WO2014026757A1

WO2014026757A1 - Gurtaufroller mit einer schaltbaren kraftbegrenzungseinrichtung

Info

Publication number: WO2014026757A1
Application number: PCT/EP2013/002413
Authority: WO
Inventors: Fredrik Wigström; Elias MATHIASSON; Erik Rydsmo
Original assignee: Autoliv Development Ab
Priority date: 2012-08-17
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2014-02-20
Also published as: US20150298649A1; US9527476B2; CN104583025A; JP5944053B2; DE102012107557B3; JP2015524770A; CN104583025B

Abstract

Ein Gurtaufroller für den Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges mit einer in Gurt- welle (10) und mit einem daran gekoppelten, gehäusefest verriegelbaren Profil- köpf, wobei zwischen Profilkopf und Gurtwelle (10) eine aus wenigstens zwei Kraftbegrenzungselementen (11, 12) bestehende Kraftbegrenzungseinrichtung an- geordnet ist, und ein Kraftbegrenzungselement (11) mit dem Profilkopf und ein zweites Kraftbegrenzungselement (12) mit der Gurtwelle (10) verbunden ist und die freien Enden (15, 16) Kraftbegrenzungselemente (11, 12) mittels eines über ein Koppelelement (18) an die Gurtwelle (10) ankoppelbares Verbindungsrohr (13) aneinander gekoppelt sind, wobei ferner das Koppelelement (18) als hakenförmiges Federelement mit einem bei Drehung der Gurtwelle (10) über den äußeren Umfang des Verbindungsrohres (13) gleitenden Verriegelungshaken (19) ausgebildet ist, der in eine an dem Umfang des Verbindungsrohres (13) ausgebildete Verriege- lungsnut (20) einfällt und dadurch das Verbindungsrohr (13) mit der Gurtwelle (10) koppelt, ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Koppelelement (18) bei seiner Anfangsdrehung gegenüber dem Verbindungsrohr (13) mittels einer Über- brückungseinrichtung auf der Oberfläche des Verbindungsrohres (13) abstützt und dadurch der Verriegelungshaken (19) beim Überfahren der Verriegelungsnut (20) des Verbindungsrohres (13) außer Eingriff mit der Verriegelungsnut (20) gehalten ist und dass die Überbrückungseinrichtung bei Erreichen eines voreingestellten Drehwinkels der Gurtwelle (10) das Koppelelement (18) zum Einrasten von dessen Verriegelungshaken (19) in die Verriegelungsnut (20) des Verbindungsrohres (13) freigibt.

Description

Gurtaufroller mit einer schaltbaren Kraftbegrenzungseinrichtung

B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für den Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges mit einer in einem Gehäuserahmen drehbar gelagerten Gurtwelle und mit einem an die Gurtwelle gekoppelten und gegenüber dem Gehäuserahmen verriegelbaren Profilkopf, wobei zwischen dem Profilkopf und der Gurtwelle eine aus wenigstens zwei Kraftbegrenzungselementen bestehende Kraftbegrenzungseinrichtung zur Ermöglichung einer kraftbegrenzten Drehung der Gurtwelle in Gurtbandauszugsrichtung bei verriegeltem Profilkopf und bei Überschreiten eines durch die Kraftbegrenzungseinrichtung vorbestimmten Kraftbegrenzungsniveaus angeordnet ist und ein erstes Kraftbegrenzungselement mit einem Ende mit dem Profilkopf und ein zweites Kraftbegrenzungselement mit einem Ende mit der Gurtwelle verbunden ist, und wobei die beiden freien Enden von erstem Kraftbegrenzungselement und zweitem Kraftbegrenzungselement mittels eines Verbindungsrohres aneinander gekoppelt sind und zur Ankopplung des Verbindungsrohres an die Gurtwelle ein Koppelelement vorgesehen ist, über welches das Verbindungsrohr nach einem vorbestimmten Drehwinkel der Gurtwelle mit dieser koppelbar ist, und wobei ferner das zwischen der Gurtwelle und dem Verbindungsrohr angeordnete Koppelelement als hakenförmiges Federelement mit einem bei Drehung der Gurtwelle einschließlich Koppelelement über den äußeren Umfang des Verbindungsrohres gleitenden Verriegelungshaken ausgebildet ist, der bei Erreichen des vorbestimmten Drehwinkels der Gurtwelle in eine an dem Umfang des Verbindungsrohres ausgebildete Verriegelungsnut einfällt und dadurch das Verbindungsrohr mit der Gurtwelle koppelt.

