspective view of the belt shaft insertion element according to FIG. 18;
  • FIG. 20 shows the belt shaft insertion element for the belt tensioner according to the invention according to a further alternative embodiment during assembly
  • FIG. 21 shows the belt shaft insertion element according to FIG. 20 after its assembly
  • FIG. 22 shows the belt shaft insertion element according to FIG. 21 in section
  • FIG. 23 is a schematic perspective view of a belt tensioner according to the invention with alternative tensioner drive;
  • FIG. 24 is a side view of the belt tensioner according to the invention according to another embodiment
  • FIG. 25 shows a plan view of the belt tensioner according to FIG. 24;
  • FIG. 26 is a perspective view of the belt tensioner according to FIG. 24;
  • FIG. 27 shows the side view of the belt tensioner according to FIG. 24 without the tensioner housing
  • FIG. 28 is a perspective view of the belt tensioner according to FIG. 26 without the tensioner housing;
  • FIG. 29 shows the plan view of the belt tensioner according to FIG. 25 without tensioner tube, pull rope and housing of the tensioner drive;
  • - Figure 30 is a plan view of the belt tensioner according to Figure 25 without pull rope and housing of the tensioner drive; and - Figure 31 is a sketch for the installation space comparison of the belt tensioner according to Figures 1 to 4 and the belt tensioner according to Figures 24 to 29.
  • FIGS 1 to 4 show a belt tensioner 10 for a safety belt system in a motor vehicle, specifically a so-called Endbetschstraffer, with a belt shaft 12 to which an end 14 of a webbing 16 is fixed, and a body-mounted belt reel housing 18 in which the belt shaft 12 stored is, wherein the belt shaft 12 can be rotated relative to the Gurtwellengephaseuse 18 after activation of the belt tensioner 10 to wind webbing 16.
  • the end 14 of the webbing 16 is sewn to form a loop which encloses a belt shaft insertion element 20, wherein the belt shaft insertion element 20 is received in a recess 22 of the belt shaft 12 and rotatably mounted relative to the belt shaft 12.
  • the Gurtwellengekoruse 18 of the belt tensioner 10 is U-shaped and comprises a housing web 24 and two opposite housing legs 26, 28, wherein each housing leg 26, 28 has a housing opening 30, 32, through which the belt shaft 12 extends. Further, a bent from the housing web 24 mounting tab 33 is provided, through which the Gurtwellengephaseuse 18 fixedly connected to a vehicle seat or a vehicle body, in particular can be screwed.
  • the belt shaft 12 is rotatably mounted in Gurtweliengephase 18 about an axis A.
  • a cap 34 and a cable reel 36 is arranged, wherein the cap 34 and the cable reel 36 are firmly connected to the belt shaft 12, in particular pressed and prevent axial movement of the belt shaft 12 relative to the belt housing 18 or on minimize a slight axial play.
  • a force transmission element 38 is provided, which couples the belt shaft 12 with a tightening drive 40.
  • the power transmission element 38 is in the illustrated embodiment, a pull cable 41, which is partially wound onto the cable reel 36 and secured with a cable end to the cable reel 36.
  • the tensioner drive 40 of the belt tensioner 10 includes a tensioner tube 42 for receiving and guiding a pressurizing element 44 and a separate generator housing 46 for receiving a gas generator 48.
  • the generator housing 46 is a piece of pipe in the illustrated embodiment, so that both the tensioner 42 and the generator housing 46 from a Metal tube, in particular a steel tube are made.
  • a coupling element 50 is provided, which connects the generator housing 46 fixedly with the tensioner tube 42 (see FIG.
  • the pressurizing element 44 is a piston which is essentially sealed in the curved tensioner tube 42 and slidably received along a tube axis.
  • the traction cable 1 attached to the cable reel 36 with a cable end extends from the cable reel 36 into the tensioner tube 42 and is fastened there to the piston with an opposite cable end.
  • the piston After activation of the gas generator 48, the piston is acted upon by a gas pressure and moves in the direction of a free tube end 52 of the tensioner 42. It is unwound while rotating the belt shaft 12 pull cord 41 of the cable reel 36 and simultaneously webbing 16 wound on the belt shaft 12 so that a belt tightening takes place.
  • This stabilizing unit 54 in the present case comprises two stabilizing elements 55, in particular made of die-cast zinc, and one e.g. as a tubular rivet executed connecting element 56 (see Figures 3 and 4).
  • the belt tensioner 10 can also be driven by a hydraulic motor or be equipped with another alternative tensioner 40, in particular a so-called "Powersnake” drive.
  • the Powersnake 58 is a flexible, elastically and / or plastically deformable plastic element, which is largely sealed absorbed in the tensioner tube 42 and guided longitudinally displaceable.
  • the power snake 58 is acted upon by a gas pressure and moved toward the free end of the tube 52, wherein the power snake 58 is deformed by a drive pinion 59 so that it engages in the drive pinion 59 and this drives in the tensioning direction.
  • pull rope 41 is wound on the one hand on a cable drum 60 of the drive pinion 59 and on the other hand unwound from the cable reel 36 of the belt tensioner 10 with rotation of the belt shaft 12, so that a belt tightening takes place.
  • the belt tensioner 10 has a particularly advantageous construction, which will be explained in more detail below with reference to FIGS 5 to 5.
  • FIG. 5 shows the belt-shaft insertion element 20, which by way of example is a stamped and optionally formed metal plate.
  • the belt shaft insertion element 20 is formed symmetrically, in particular as a symmetrical steel plate.
  • the end 14 of the webbing 16 is sewn into a loop, wherein the loop encloses the belt shaft insertion element 20.
  • the end 14 of the webbing 16 is reliably secured to the belt shaft insertion element 20.
  • Opposite axial ends of the belt shaft insertion element 20 extend axially beyond the webbing 16, wherein the axial ends are formed as bearing portions 61 for supporting the Gurtwel / en-insertion element 20 in the belt shaft 12.
  • FIG. 7 shows a perspective view of the belt shaft 12 with the recess 22 for receiving the belt shaft insertion element 20, wherein the belt shaft insertion element 20 with respect to the axis A is inserted radially into the recess 22 substantially.
  • the belt shaft 12 has a fork bearing 62 for the rotationally fixed fixing of the belt shaft insertion element 20, wherein the belt shaft insertion element 20 can be inserted substantially radially into the fork bearing 62.
  • the belt shaft 12 has stub shafts 64, 66 at its axial ends, which are connected by a belt shaft web 68 (see FIG.
  • the recess 22 for receiving the belt shaft insertion element 20 and in the region of the shaft stubs 64, 66 a bearing of the belt shaft 12 rotatable about the axis A in the belt shaft housing 8 (FIG. 8) is formed in a simple manner.
  • a fork bearing 62 for the belt shaft insertion element 20 is formed in each of the two shaft stubs 64, 66.
  • This fork bearing 62 are in this case radial bearing slots 70, in which the bearing portions 61 of the Gurtwellen insertion member 20 engage accurately and positively, so that the Gurtwellen- egg nsc 'ubelement 20 rotationally fixed in the mounted end state according to figure 8 with the belt shaft 12 is connected.
  • Figures 9 to 12 show the sequence of a subsequent assembly of the webbing 16 on the belt tensioner 10, which has already been installed in advance fixed to a seat frame or a body of the motor vehicle.