Ein Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist in der DE 10 2009 024 292 AI beschrieben. Soweit die zweistufig arbeitende Kraftbegrenzungseinrichtung aus zwei im Inneren der Gurtwelle des Gurtaufrollers angeordneten und mittels eines Verbindungsrohres aneinander gekoppelten, jeweils ein unterschiedliches Kraftbegrenzungsniveau aufweisenden Torsionsstäben besteht, erfolgt eine Kopplung des Verbindungsrohres an die Gurtwelle über ein gesondertes Koppelelement. Ist der zugehörige Profilkopf mit dem die Gurtwelle lagernde Gehäuserahmen verriegelt, ermöglicht bei einem durch eine Vorwärtsverlagerung des angeschnallten Insassen bedingten Anstieg der Gurtkraft die Kraftbegrenzungseinrichtung bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Kraftbegrenzungsniveaus eine gegenüber dem verriegeltem Profilkopf kraftbegrenzte Weiterdrehung der Gurtwelle in Gurtbandauszugs- richtung. Zur Ausbildung der zweistufigen Kraftbegrenzung ist der ein hohes Kraftbegrenzungsniveau aufweisende erste Torsionsstab mit seinem einen Ende fest mit dem Profilkopf verbunden, während sein anderes Ende mit dem ihn umschließenden Verbindungsrohr verbunden ist; der in einer Linie mit dem ersten Torsionsstab angeordnete und ein niedrigeres Kraftbegrenzungsniveau aufweisende zweite Torsionsstab ist mit seinem einen Ende mit dem Verbindungsrohr und mit seinem anderen Ende mit der Gurtwelle verbunden. Soweit zu Beginn der Kraftbegrenzung lediglich das niedrige Kraftbegrenzungsniveau eingeschaltet sein soll, ist das die beiden Torsionsstäbe miteinander verbindende Verbindungsrohr noch nicht mit der Gurtwelle verbunden, so dass das andere Ende des einseitig mit der Gurtwelle verbundenen zweiten Torsionsstabes mit dem niedrigeren Kraftbegrenzungsniveau über das Verbindungsrohr und über den ersten, das hohe Kraftbegrenzungsniveau auf- weisenden Torsionsstab mit dem gehäusefest verriegelten Profilkopf verbunden ist. Dreht sich bei verriegeltem Profilkopf nun die Gurtwelle aufgrund der Vorwärtsverlagerung weiter, wird daher lediglich der zweite Torsionsstab mit dem niedrigeren Kraftbegrenzungsniveau tordiert. Soll nach einem vorbestimmten Drehwinkel der Gurtwelle gegenüber dem feststehenden Profilkopf das höhere Kraftbegrenzungsniveau eingeschaltet werden, wird das Verbindungsrohr über das entsprechend vorgesehene Koppelelement an die Drehung der Gurtwelle gekoppelt. Durch die Kopplung des Verbindungsrohres mit der Gurtwelle sind beide Enden des zweiten, das niedrigere Kraftbegrenzungsniveau aufweisenden Torsionsstabes nunmehr mit der Gurtwelle verbunden, so dass insoweit der zweite Torsionsstab überbrückt ist und nunmehr der von der Drehung der Gurtwelle über das Koppelelement und das Verbindungsrohr beaufschlagte erste Torsionsstab gegenüber dem feststehenden Profilkopf verdreht wird.