  • the belt-shaft insertion element 20 with the webbing 16 fastened thereto is fed to the already installed part of the belt tensioner 10 until the bearing sections 61 of the belt-shaft insertion element 20 are located radially outside the fork bearing 62 formed in the belt shaft 12 (see FIG. ,
  • the belt-shaft insertion element 20 can then be introduced by a radial movement relative to the belt shaft 12 into the recess 22 and the fork bearings 62 so that the belt-shaft insertion element 20 is connected to the belt shaft 12 in a rotationally fixed manner (cf. Figure 11).
  • a belt shaft securing unit 74 is pushed between the belt shaft 12 and the housing web 24 of the belt shaft housing 18 and on the belt shaft housing 18 according to FIG fixed ( Figure 12).
  • This belt-shaft securing unit 74 is designed so that it only with correct mounting of Gurtwellen- Insertion element 20 can be inserted on the belt shaft 12, so that a faulty mounting of the belt shaft insertion element 20 is excluded on the belt shaft 12.
  • the Gurtwellengekoruse 18 is U-shaped in an axial section and the housing web 24 and two opposite housing legs 26, 28, wherein each housing leg 26, 28 has a housing opening 30th , 32, through which the belt shaft 12 can extend (see Figures 1 and 2).
  • a distance 77 between the housing legs 26, 28 in the region of the housing web 24 is greater than a distance 78 in the region of the free leg ends 79, so that the housing shape resemble in this axial section of the Greek capital letters "Omega".
  • the distance between the housing legs 26, 28 changes according to FIGS. 13 and 14 exclusively in the area of the housing openings 30, 32.
  • This housing shape contributes to a particularly advantageous flow of force within the belt tensioner 10. Because of this housing shape, it is possible to hook the belt shaft insertion element 20 sewn into the webbing 16 into the belt shaft 1 for load introduction and to dimension it in such a way that the breaking load is introduced into the belt shaft housing 18 via the belt shaft insertion element 20. This makes it possible to manufacture the belt shaft 12 as a cast part, in particular made of die-cast zinc.
  • FIG. 16 shows the belt-shaft insertion element 20 with webbing 16 attached thereto according to an alternative embodiment.
  • the belt shaft insertion element 20 is formed in two parts in this case, with a base body 80 to which the end 14 of the webbing 16 is attached, and a winding body 82 which is rotatably connected to the main body 80.
  • the winding body 82 client to provide a more symmetrical, ideally circular core for winding the webbing 16.
  • the main body 80 and the winding body 82 may possibly be screwed together, which is indicated by a threaded bore 84 in Figure 16.
  • a threaded bore 84 in Figure 16.
  • This screw possibly with torque query, can also ensure a correct assembly of the spool insert member 20 on the belt shaft 12, so that can be dispensed with the Gurtwellen- securing unit 74 with respect to this function.
  • FIG. 17 shows a further alternative embodiment of a two-part belt-wave insertion element 20, which differs from the embodiment according to FIG. 16 only by the connection between the base body 80 and the winding body 82.
  • Figures 18 and 19 show yet another alternative embodiment of a two-part Gurtwellen push-in element 20, which in turn differs from the two previous embodiments only by the shape of the base body 80 and the winding body 82.
  • the aim of this multi-part Gurtwellen push-in elements 20 is, together with the Gurtwellensteg 68 of the belt shaft 12 (see Figure 9) with respect to the axis A symmetrical as possible, ideally circular core for winding the webbing 16 provide.
  • Figures 20 to 22 show a further alternative embodiment of a multi-part Gurtwellen insertion element 20, which already comes very close to an ideal, circular core for winding the webbing 16.
  • the basic body 80 of the belt shaft insertion element 20 designed as a push-in pin is first of all inserted into the loop formed at the end 14 of the belt strap 16 and fixed radially by two intermediate elements 86. Subsequently, the two-part bobbin 82 is arranged and fixed the multi-part belt shaft insertion element 20 by a screwed into the threaded holes 84 screw.
  • Figures 24 to 26 show a side view, a plan view and a perspective view of the belt tensioner 10 according to another, particularly compact embodiment. The mode of operation of this belt tensioner 10 corresponds exactly to the mode of operation of the belt tensioner 10 according to FIG. 23, so that in this respect reference is explicitly made to the above description of FIG.
  • the belt tensioner 10 is in particular an end tightening tensioner for a safety belt system and comprises the belt shaft housing 18, the belt shaft 12, which is rotatably mounted in the belt shaft housing about the axis A, the cable reel fixed to the belt shaft 12
  • the tensioner 40 has the tensioner tube 42, the longitudinally displaceably guided in the tensioner tube 42, deformable plastic element, the drive pinion 59 and the pull cable 41, which is partially wound onto the cable reel 36.
  • the plastic element can engage in the drive pinion 59 and drive the drive pinion 59 in the tensioning direction, wherein the traction cable 41 wound on a rotation of the drive pinion 59 on the one hand on a cable drum 60 of the drive pinion 59 and on the other hand unwound from the cable spool 36 while rotating the belt shaft 12.
  • the belt shaft 12 already described above with the recess 22 is used for receiving a belt shaft insertion element 20 which can be inserted radially into the recess 22.
  • a conventional belt shaft is used, at which the belt end must either be fixed before installing the belt tensioner or axially inserted and fixed after assembly of the belt tensioner, for which, however, a fairly large space is needed in the axial direction ,
  • the tensioner drive 40 comprises a housing 88 in which a section of the tensioner tube 42 and the drive pinion 59 are accommodated. Further, the housing 88 defines a linear receiving space 90 into which the deformable plastic element extends after activation of the belt tensioner 10 (see also Figure 30).
  • the tensioner 40 is shown in the following figures 27 to 30 without its housing 88.
  • FIGS. 27 and 28 show, analogously to FIGS. 24 and 26, a side view and a perspective view, respectively, of the belt tensioner 10, but without the housing 88 of the pretensioner drive 40.
  • FIG. 29 shows, analogously to FIG. 25, a plan view of the belt tensioner 10, wherein the housing 88 of the tensioner drive 40, the tensioner tube 42 and the pull cord 41 are not shown, around an initial position 58D of the deformable plastic element before activation of the belt tensioner 10 and an end position 58QD the deformable plastic element after activation of the belt tensioner 10 to recognize well.
  • the flexible and elastically and / or plastically deformable plastic element is also referred to as Powersnake 58 and is largely sealed in its initial position 58D received in the tensioner tube 42 and guided longitudinally displaceable with respect to a tube axis of the tensioner 42.
  • the power snake 58 is acted upon by a gas pressure and displaced towards the free end of the tube 52 and the drive pinion 59, wherein the power snake 58 is deformed by the drive pinion 59 so that the power snake 58 engages in the drive pinion 59 and this drives in a tight direction.
  • pulling rope 41 is wound on the one hand on the cable drum 60 of the drive pinion 59 and on the other hand unwound from the cable reel 36 of the belt tensioner 10 with rotation of the belt shaft 12, so that a belt tightening takes place.
  • the tensioner 40 described is extremely reliable, so that preferably designed as Endbetschstraffer belt tensioner 10 performs a desired belt tightening reliable and reproducible.
  • both a portion of the tube axis of the tensioner tube 42 and a portion of a longitudinal axis of the linear receiving space 90 extend parallel to the axis of rotation A of the belt shaft 12.
  • This is shown in Figure 30, wherein the parallel to the axis A.
  • Section of the tube axis of the tensioner tube 42 with the reference numeral B and the axis A parallel to the portion of the longitudinal axis of the linear receiving space 90 is provided with the reference numeral C.
  • FIG. 31 the space requirement of the belt tensioner 10 according to FIGS. 1 to 4 is compared with the space requirement of the belt tensioner 10 according to FIGS. 24 to 29. Due to the changed tensioner drive 40, the belt tensioner 10 according to FIGS. 24 to 29, with an approximately identical dimension h perpendicular to the axis A, is significantly more compact in the axial direction than the belt tensioner 10 according to FIGS. 1 to 4.
  • the overall length of the tensioner drive 40 is adapted to the belt shaft 12 such that an axial dimension d of the belt shaft 12 substantially corresponds to an axial dimension d of the tensioner drive 40. Since the axial dimension of the belt tensioner 10 is significantly determined by the width of the webbing 16 to be wound up and the resulting necessary dimension of the belt shaft 12, the axial space requirement of the belt tensioner 10 is minimal in this case.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer (10) für ein Sicherheitsgurtsystem, mit einem Gurtwellengehäuse (18), einer Gurtwelle (12), die im Gurtwellengehäuse (18) um eine Achse (A) drehbar gelagert ist, einer Seilspule (36), die fest mit der Gurtwelle (12) verbunden ist, sowie einem Strafferantrieb (40), der ein Strafferrohr (42), ein in dem Strafferrohr (42) längsverschieblich geführtes, deformierbares Kunststoffelement, ein Antriebsritzel (59) und ein Zugseil (41) aufweist, welches teilweise auf die Seilspule (36) aufgewickelt ist, wobei das Kunststoffelement in das Antriebsritzel (59) eingreifen sowie das Antriebsritzel (59) in Straffrichtung antreiben kann, und wobei das Zugseil (41) bei einer Rotation des Antriebsritzels (59) einerseits auf eine Seiltrommel (60) des Antriebsritzels (59) aufgewickelt und andererseits von der Seilspule (36) unter Rotation der Gurtwelle (12) abgewickelt wird.

Description

Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem
Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für Sicherheitsgurtsysteme in Kraftfahrzeugen, insbesondere einen Endbeschlagstraffer.
Gurtstraffer für Sicherheitsgurtsysteme sind bereits allgemein aus der Kraftfahrzeugtechnik bekannt. Bei sogenannten Endbeschlagstraffern wird im Falle einer Aktivierung des Gurtstraffers das eigentlich feste, üblicherweise mit dem Sitzrahmen oder der Fahrzeugkarosserie verbundene Ende eines Gurtbands angezogen, um für eine Straffung des gesamten Gurtbands zu sorgen. Im Stand der Technik sind sowohl linear arbeitende als auch rotatorische Endbeschlagstraffer beschrieben. Bei den rotatorischen Endbeschlagstraffern ist das Gurtbandende mit einer Gurtwelle verbunden, welche bei einer Aktivierung des Gurtstraffers angetrieben wird, um Gurtband auf die Gurtwelle aufzuwickeln.
Für die Montage des Sicherheitsgurtsystems wird insbesondere in Bezug auf Endbeschlagstraffer zunehmend ein Ablauf gewünscht, bei dem erst nach der Montage des Gurtstraffers an der Fahrzeugkarosserie oder am Sitzrahmen eine Befestigung des Gurtbandendes am Gurtstraffer erfolgt.
Um eine solche nachträgliche Befestigung des Gurtbands zu ermöglichen, schlägt die DE 103 13 551 B3 einen Sicherheitsgurtaufroller vor, bei dem eine im Gurtwellengehäuse drehbar gelagerte, hohle Gurtwelle eine stirnseitige Öffnung sowie einen axial ausgerichteten Gurtwellenschlitz aufweist. Zudem ist in einem Gehäuseschenkel des Gurtwellengehäuses noch ein Durchführungsschlitz vorgesehen, sodass das als Endschlaufe ausgebildete Ende des Gurtbands zu-
BESTÄTIGUNGS&OP1E sammen mit einem in die Endschlaufe eingelegten Gurtstift in axialer Richtung in die hohle Gurtwelle eingeführt und dort fixiert werden kann.
Diese nachträgliche Anbringung des Gurtbands an der Gurtwelle erfordert allerdings in axialer Richtung einen beachtlichen Bauraum, der im Bereich eines bereits montierten Endbeschlagstraffers nicht immer gegeben ist. Somit ist bei beengten Bauraumverhältnissen die vorgeschlagene Befestigung des Gurtbandendes an der Gurtwelle nicht oder nur mit hohem Montageaufwand möglich. Außerdem ist aufgrund dieser häufig beengten Bauraumverhältnisse im Bereich des Endbeschlagstraffers generell eine besonders kompakte Strafferkonstruktion wünschenswert.
Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung eines kompakten Gurtstraffers, bei dem sich insbesondere das Ende eines Gurtbands mit geringem Montageaufwand nachträglich an einer Gurtwelle des rotatorischen Gurtstraffers befestigen lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem, mit einem Gurtwellengehäuse, einer Gurtwelle, die im Gurtwellengehäuse um eine Achse drehbar gelagert ist, einer Seilspule, die fest mit der Gurtwelle verbunden ist, sowie einem Strafferantrieb, der ein Strafferrohr, ein in dem Strafferrohr längsverschieblich geführtes, deformierbares Kunststoffelement, ein Antriebsritzel und ein Zugseil aufweist, welches teilweise auf die Seilspule aufgewickelt ist, wobei das Kunststoffelement in das Antriebsritzel eingreifen sowie das Antriebsritzel in Straffrichtung antreiben kann, und wobei das Zugseil bei einer Rotation des Antriebsritzels einerseits auf eine Seiltrommel des Antriebsritzels aufgewickelt und andererseits von der Seilspule unter Rotation der Gurtwelle abgewickelt wird. Ein solcher Strafferantrieb weist eine sehr hohe Betriebssicherheit auf und ermöglicht darüber hinaus eine äußerst kompakte Konstruktion des Gurtstraffers, insbesondere in axialer Richtung.
Das deformierbare Kunststoffelement ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, d.h. der Antrieb erfolgt durch ein einziges angetriebenes Masseelement. Dazu ist das Kunststoffelement im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und seine Länge beträgt ein Vielfaches seines Durchmessers. Beim Zusammenwirken mit dem Antriebsritzel graben sich dessen Zähne in das Kunststoffelement ein, das dabei deformiert wird. Es ist ebenfalls sinnvoll, ein im Vergleich zu seinem Durchmesser sehr langes erstes Kunststoffelement vorzusehen, an das sich auf der dem Antriebsritzel im Ausgangszustand abgewandten Seite einige deutlich kürzere Kunststoffelemente anschließen. Auch hier beträgt die Länge der einzelnen Kunststoffelemente ein Vielfaches des Durchmessers.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Gurtstraffer ein Gurtwellen- Einschubelement, an dem ein Ende eines Gurtbands befestigt ist, wobei die Gurtwelle eine Aussparung zur Aufnahme des Gurtwellen-Einschubelements aufweist, und wobei das Gurtwellen-Einschubelement im Wesentlichen radial in die Aussparung einführbar ist. In diesem Fall ist folglich kein axialer Montagebauraum notwendig, um das Gurtbandende an der Gurtwelle zu befestigen. Der stattdessen benötigte radiale Montagebauraum ist hingegen sowieso vorhanden, da sich das Gurtband im fertig montierten Zustand des Sicherheitsgurtsystems radial von der Gurtwelle weg durch eben diesen zur Gurtbandbefestigung genutzten Raum erstreckt.