Das zwischen dem Verbindungsrohr und der dieses umschließenden Gurtwelle ausgebildete Koppelelement ist durch ein in einer Ausnehmung der Gurtwelle angeordnetes Federelement gebildet, welches zu Beginn der Drehung der Gurtwelle mit einem an ihm ausgebildeten Verriegelungshaken über die Oberfläche des Verbindungsrohres gleitet. Der für die Zuschaltung des hohen Kraftbegrenzungsniveaus vorgesehene Drehweg der Gurtwelle ist durch die Anordnung einer sich in Längsrichtung des Verbindungsrohres erstrecken, in diesem angeordneten Verriegelungsnut festgelegt, so dass nach Durchlaufen des so vorgegebenen Drehweges der Gurtwelle mit dem an ihr festgelegten Koppelelement der Verriegelungshaken des Koppelelements in die Verriegelungsnut des Verbindungsrohres einfällt und Gurtwelle und Verbindungsrohr durch das sich einerseits in der Ausnehmung der Gurtwelle und andererseits mit dem Verriegelungshaken in der Verriegelungsnut des Verbindungsrohres abstützende Koppelelement miteinander verbunden sind. Mit dem bekannten Gurtaufroller ist der Nachteil verbunden, dass die Um- schaltung der Kraftbegrenzungseinrichtung von dem niedrigeren Kraftbegrenzungsniveau auf das höhere Kraftbegrenzungsniveau wegen des zu Beginn der Kraftbegrenzung nur möglichen Abstandes zwischen der Ausgangslage des Verriegelungshakens des Koppelelements und der Stellung der Verriegelungsnut im Verbindungsrohr bereits vor Erreichen einer vollen Umdrehung der Gurtwelle erfolgen muss. Demgegenüber besteht aber auch die Anforderung, eine solche Umschaltung auch noch später, also nach mehr als einer Umdrehung der Gurtwelle gegenüber dem verriegelten Profilkopf vorzunehmen zu können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen so einzurichten, dass eine Umschaltung von dem niedrigen auf das höhere Kraftbegrenzungsniveau auch noch zu einem späteren Zeitpunkt als einer vollen Umdrehung der Gurtwelle gegenüber dem verriegelten Profilkopf einzurichten ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass sich das Koppelelement bei seiner Anfangsdrehung gegenüber dem Verbindungsrohr mittels einer Überbrückungseinrichtung auf der Oberfläche des Verbindungsrohres abstützt und dadurch der Verriegelungshaken beim Überfahren der Verriegelungsnut des Verbindungsrohres außer Eingriff mit der Verriegelungsnut gehalten ist und dass die Überbrückungseinrichtung bei Erreichen eines voreingestellten Drehwinkels der Gurtwelle das Koppelelement zum Einrasten von dessen Verriegelungshaken in die Verriegelungsnut des Verbindungsrohres freigibt. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass während der Weiterdrehung der Gurtwelle mit Koppelelement gegenüber dem die Verriegelungsnut aufweisenden Verbindungsrohr der Verriegelungshaken des Koppelelements durch die Überbrückungseinrichtung außer Eingriff mit der Verriegelungsnut gehalten ist, so dass nun die Gurtwelle mit dem daran gekoppelten Koppelelement mehr als eine Umdrehung um das Verbindungsrohr herum ausführen kann, ohne dass der Verriegelungshaken des Koppelelements in die Verriegelungsnut des Verbindungsrohres einfällt.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Überbrückungseinrichtung aus wenigstens einem zwischen dem Verbindungsrohr und dem Koppelelement angeordneten und mit dem Koppelelement verbundenen Abstandshalter besteht und dass in der Oberfläche des Verbindungsrohres eine in der vom Abstandshalter bei Drehung des Koppelelementes gegenüber dem Verbindungsrohr durchschrittenen Bahn angeordnete Ausnehmung zur Aufnahme des Abstandshalters vorgesehen ist. Mit einem derartigen Abstandshalter kann zunächst ein Schaltzeitpunkt bis nahezu zwei Umdrehungen der Gurtwelle bzw. des Koppelelements gegenüber dem Verbindungsrohr eingestellt werden. Vorzugsweise wird die in dem Verbindungsrohr angeordnete Ausnehmung zur Aufnahme des Abstandshalters nach einem ersten Passieren des Verriegelungshakens des Koppelelements hinsichtlich der Verriegelungsnut wirksam, so dass bei einem Überfahren der Verriegelungsnut durch den Verriegelungshaken des Koppelelements der Abstandshalter ein Einfallen des Verriegelungshakens in die Verriegelungsnut des Verbindungsrohres verhindert. Im Anschluss daran ist in Drehrichtung des Koppelelements um das Verbindungsrohr in letzterem die Ausnehmung angeordnet, so dass der Abstandshalter in die Ausnehmung einfällt und während der fortlaufenden Weiterdrehung des Koppelelements um das Verbindungsrohr herum der Verriegelungshaken des Koppelements auf der Oberfläche des Verbindungsrohres aufliegt und darüber gleitet, bis nach einer weiteren Drehung der Gurtwelle mit Koppelelement gegenüber dem Verbindungsrohr der Verriegelungshaken des Koppelelements in die entsprechend angeordnete Verriegelungsnut des Verbindungsrohres einfällt.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abstandshalter einstückig mit dem Koppelelement ausgebildet ist und in dem bei in der Ausnehmung des Verbindungsrohres liegenden Abstandshalter über die Oberfläche des Verbindungsrohres überstehenden Bereich des Abstandshalters eine Sollbruchstelle ausgebildet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Abstandshalter mit einem von ihm abstehenden stiftförmigen Ansatz in einer zugeordneten Ausnehmung des Koppelelementes festgelegt und der stiftförmige Ansatz derart ausgelegt ist, dass der stiftförmige Ansatz bei einer Relativdrehung zwischen Abstandshalter und Koppelelement abschert. In beiden Fällen ist dafür Sorge getragen, dass nach dem Einfallen des Abstandshalters in die am Verbindungsrohr vorgesehene Ausnehmung sich das Koppelelement gegenüber dem Abstandshalter weiterdrehen kann.

In zweckmäßiger Weise kann vorgesehen sein, dass in einer symmetrischen Anordnung beiderseits des an dem Koppelelement ausgebildeten Verriegelungshakens je ein Abstandshalter angeordnet ist.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Uberbrückungseinrichtung einerseits aus einem an einem axialen Ende des Koppelelements angeordneten und in eine am zugeordneten Ende des Verbindungsrohres in diesem ausgebildete schraubenförmige Nut eingreifenden Mitnehmer besteht derart, dass bei Relativdrehung des Koppelelements gegenüber dem Verbindungsrohr eine axiale Verschiebung des Koppelelements gegenüber dem Verbindungsrohr erfolgt, und dass zur Vervollständigung der Überbrückungseinrichtung der am Koppelelement ausgebildete Verriegelungshaken bei der Anfangsdrehung des Koppelelements gegenüber dem Verbindungsrohr axial über die am Verbindungsrohr ausgebildete Verriegelungsnut hervorsteht und sich auf dem Verbindungsrohr abstützt und erst nach einer durch den voreingestellten Drehwinkel der Gurtwelle bewirkten Axialverschiebung des Koppelelements gegenüber dem Verbindungsrohr in die Verriegelungsnut einfällt. Mit dieser Ausführungsform kann der Schaltzeitpunkt nahezu beliebig festgelegt werden. Da das Koppelelement erst nach einer entsprechenden axialen Verschiebung in die Lage versetzt ist, mit seinem Verriegelungshaken in Eingriff mit der Verriegelungsnut des Verbindungsrohres zu gelangen, hängt der Schaltzeitpunkt lediglich von der Anzahl der Gänge der schraubenförmigen Nut am Verbindungsrohr und damit von dem Maß der dadurch festgelegten axialen Verschiebung des Koppelelements gegenüber dem Verbindungsrohr ab, die notwendig ist, damit der Verriegelungshaken des Koppelelements in die Verriegelungsnut des Verbindungsrohres einfallen kann.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das Ende der schraubenförmigen Nut zur Stirnseite des Verbindungsrohres offen ist derart, dass bei Erreichen des voreingestellten Drehwinkels der Gurtwelle der Mitnehmer des Koppelelements mittels dessen Axialverschiebung aus der Nut freikommt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der Gurtwelle eines nicht weiter im