In dieser Ausführungsform des Gurtstraffers weist die Gurtwelle ein Gabellager zur drehfesten Fixierung des Gurtwellen-Einschubelements auf, wobei das Gurtwellen-Einschubelement im Wesentlichen radial in das Gabellager einführbar ist. Dieses Gabellager ermöglicht mit geringem Aufwand eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gurtwellen-Einschubelement und der Gurtwelle. Hierzu ist das Gurtwellen-Einschubelement beispielsweise als dicke Platte oder Stab mit im Wesentlichen rechteckigem oder trapezförmigem Querschnitt ausgeführt und passgenau im Gabellager aufgenommen.
Vorzugsweise erstrecken sich entgegengesetzte axiale Enden des Gurtwellen-Einschubelements axial über das Gurtband hinaus, wobei die axialen Enden als Lagerabschnitte zur Lagerung des Gurtwellen-Einschubelements in der Gurtwelle ausgebildet sind. Somit wird auf einfache Weise sichergestellt, dass die Lagerabschnitte des Gurtwellen-Einschubelements das Aufwickeln von Gurtband während des Straffvorgangs nicht behindern.
Ferner kann das Gurtwellen-Einschubelement symmetrisch, insbesondere als symmetrische Stahlplatte ausgebildet sein. Diese Symmetrie vereinfacht die nachträgliche Befestigung des Gurtbands an der Gurtwelle und verhindert Montagefehler. Bei dem erfindungsgemäßen Gurtstraffer ist das Ende des Gurtbands vorzugsweise zu einer Schlaufe vernäht, wobei die Schlaufe zumindest einen Teil des Gurtwellen-Einschubelements umschließt. Die Ausbildung einer Schlaufe stellt eine einfache, preiswerte und zuverlässige Möglichkeit zur Befestigung eines Gurtbandendes dar.
In einer weiteren Ausführungsform des Gurtstraffers weist die Gurtwelle an ihren axialen Enden Weflenstummel auf, welche durch einen Gurtwellensteg verbunden sind. Auf diese Weise kann im Bereich des Gurtwellenstegs problemlos das Gurtwellen-Einschubelement mit dem daran befestigten Gurtband aufgenommen werden, während die Wellenstummel eine einfache, um eine Achse drehbare Lagerung der Gurtwelle im Gurtwellengehäuse ermöglichen.
In dieser Ausführungsform des Gurtstraffers ist vorzugsweise in wenigstens einem Wellenstummel ein Gabellager für das Gurtwellen-Einschubelement ausgebildet. Beispielsweise ist das Gabellager als radialer Lagerschlitz im Wellenstummel ausgeführt, in den ein Lagerabschnitt des Gurtwellen-Einschubelements formschlüssig eingreift, um das Gurtwellen-Einschubelement drehfest mit der Gurtwelle zu verbinden.
Vorzugsweise sind die Gurtwelle und besonders bevorzugt auch das Gurtwellengehäuse symmetrisch ausgebildet. Analog zur symmetrischen Ausbildung des Gurtwellen-Einschubelements trägt auch diese Symmetrie zur Verringerung von Montagefehlern und damit einer einfacheren Montage bei. Darüber hinaus lässt sich aufgrund der symmetrischen Einzelbauteile sowohl ein Gurtstraffer für die Fahrerseite als auch (spiegelverkehrt) ein Gurtstraffer für die Beifahrerseite eines Kraftfahrzeugs mit identischen Bauteilen zusammensetzen. Dadurch wird die Bauteilvielfalt und der damit verbundene Lageraufwand reduziert und die Montage des Sicherheitsgurtsystems weiter vereinfacht.
In einer weiteren Ausführungsform des Gurtstraffers ist das Gurtwellengehäuse in einem Axialschnitt U-förmig ausgebildet und weist einen Gehäusesteg sowie zwei gegenüberliegende Gehäuseschenkel auf, wobei jeder Gehäuseschenkel eine Gehäuseöffnung aufweist, durch die sich die Gurtwelle erstreckt. Ein solches Gurtwellengehäuse lässt sich mit geringem Aufwand als gebogenes Stanzteil aus Blech, insbesondere Stahlblech herstellen. Vorzugsweise ist in dieser Ausführungsform ein Abstand zwischen den Gehäuseschenkeln im Bereich des Gehäusestegs größer als im Bereich der freien Schenkelenden. Es ergibt sich eine Art„Omega-Form" des Gurtwellengehäuses, wodurch die auftretenden Gurtkräfte problemlos aufgenommen werden können. Darüber hinaus wird eine vorteilhafte Lagerung für die Gurtwelle bereitgestellt, sodass die Gurtwelle als Gussteil, insbesondere aus Zinkdruckguss, herstellbar ist.
Vorzugsweise ändert sich in dieser Ausführungsform des Gurtstraffers der Abstand zwischen den Gehäuseschenkeln im Bereich der Gehäuseöffnungen, besonders bevorzugt ausschließlich im Bereich der Gehäuseöffnungen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Gurtstraffers entspricht eine axiale Abmessung der Gurtwelle im Wesentlichen einer axialen Abmessung des Strafferantriebs. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders kompakter Gurtstraffer, dessen axiale Abmessung im Wesentlichen von der Breite des aufzuwickelnden Gurtbands und der daraus resultierenden, notwendigen Abmessung der Gurtwelle bestimmt wird. Der Strafferantrieb ist dieser axialen Abmessung angepasst, sodass ein axialer Bauraumbedarf des Gurtstraffers minimal ist. Von einander im Wesentlichen entsprechenden axialen Abmessungen wird im vorliegenden Fall gesprochen, wenn der (axiale) Längenunterschied zwischen der Gurtwelle und dem Strafferantrieb weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5% beträgt.
Bevorzugt erstreckt sich bei einem solchen Gurtstraffer eine Rohrachse des Strafferrohrs abschnittsweise parallel zur Drehachse der Gurtwelle.
Ferner kann der Strafferantrieb ein Gehäuse aufweisen, in dem ein linearer Aufnahmeraum für das deformierbare Kunststoffelement nach einer Aktivierung des Gurtstraffers ausgebildet ist, wobei sich der lineare Aufnahmeraum abschnittsweise parallel zur Drehachse der Gurtwelle erstreckt. Diese Merkmale tragen zu einer äußerst kompakten Konstruktion des Gurtstraffers bei, insbesondere in einer zur Drehachse orthogonalen Richtung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen: - Figur 1 einen axialen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gurtstraffer;
- Figur 2 eine Draufsicht des Gurtstraffers gemäß Figur 1 ;
- Figur 3 eine Seitenansicht des Gurtstraffers gemäß Figur 1 ;
- Figur 4 eine weitere Seitenansicht des Gurtstraffers gemäß Figur 1 ;
- Figur 5 eine Draufsicht eines Gurtwellen-Einschubelements für den Gurt- straffer gemäß den Figuren 1 bis 4;
- Figur 6 eine Draufsicht und eine Seitenansicht des an einem Gurtband befestigten Gurtwellen-Einschubelements gemäß Figur 5;
- Figur 7 eine perspektivische Ansicht des am Gurtband befestigten Gurtwellen-Einschubelements gemäß Figur 6 vor der Montage an einer Gurtwelle;
- Figur 8 eine perspektivische Ansicht der in einem Gurtwellengehäuse gelagerten Gurtwelle mit montiertem Gurtband;
- Figur 9 eine perspektivische Ansicht des Gurtstraffers gemäß den Figuren 1 bis 4 vor der Montage des Gurtwellen-Einschubelements;
- Figur 0 eine perspektivische Ansicht des Gurtstraffers gemäß den Figuren 1 bis 4 bei der Montage des Gurtwellen-Einschubelements;
- Figur 1 eine perspektivische Ansicht des Gurtstraffers gemäß den Figuren 1 bis 4 nach der Montage des Gurtwellen-Einschubelements und vor der Montage einer Gurtwellen-Sicherungseinheit;
- Figur 12 eine perspektivische Ansicht des Gurtstraffers gemäß den Figuren 1 bis 4 im fertig montierten Zustand;
- Figur 13 eine Detailansicht eines Gurtwellengehäuses für den Gurtstraffer gemäß den Figuren 1 bis 4;
- Figur 14 eine perspektivische Ansicht des Gurtwellengehäuses gemäß Figur
13;
- Figur 15 eine Seitenansicht des Gurtwellengehäuses gemäß Figur 13; - Figur 16 das Gurtwellen-Einschubelement für den erfindungsgemäßen Gurtstraffer gemäß einer alternativen Ausführungsform;
- Figur 17 das Gurtwellen-Einschubelement für den erfindungsgemäßen Gurtstraffer gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform;
- Figur 18 einen Schnitt durch das Gurtwellen-Einschubelement für den erfindungsgemäßen Gurtstraffer gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform;
- Figur 19 eine perspektivische Ansicht des Gurtwellen-Einschubelements gemäß Figur 18;
- Figur 20 das Gurtwellen-Einschubelement für den erfindungsgemäßen Gurtstraffer gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform beim Zusammenbau;
- Figur 21 das Gurtwellen-Einschubelement gemäß Figur 20 nach seinem Zusammenbau;
- Figur 22 das Gurtwellen-Einschubelement gemäß Figur 21 im Schnitt;
- Figur 23 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers mit alternativem Strafferantrieb;
- Figur 24 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gurtstraffers gemäß einer weiteren Ausführungsform;
- Figur 25 eine Draufsicht des Gurtstraffers gemäß Figur 24;
- Figur 26 eine perspektivische Ansicht des Gurtstraffers gemäß Figur 24;
- Figur 27 die Seitenansicht des Gurtstraffers gemäß Figur 24 ohne Gehäuse des Strafferantriebs;
- Figur 28 die perspektivische Ansicht des Gurtstraffers gemäß Figur 26 ohne Gehäuse des Strafferantriebs;
- Figur 29 die Draufsicht des Gurtstraffers gemäß Figur 25 ohne Strafferrohr, Zugseil und Gehäuse des Strafferantriebs;
- Figur 30 die Draufsicht des Gurtstraffers gemäß Figur 25 ohne Zugseil und Gehäuse des Strafferantriebs; und - Figur 31 eine Skizze zum Bauraumvergleich des Gurtstraffers gemäß den Figuren 1 bis 4 und des Gurtstraffers gemäß den Figuren 24 bis 29.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen einen Gurtstraffer 10 für ein Sicherheitsgurtsystem in einem Kraftfahrzeug, konkret einen sogenannten Endbeschlagstraffer, mit einer Gurtwelle 12, an der ein Ende 14 eines Gurtbands 16 fixiert ist, und einem karosseriefest montierbaren Gurtwellengehäuse 18, in dem die Gurtwelle 12 gelagert ist, wobei die Gurtwelle 12 nach einer Aktivierung des Gurtstraffers 10 relativ zum Gurtwellengehäuse 18 rotiert werden kann, um Gurtband 16 aufzuwickeln.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ende 14 des Gurtbands 16 zu einer Schlaufe vernäht, die ein Gurtwellen-Einschubelement 20 umschließt, wobei das Gurtwellen-Einschubelement 20 in einer Aussparung 22 der Gurtwelle 12 aufgenommen und relativ zur Gurtwelle 12 drehfest gelagert ist.
Gemäß Figur 2 ist das Gurtwellengehäuse 18 des Gurtstraffers 10 U-förmig ausgebildet und umfasst einen Gehäusesteg 24 sowie zwei gegenüberliegende Gehäuseschenkel 26, 28, wobei jeder Gehäuseschenkel 26, 28 eine Gehäuseöffnung 30, 32 aufweist, durch welche sich die Gurtwelle 12 erstreckt. Ferner ist eine vom Gehäusesteg 24 abgebogene Befestigungslasche 33 vorgesehen, durch die das Gurtwellengehäuse 18 fest mit einem Fahrzeugsitz oder einer Fahrzeugkarosserie verbunden, insbesondere verschraubt werden kann.
Die Gurtwelle 12 ist im Gurtweliengehäuse 18 um eine Achse A drehbar gelagert. An den axialen Enden der Gurtwelle 12 ist eine Abdeckkappe 34 bzw. eine Seilspule 36 angeordnet, wobei die Abdeckkappe 34 und die Seilspule 36 fest mit der Gurtwelle 12 verbunden, insbesondere verpresst sind und eine axiale Bewegung der Gurtwelle 12 relativ zum Gurtwellengehäuse 18 verhindern oder auf ein geringes axiales Spiel minimieren.
Um das Gurtband 16 bei einer Aktivierung des Gurtstraffers 10 anziehen zu können, ist ein Kraftübertragungselement 38 vorgesehen, welches die Gurtwelle 12 mit einem Strafferantrieb 40 koppelt. Das Kraftübertragungselement 38 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Zugseil 41 , welches teilweise auf die Seilspule 36 aufgewickelt und mit einem Seilende an der Seilspule 36 befestigt ist. Der Strafferantrieb 40 des Gurtstraffers 10 umfasst ein Strafferrohr 42 zur Aufnahme und Führung eines Druckbeaufschlagungselements 44 sowie ein separates Generatorgehäuse 46 zur Aufnahme eines Gasgenerators 48. Das Generatorgehäuse 46 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Rohrstück, sodass sowohl das Strafferrohr 42 als auch das Generatorgehäuse 46 aus einem Metallrohr, insbesondere einem Stahlrohr hergestellt sind. Außerdem ist ein Kopplungselement 50 vorgesehen, welches das Generatorgehäuse 46 fest mit dem Strafferrohr 42 verbindet (vgl. Figur 1).
Das Druckbeaufschlagungselement 44 ist gemäß Figur 1 ein Kolben, der im gebogenen Strafferrohr 42 im Wesentlichen abgedichtet und längs einer Rohrachse verschieblich aufgenommen ist. Das mit einem Seilende an der Seilspule 36 befestigte Zugseil 1 erstreckt sich von der Seilspule 36 in das Strafferrohr 42 und ist dort mit einem entgegensetzten Seilende am Kolben befestigt. Nach einer Aktivierung des Gasgenerators 48 wird der Kolben mit einem Gasdruck beaufschlagt und bewegt sich in Richtung zu einem freien Rohrende 52 des Strafferrohrs 42. Dabei wird unter Drehung der Gurtwelle 12 Zugseil 41 von der Seilspule 36 abgewickelt und gleichzeitig Gurtband 16 auf die Gurtwelle 12 aufgewickelt, sodass eine Gurtstraffung stattfindet.