Einzelnen dargestellten Gurtaufrollers mit in die Gurtwelle integrierten Bestandteilen einer zweistufigen Kraftbegrenzungseinrichtung,

Fig. 2 eine Schnittansicht des Verbindungsrohres der Kraftbegrenzungseinrichtung im Zusammenwirken mit dem an der Gurtwelle festgelegten Koppelelement in der Startposition vor Beginn der Kraftbegrenzung, den Gegenstand der Figur 2 bei Uberfahren der Verriegelungsnut des Verbindungsrohres durch das Koppelelement mit Verriegelungshaken aufgrund einer Weiterdrehung der Gurtwelle mit dem daran gekoppelten Koppelelement gegenüber dem Verbindungsrohr, den Gegenstand der Figur 3 bei Aufhebung der Wirkung der erfindungsgemäßen Überbrückungseinrichtung bei Weiterdrehung der Gurtwelle mit Koppelelement gegenüber dem Verbindungsrohr, den Gegenstand der Figur 4 mit in die Verriegelungsnut des Verbindungsrohres eingefallenem Verriegelungshaken des Koppelelements, ein anderes Ausführungsbeispiel der Gurtwelle mit Kraftbegrenzungseinrichtung in einer Figur 1 entsprechenden Darstellung, das Verbindungsrohr im Zusammenwirken mit dem Koppelelement in der Startposition vor Beginn der Kraftbegrenzung in einer Per- spektivdarstellung, den Gegenstand der Figur 7 beim Überfahren der Verriegelungsnut durch den Verriegelungshaken des Koppelelements ohne Ankopp- lung des Verbindungsrohres an das Koppelelement, den Gegenstand der Figur 7 bei in die Verriegelungsnut des Verbindungsrohres eingefallenem Verriegelungshaken des Koppelelements.

Soweit in Figur 1 eine Gurtwelle mit darin integrierter Kraftbegrenzungseinrichtung dargestellt ist, entspricht deren konstruktiver Aufbau dem in der gattungsbildenden DE 10 2009 024 292 A I ausführlicher beschriebenen Gegenstand, so dass ergänzend auf die Offenbarung der DE 10 2009 024 292 A I hingewiesen und deren Inhalt, soweit nicht im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung abgeändert, zum Gegenstand auch der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.

Auf Figur 1 ergibt sich eine Gurtwelle 10, in die ein erstes Kraftbegrenzungselement 1 1 mit einem höheren Kraftbegrenzungsniveau und ein zweites, ein niedrigeres Kraftbegrenzungsniveau aufweisendes Kraftbegrenzungselement 12 integriert ist. Beide Kraftbegrenzungselemente 1 1 , 12 sind jeweils als Torsionsstäbe mit entsprechend profilierten Enden ausgebildet. Die beiden Torsionsstäbe 1 1 , 12 sind im Inneren eines Verbindungsrohres 13 eingelegt, welches Verbindungsrohr 13 seinerseits in eine zentrale Öffnung 30 der Gurtwelle 10 einschiebbar ist.

Dabei weist der erste Kraftbegrenzungselement 1 1 ein profiliertes (linkes) Ende 14 auf, welches zum Anschluss des ersten Kraftbegrenzungselements 1 1 an einen nicht weiter dargestellten Profilkopf dient, wie dieser in Ausgestaltung und Funktion in der gattungsbildenden DE 10 2009 024 292 AI ebenfalls angesprochen ist. Das gegenüberliegende (rechte) Ende 1 5 des ersten Kraftbegrenzungselementes 1 1 ist aufgrund einer inneren Profilierung des Verbindungsrohres 1 3 formschlüssig an dem Verbindungsrohr 1 3 festgelegt und insoweit fest mit diesem verbunden. Entsprechendes gilt auch für den das zweite Kraftbegrenzungselement 12 bildenden Torsionsstab, dessen eines (linke) Ende 16 ebenfalls formschlüssig mit dem Verbindungsrohr 13 verbunden ist und dessen anderes (rechtes) Ende 17 formschlüssig mit der Gurtwelle 10 verbunden ist. Insofern stehen, wie in der gattungsbildenden Druckschrift beschrieben, die beiden Enden 14 und 17 von erstem Kraftbegrenzungselement 1 1 und zweitem Kraftbegrenzungselement 12 jeweils axial über das Verbindungsrohr 13 hervor. Zur Ankopplung des Verbindungsrohres 13 an die Gurtwelle 10 ist zwischen dem äußeren Umfang des Verbindungsrohres 13 und dem Innenumfang der zentralen Öffnung 30 der Gurtwelle 10 ein Koppelelement 18 angeordnet, welches in einer entsprechend vorgesehenen Ausnehmung 22 im Inneren der Gurtwelle 10 aufgenommen ist und sich darin abstützt. Das Koppelelement 1 8 wird mittels einer Feder 21 gegen das Verriegelungsrohr 1 3 vorgespannt, wobei die Feder 21 von einer an die Ausnehmung 22 für das Koppelelement 1 8 anschließenden Ausnehmung 22a aufgenommen ist und dadurch das Koppelelement 18 in Anlage an dem Verbindungsrohr 13 vorspannt. Das selbst ebenfalls federnd ausgebildete Koppelelement 1 8 hat an einem radialen Ende einen Verriegelungshaken 19, der bei in der Ausnehmung 22 der Gurtwelle 10 liegendem Koppelelement 1 8 innenseitig in die Öffnung 30 hervorsteht und insoweit federnd auf der äußeren Oberfläche des Verbindungsrohres 13 aufliegt. Dem Verriegelungshaken 19 des Koppelelementes 18 ist eine am Verbindungsrohr 13 ausgebildete Verriegelungsnut 20 derart zugeordnet, dass bei einer entsprechenden Stellung des Verbindungsrohres 13 zum Verriegelungshaken 19 des Koppelelements 1 8 der Verriegelungshaken 19 aufgrund der einwirkenden Federwirkung in Eingriff mit der Verriegelungsnut 20 gelangt und in dieser Eingriffsstellung das Verbindungsrohr 1 3 mit dem Koppelelement 18 und damit mit der Gurtwelle 10 im Sinne einer gemeinsamen Drehung der beiden Bauteile verbindet.

Anhand der Figuren 2 bis 5 wird nachstehend die Funktion der aus Figur 1 ersichtlichen Kraftbegrenzungseinrichtung beschrieben. Hinsichtlich der einzelnen Abläufe bei der Schaltung wird dabei ergänzend auf die Offenbarung der DE 10 2009 024 292 AI verwiesen.

Soweit aus Figur 2 die Startposition der Kraftbegrenzungseinrichtung ersichtlich ist, ist erkennbar, dass zwischen dem Koppelelement 18 und der Oberfläche des Verbindungsrohres 13 ein das Koppelelement 1 8 auf Abstand haltende Abstandshalter 23 angeordnet ist, so dass der Verriegelungshaken 19 des Koppelelementes 1 8 im Abstand zu der Oberfläche des Verbindungsrohres 1 3 gehalten wird. Wie in der Beschreibungseinleitung bereits ausgeführt, dreht sich zu Beginn des Kraftbegrenzungsvorganges die Gurtwelle 10 gegenüber dem nicht weiter dargestellten Profilkopf entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil 40 weiter, wobei das mit seinem einen Ende 14 mit dem Profilkopf verbundene erste Kraftbegrenzungselement 1 1 stehen bleibt, so dass auch das formschlüssig mit dem zweiten Ende 1 5 des ersten Kraftbegrenzungselements 1 1 verbundene Verbindungsrohr 13 entsprechend steht. Dieses Verbindungsrohr 13 legt damit auch das erste Ende 16 des zweiten Kraftbegrenzungselementes 12 fest, so dass bei einer Weiterdrehung der Gurtwelle mit dem daran gekoppelten zweiten Ende 17 des zweiten Kraftbegrenzungselementes 12 das als Torsionsstab ausgebildete zweite Kraftbegrenzungselement 12 in sich tordiert wird. Gleichzeitig dreht sich das in der Ausnehmung 22 der Gurtwelle 10 fixierte Koppelelement 1 8 gemeinsam mit der Gurtwelle in Richtung des Pfeils 40 mit, wie sich dies aus einem Vergleich der Figur 2 mit dem in Figur 3 dargestellten Stadium ergibt.