Um die Verbindung zwischen dem Strafferrohr 42 und dem Generatorgehäuse 46 zu verstärken sowie eine einfache Verbindung zwischen dem Strafferantrieb 40 und dem Gurtwellengehäuse 18 zu schaffen, ist im Übrigen eine Stabilisierungseinheit 54 vorgesehen. Diese Stabilisierungseinheit 54 umfasst im vorliegenden Fall zwei Stabilisierungselemente 55, insbesondere aus Zinkdruckguss, und ein z.B. als Rohrniet ausgeführtes Verbindungselement 56 (vgl. Figuren 3 und 4).
Selbstverständlich kann der Gurtstraffer 10 gemäß den Figuren 1 bis 4 auch durch einen Hydraulikmotor angetrieben werden oder mit einem anderen alternativen Strafferantrieb 40, insbesondere einem sogenannten „Powersnake"- Antrieb, ausgestattet sein. In Figur 23 ist beispielhaft ein Kombi-Antrieb 57 mit einer„Powersnake" 58 als Druckbeaufschlagungselement 44 und einem Zugseil 41 dargestellt. Die Powersnake 58 ist dabei ein flexibles, elastisch und/oder plastisch deformierbares Kunststoffelement, welches weitgehend abgedichtet im Strafferrohr 42 aufgenommen und längsverschieblich geführt ist. Nach einer Aktivierung des Gurtstraffers 10 wird die Powersnake 58 durch einen Gasdruck beaufschlagt und in Richtung zum freien Rohrende 52 verschoben, wobei die Powersnake 58 durch ein Antriebsritzel 59 so verformt wird, dass es in das Antriebsritzel 59 eingreift und dieses in Straffrichtung antreibt. Hierbei wird Zugseil 41 einerseits auf eine Seiltrommel 60 des Antriebsritzels 59 aufgewickelt und anderseits von der Seilspule 36 des Gurtstraffers 10 unter Rotation der Gurtwelle 12 abgewickelt, sodass eine Gurtstraffung stattfindet.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist der Gurtstraffer 10 eine besonders vorteilhafte Konstruktion auf, welche nachfolgend anhand der Figuren 5 bis 5 näher erläutert wird.
Die Figur 5 zeigt das Gurtwellen-Einschubelement 20, welches hier beispielhaft eine gestanzte und gegebenenfalls umgeformte Metallplatte ist. Im Übrigen ist das Gurtwellen-Einschubelement 20 symmetrisch ausgebildet, insbesondere als symmetrische Stahlplatte.
Gemäß Figur 6 ist das Ende 14 des Gurtbands 16 zu einer Schlaufe vernäht, wobei die Schlaufe das Gurtwellen-Einschubelement 20 umschließt. Somit ist das Ende 14 des Gurtbands 16 zuverlässig am Gurtwellen-Einschubelement 20 befestigt.
Entgegengesetzte axiale Enden des Gurtwellen-Einschubelements 20 erstrecken sich axial über das Gurtband 16 hinaus, wobei die axialen Enden als Lagerabschnitte 61 zur Lagerung des Gurtwel/en-Einschubelements 20 in der Gurtwelle 12 ausgebildet sind.
Die Figur 7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Gurtwelle 12 mit der Aussparung 22 zur Aufnahme des Gurtwellen-Einschubelements 20, wobei das Gurtwellen-Einschubelement 20 bezüglich der Achse A im Wesentlichen radial in die Aussparung 22 einführbar ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Gurtwelle 12 ein Gabellager 62 zur drehfesten Fixierung des Gurtwellen-Einschubelements 20 auf, wobei das Gurtwellen-Einschubelement 20 im Wesentlichen radial in das Gabellager 62 einführbar ist. Die Gurtwelle 12 weist an ihren axialen Enden Wellenstummel 64, 66 auf, welche durch einen Gurtwellensteg 68 (vgl. Figur 9) verbunden sind. Infolge dieser Konstruktion entsteht im Bereich des Gurtwellenstegs 68 auf einfache Weise die Aussparung 22 zur Aufnahme des Gurtwellen-Einschubelements 20 und im Bereich der Wellenstummel 64, 66 eine um die Achse A drehbare Lagerung der Gurtwelle 12 im Gurtwellengehäuse 8 (Figur 8).
Aus Figur 7 in Verbindung mit Figur 1 geht ferner hervor, dass in beiden Wellenstummeln 64, 66 jeweils ein Gabellager 62 für das Gurtwellen-Einschubelement 20 ausgebildet ist. Diese Gabellager 62 sind im vorliegenden Fall radiale Lagerschlitze 70, in welche die Lagerabschnitte 61 des Gurtwellen-Einschubelements 20 passgenau und formschlüssig eingreifen, sodass das Gurtwellen- Ei'nsc ubelement 20 im montierten Endzustand gemäß Figur 8 drehfest mit der Gurtwelle 12 verbunden ist.
Die Figuren 9 bis 12 zeigen den Ablauf einer nachträglichen Montage des Gurtbands 16 am Gurtstraffer 10, welcher bereits vorab fest an einem Sitzrahmen oder einer Karosserie des Kraftfahrzeugs installiert wurde.
Gemäß Figur 9 wird das Gurtwellen-Einschubelement 20 mit daran befestigtem Gurtband 16 dem bereits installierten Teil des Gurtstraffers 10 zugeführt, bis sich die Lagerabschnitte 61 des Gurtwellen-Einschubelements 20 radial außerhalb der in der Gurtwelle 12 ausgebildeten Gabellager 62 befinden (vgl. Figur 10).
Wie in Figur 10 durch einen Pfeil 72 angedeutet lässt sich das Gurtwellen- Einschubelement 20 anschließend durch eine radiale Bewegung relativ zur Gurtwelle 12 in die Aussparung 22 und die Gabellager 62 einführen, sodass das Gurtwellen-Einschubelement 20 drehfest mit der Gurtwelle 12 verbunden ist (vgl. Figur 11 ).
Um zu verhindern, dass sich das Gurtwellen-Einschubelement 20 und das daran befestigte Gurtband 16 unbeabsichtigt von der Gurtwelle 12 lösen, wird gemäß Figur 1 1 eine Gurtwellen-Sicherungseinheit 74 zwischen die Gurtwelle 12 und den Gehäusesteg 24 des Gurtwellengehäuses 18 geschoben und am Gurtwellengehäuse 18 fixiert (Figur 12). Diese Gurtwellen-Sicherungseinheit 74 ist so ausgebildet, dass sie sich nur bei korrekter Montage des Gurtwellen- Einschubelements 20 an der Gurtwelle 12 einschieben lässt, sodass eine fehlerhafte Montage des Gurtwellen-Einschubelements 20 an der Gurtwelle 12 ausgeschlossen ist.
Zudem weist die Gurtwellen-Sicherungseinheit 74 Federelemente 76 auf, welche im fertig montierten Zustand des Gurtstraffers 10 gemäß Figur 12 die Gurtwelle 12 in ihre Sperrstellung beaufschlagen.