In der Darstellung der Figur 3 hat das Koppelelement 1 8 eine Drehung von etwa 270° gegenüber der aus Figur 2 ersichtlichen Startposition vollzogen, wobei in dieser Stellung das Koppelelement 1 8 die Verriegelungsnut 20 des Verbindungsrohres 13 überfährt, ohne dass wegen des weiterhin wirksamen Abstandshalters 23 der Verriegelungshaken 19 des Koppelelements 1 8 in die Verriegelungsnut 20 einfallen kann.

Bei einer Weiterdrehung der Gurtwelle 10 gegenüber dem nach wie vor stehenden Verbindungsrohr 13 gelangt entsprechend Figur 3 der Abstandshalter 23 über eine in dem Verbindungsrohr 13 ausgebildete Ausnehmung 24, so dass aufgrund der federnden Beaufschlagung des Koppelelements 1 8 durch die Feder 21 der Abstandshalter 23 in die Ausnehmung 24 eingedrückt wird und darin so verrastet, dass bei einer Weiterdrehung der Gurtwelle 10 entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil 40) der Abstandshalter 23 von dem Koppelele- ment 1 8 abschert. Im Anschluss daran liegt der Verriegelungshaken 19 des Koppelelements 1 8 auf dem äußeren Umfang des Verbindungsrohres 13 auf, und bei fortlaufender Drehung der Gurtwelle 10 um das immer noch stehende Verbindungsrohr 13 rastet der Verriegelungshaken 19 entsprechend der Darstellung in Figur 5 in die Verriegelungsnut 20 des Verbindungsrohes 13 ein, so dass gemäß der Darstellung in Figur 5 nunmehr das Verbindungsrohr 13 an die Drehbewegung des Koppelelements 18 und damit der Gurtwelle 10 gekoppelt ist.

In diesem Augenblick ist die Umschaltung von dem niedrigen, durch die Wirkung des zweiten Kraftbegrenzungselementes 12 festgelegten Kraftbegrenzungsniveau auf das höhere, durch das erste Kraftbegrenzungselement 1 1 definierte Kraftbegrenzungsniveau vollzogen, weil aufgrund der Kopplung des Verbindungsrohres 13 mit der Gurtwelle 10 nun das zweite Kraftbegrenzungselement 12 überbrückt ist, weil dieses sowohl mit seinem (rechten) Ende 17 unmittelbar mit der Gurtwelle 10 und mit seinem (linken) Ende 16 über das mit der Gurtwelle 10 verbundene Verbindungsrohr 13 mit der Gurtwelle verbunden ist, so dass keine Relativdrehung der Gurtwelle 10 bezüglich des Endes 16 des zweiten Kraftbegrenzungselementes 12 mehr stattfindet. Vielmehr kommt es nun bei Weiterdrehung der Gurtwelle 10 zu einer Drehung des an das Verbindungsrohr 13 gekoppelten (rechten) Endes 1 5 des ersten Kraftbegrenzungselementes 1 1 und damit zu einer Verdrehung des als Torsionsstab ausgebildeten ersten Kraftbegrenzungselementes 1 1 gegenüber dem am Profilkopf festliegenden (linken) Ende 14 des ersten Kraftbegrenzungselements 1 1 .