Die Figuren 13 bis 15 zeigen unterschiedliche Detailansichten des Gurtwellengehäuses 18. Dabei wird deutlich, dass das Gurtwellengehäuse 18 in einem Axialschnitt U-förmig ausgebildet ist und den Gehäusesteg 24 sowie zwei gegenüberliegende Gehäuseschenkel 26, 28 aufweist, wobei jeder Gehäuseschenkel 26, 28 eine Gehäuseöffnung 30, 32 aufweist, durch die sich die Gurtwelle 12 erstrecken kann (vgl. Figuren 1 und 2).
Dabei ist ein Abstand 77 zwischen den Gehäuseschenkeln 26, 28 im Bereich des Gehäusestegs 24 größer als ein Abstand 78 im Bereich der freien Schenkelenden 79, sodass die Gehäuseform in diesem Axialschnitt an den griechischen Großbuchstaben„Omega" erinnert.
Der Abstand zwischen den Gehäuseschenkeln 26, 28 ändert sich dabei gemäß den Figuren 13 und 14 ausschließlich im Bereich der Gehäuseöffnungen 30, 32.
Diese Gehäuseform trägt zu einem besonders vorteilhaften Kraftfluss innerhalb des Gurtstraffers 10 bei. Durch diese Gehäuseform ist es nämlich möglich, das ins Gurtband 16 eingenähte Gurtwellen-Einschubelement 20 zur Lasteinleitung in die Gurtwelle 1 einzuhängen und so zu dimensionieren, dass die Bruchlast über das Gurtwellen-Einschubelement 20 ins Gurtwellengehäuse 18 eingeleitet wird. Dadurch ist es möglich, die Gurtwelle 12 als Gussteil zu fertigen, insbesondere aus Zinkdruckguss.
Die Figur 16 zeigt das Gurtwellen-Einschubelement 20 mit daran befestigtem Gurtband 16 gemäß einer alternativen Ausführungsform. Das Gurtwellen-Einschubelement 20 ist in diesem Fall zweiteilig ausgebildet, mit einem Grundkörper 80, an dem das Ende 14 des Gurtbands 16 befestigt ist, sowie einem Wickel- körper 82, der drehfest mit dem Grundkörper 80 verbunden ist. Der Wickelkörper 82 client dazu, einen symmetrischeren, idealerweise kreisrunden Kern zum Aufwickeln des Gurtbands 16 bereitzustellen.
Der Grundkörper 80 und der Wickelkörper 82 können unter Umständen miteinander verschraubt sein, was durch eine Gewindebohrung 84 in Figur 16 angedeutet ist. In diesem Fall ist es denkbar, auch die Gurtwelle 12, konkret den Gurtwellensteg 68 der Gurtwelle 12, mit dem Gurtwellen-Einschubelement 20, konkret dem Grundkörper 80 und dem Wickelkörper 82, zu verschrauben. Über diese Verschraubung, gegebenenfalls mit Drehmomentabfrage, lässt sich ebenfalls eine korrekte Montage des Gurtwellen-Einschubelements 20 an der Gurtwelle 12 sicherstellen, sodass hinsichtlich dieser Funktion auf die Gurtwellen- Sicherungseinheit 74 verzichtet werden kann.
Die Figur 17 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines zweiteilig ausgebildeten Gurtwellen-Einschubelements 20, welche sich von der Ausführungsform gemäß Figur 16 lediglich durch die Verbindung zwischen Grundkörper 80 und Wickelkörper 82 unterscheidet.
Die Figuren 18 und 19 zeigen noch eine alternative Ausführungsform eines zweiteilig ausgebildeten Gurtwellen-Einschubelements 20, welche sich im Vergleich zu den beiden vorherigen Ausführungsformen wiederum lediglich durch die Formgebung des Grundkörpers 80 und des Wickelkörpers 82 unterscheidet.
Ziel dieser mehrteilig aufgebauten Gurtwellen-Einschubelemente 20 ist es, zusammen mit dem Gurtwellensteg 68 der Gurtwelle 12 (vgl. Figur 9) einen bezüglich der Achse A möglichst symmetrischen, idealerweise kreisrunden Kern zum Aufwickeln des Gurtbands 16 bereitzustellen.
Die Figuren 20 bis 22 zeigen eine weitere alternative Ausführungsform eines mehrteilig aufgebauten Gurtwellen-Einschubelements 20, welches einem idealen, kreisrunden Kern zum Aufwickeln des Gurtbands 16 bereits sehr nahekommt.
Dabei wird der als Einschubstift ausgeführte Grundkörper 80 des Gurtwellen- Einschubelements 20 gemäß Figur 20 zunächst in die am Ende 14 des Gurtbands 16 ausgebildete Schlaufe eingelegt und durch zwei Zwischenelemente 86 radial fixiert. Anschließend wird der zweiteilige Wickelkörper 82 angeordnet und das mehrteilige Gurtwellen-Einschubelement 20 durch eine in die Gewindebohrungen 84 eingedrehte Schraube fixiert. Die Figuren 24 bis 26 zeigen eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht des Gurtstraffers 10 gemäß einer weiteren, besonders kompakten Ausführungsform. Die Funktionsweise dieses Gurtstraffers 10 entspricht exakt der Funktionsweise des Gurtstraffers 10 gemäß Figur 23, sodass diesbezüglich explizit auf die obige Beschreibung zu Figur 23 verwiesen wird.
Der Gurtstraffer 10 gemäß den Figuren 24 bis 26 ist insbesondere ein Endbe- schlagstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem und umfasst das Gurtwellengehäuse 18, die Gurtwelle 12, welche im Gurtwellengehäuse 18 um die Achse A drehbar gelagert ist, die Seilspule 36, welche fest mit der Gurtwelle 12 verbunden ist, sowie den Strafferantrieb 40. Der Strafferantrieb 40 weist das Strafferrohr 42, das im Strafferrohr 42 längsverschieblich geführte, deformierbare Kunststoffelement, das Antriebsritzel 59 und das Zugseil 41 auf, welches teilweise auf die Seilspule 36 aufgewickelt ist. Das Kunststoffelement kann in das Antriebsritzel 59 eingreifen sowie das Antriebsritzel 59 in Straffrichtung antreiben, wobei das Zugseil 41 bei einer Rotation des Antriebsritzels 59 einerseits auf eine Seiltrommel 60 des Antriebsritzels 59 aufgewickelt und andererseits von der Seilspule 36 unter Rotation der Gurtwelle 12 abgewickelt wird.
In Figur 26 wird deutlich, dass auch in dieser Ausführungsform des Gurtstraffers 10 die bereits oben beschriebene Gurtwelle 12 mit der Aussparung 22 zur Aufnahme eines radial in die Aussparung 22 einführbaren Gurtwellen-Einschubelements 20 verwendet wird. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass eine herkömmliche Gurtwelle zum Einsatz kommt, an der das Gurtbandende entweder vor der Montage des Gurtstraffers fixiert werden muss oder nach der Montage des Gurtstraffers axial eingeführt und fixiert wird, wofür jedoch in axialer Richtung ein recht großer Bauraum nötig ist.
Der Strafferantrieb 40 umfasst gemäß den Figuren 24 bis 26 ein Gehäuse 88, in welchem ein Abschnitt des Strafferrohrs 42 sowie das Antriebsritzel 59 aufgenommen ist. Ferner definiert das Gehäuse 88 einen linearen Aufnahmeraum 90, in den sich das deformierbare Kunststoffelement nach der Aktivierung des Gurtstraffers 10 erstreckt (siehe auch Figur 30). Zum besseren Verständnis der Detailkonstruktion und Funktion des Gurtstraffers 10 ist der Strafferantrieb 40 in den nachfolgenden Figuren 27 bis 30 ohne sein Gehäuse 88 dargestellt. So zeigen die Figuren 27 und 28 analog zu den Figuren 24 und 26 eine Seitenansicht bzw. eine perspektivische Ansicht des Gurtstraffers 10, allerdings ohne das Gehäuse 88 des Strafferantriebs 40.
Die Figur 29 zeigt analog zu Figur 25 eine Draufsicht des Gurtstraffers 10, wobei das Gehäuse 88 des Strafferantriebs 40, das Strafferrohr 42 und das Zugseil 41 nicht dargestellt sind, um eine Anfangsposition 58D des deformierbaren Kunststoffelements vor einer Aktivierung des Gurtstraffers 10 sowie eine Endposition 58QD des deformierbaren Kunststoffelements nach einer Aktivierung des Gurtstraffers 10 gut erkennen zu können.
Das flexible sowie elastisch und/oder plastisch deformierbare Kunststoffelement wird auch als Powersnake 58 bezeichnet und ist in seiner Anfangsposition 58D weitgehend abgedichtet im Strafferrohr 42 aufgenommen und in Bezug auf eine Rohrachse des Strafferrohrs 42 längsverschieblich geführt. Nach einer Auslösung des Gasgenerators 48 wird die Powersnake 58 durch einen Gasdruck beaufschlagt und in Richtung zum freien Rohrende 52 bzw. zum Antriebsritzel 59 hin verschoben, wobei die Powersnake 58 durch das Antriebsritzel 59 so verformt wird, dass die Powersnake 58 in das Antriebsritzel 59 eingreift und dieses in Straff richtung antreibt. Hierbei wird Zugseil 41 einerseits auf die Seiltrommel 60 des Antriebsritzels 59 aufgewickelt und anderseits von der Seilspule 36 des Gurtstraffers 10 unter Rotation der Gurtwelle 12 abgewickelt, sodass eine Gurtstraffung stattfindet.
Der beschriebene Strafferantrieb 40 ist äußerst betriebssicher, sodass der bevorzugt als Endbeschlagstraffer ausgeführte Gurtstraffer 10 eine gewünschte Gurtstraffung zuverlässig und reproduzierbar ausführt.
Um einen möglichst kompakten Strafferantrieb 40 zu erhalten, erstreckt sich sowohl ein Abschnitt der Rohrachse des Strafferrohrs 42 als auch ein Abschnitt einer Längsachse des linearen Aufnahmeraums 90 parallel zur Drehachse A der Gurtwelle 12. Dies ist in Figur 30 dargestellt, wobei der zur Achse A parallele Abschnitt der Rohrachse des Strafferrohrs 42 mit dem Bezugszeichen B und der zur Achse A parallele Abschnitt der Längsachse des linearen Aufnahmeraums 90 mit dem Bezugszeichen C versehen ist. In Figur 31 wird der Bauraumbedarf des Gurtstraffers 10 gemäß den Figuren 1 bis 4 mit dem Bauraumbedarf des Gurtstraffers 10 gemäß den Figuren 24 bis 29 verglichen. Aufgrund des veränderten Strafferantriebs 40 baut der Gurtstraffer 10 gemäß den Figuren 24 bis 29, bei etwa identischer Abmessung h senkrecht zur Achse A, in axialer Richtung deutlich kompakter als der Gurtstraffer 10 gemäß den Figuren 1 bis 4.
Beim Gurtstraffer 10 gemäß den Figuren 24 bis 29 ist die Baulänge des Strafferantriebs 40 so an die Gurtwelle 12 angepasst, dass eine axiale Abmessung d der Gurtwelle 12 im Wesentlichen einer axialen Abmessung d des Strafferantriebs 40 entspricht. Da die axiale Abmessung des Gurtstraffers 10 hierbei maßgeblich von der Breite des aufzuwickelnden Gurtbands 16 und der daraus resultierenden, notwendigen Abmessung der Gurtwelle 12 bestimmt wird, ist der axiale Bauraumbedarf des Gurtstraffers 10 in diesem Fall minimal.

Claims

Patentansprüche
1. Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem, mit
einem Gurtwellengehäuse (18),
einer Gurtwelle (12), die im Gurtwellengehäuse (18) um eine Achse (A) drehbar gelagert ist,
einer Seilspule (36), die fest mit der Gurtwelle (12) verbunden ist, sowie einem Strafferantrieb (40), der ein Strafferrohr (42), ein in dem Strafferrohr (42) längsverschieblich geführtes, deformierbares Kunststoffelement, ein Antriebsritzel (59) und ein Zugseil (41) aufweist, welches teilweise auf die Seilspule (36) aufgewickelt ist,
wobei das Kunststoffelement in das Antriebsritzel (59) eingreifen sowie das Antriebsritzel (59) in Straff richtung antreiben kann, und
wobei das Zugseil (41) bei einer Rotation des Antriebsritzels (59) einerseits auf eine Seiltrommel (60) des Antriebsritzels (59) aufgewickelt und andererseits von der Seilspule (36) unter Rotation der Gurtwelle (12) abgewickelt wird.
2. Gurtstraffer nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein Gurtwellen-Einschubelement (20), an dem ein Ende (14) eines Gurtbands (16) befestigt ist, wobei die Gurtwelle (12) eine Aussparung (22) zur Aufnahme des Gurtwellen- Einschubelements (20) aufweist, und
wobei das Gurtwellen-Einschubelement (20) im Wesentlichen radial in die Aussparung (22) einführbar ist.
3. Gurtstraffer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtwelle (12) ein Gabellager (62) zur drehfesten Fixierung des Gurtwellen- Einschubelements (20) aufweist, wobei das Gurtwellen-Einschubelement (20) im Wesentlichen radial in das Gabellager (62) einführbar ist.
4. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtwelle (12) symmetrisch ausgebildet ist.
5. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gurtwellengehäuse (18) symmetrisch ausgebildet ist.
6. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gurtwellengehäuse (18) in einem Axialschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und einen Gehäusesteg (24) sowie zwei gegenüberliegende Gehäuseschenkel (26, 28) aufweist, wobei jeder Gehäuse- schenke! (26, 28) eine Gehäuseöffnung (30, 32) aufweist, durch die sich die Gurtwelle (12) erstreckt.
7. Gurtstraffer nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen den Gehäuseschenkeln (26, 28) im Bereich des Gehäusestegs (24) größer ist als im Bereich der freien Schenkelenden (79).
8. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Abmessung (d) der Gurtwelle (12) im Wesentlichen einer axialen Abmessung (d) des Strafferantriebs (40) entspricht.
9. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Rohrachse des Strafferrohrs (42) abschnitts- weise parallel zur Achse (A) erstreckt.
10. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strafferantrieb (40) ein Gehäuse (88) aufweist, in dem ein linearer Aufnahmeraum (90) für das deformierbare Kunststoffelement nach einer Aktivierung des Gurtstraffers (10) ausgebildet ist, wobei sich der lineare Aufnahmeraum (90) abschnittsweise parallel zur Achse (A) erstreckt.
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