Wie sich aus einem Vergleich der in Figur 2 dargestellten Startposition und der in Figur 5 dargestellten Schaltposition der Kraftbegrenzungseinrichtung ergibt, erfolgt die Umschaltung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa nach 1 3/4 Umdrehungen der Gurtwelle gegenüber dem verriegelten Profilkopf bzw. linken Ende 14 des ersten Kraftbegrenzungselementes 1 1 . Es ist einsehbar, dass auch eine geringere Umdrehungszahl der Gurtwelle für die Festlegung des Schaltzeitpunktes ausgewählt werden kann, indem die Verriegelungsnut 20 im Verbindungsrohr 13 entsprechend verlegt ist.

Das alternative, in den Figuren 6 bis 9 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem zuvor zu Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Schaltzeitpunkt für die Umschaltung des Niveaus der Kraftbegrenzungseinrichtung noch weiter verschoben und insbesondere auf mehr als zwei Umdrehungen der Gurtwelle ausgelegt werden kann.

Hierzu ist das Koppelelement 18 mit seinem Verriegelungshaken 19 axial verschiebbar gegenüber dem Verbindungsrohr 13 angeordnet, so dass das Koppelelement 18 in der Startposition der Kraftbegrenzung mit einem axialen Endabschnitt auf dem Umfang des Verbindungsrohres 13 aufliegt und somit der Verriegelungshaken 19 des Koppelelementes 18 ebenfalls solange nicht in die Verriegelungsnut 20 des Verbindungsrohres 13 einfallen kann, bis der Verriegelungshaken 19 durch eine Axialverschiebung des Koppelelements 1 8 gegenüber dem Verbindungsrohr 13 in eine mit der Verriegelungsnut 20 fluchtende Lage gebracht ist. Zur Ausführung der Axialverschiebung ist an dem, dem ersten das höhere Kraftbegrenzungsniveau aufweisenden Kraftbegrenzungselement 1 1 zugewandten Ende des Verbindungsrohres 13 eine schraubenförmige Nut 25 mit einer der gewünschten axialen Verschiebung entsprechenden Anzahl von Gängen ausgebildet, in welche ein an dem zugeordneten Ende des Koppelelementes 1 8 angeordneter, davon hakenförmig abstehender Mitnehmer 26 eingreift. Die Nut 25 ist zum Ende des Verbindungsrohres hin offen, damit der Mitnehmer 26 bei Erreichen der einen Eingriff des Verriegelungshakens 19 in die Verriegelungsnut 20 ermöglichenden Stellung des Koppelelements 18 aus der schraubenförmigen Nut 25 freikommt. Weiterhin ist zwischen dem Mitnehmer 26 und dem Verriegelungshaken 19 ein Freischnitt 27 ausgebildet, damit die radiale Einschwenkbewegung des Koppelelements 1 8 in Richtung des Verbindungsrohres 13 nicht durch den Mitnehmer 26 gehindert ist.

Wie sich aus einer Zusammenschau der Figuren 7 bis 9 ergibt, liegt der Mitnehmer 26 des Koppelelements 1 8 in der aus Figur 7 ersichtlichen Startposition im innersten Gang der schraubenförmigen Nut 25, so dass das gegen überliegende Ende des Verriegelungshakens 19 axial über die Verriegelungsnut 20 übersteht und bei einem Überfahren der Verriegelungsnut, wie in Figur 8 dargestellt, ein federndes Einfallen des Verriegelungshakens 19 in die Verriegelungsnut 20 verhindert. Bei der Relativdrehung (Pfeil 40) des an die Drehung der Gurtwelle 10 gekoppelten Koppelelements 18 gegenüber dem feststehenden Verbindungsrohr 13, wie im Einzelnen zum Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 5 beschrieben, findet aufgrund des Eingriffs des Mitnehmers 26 in die schraubenförmige Nut 25 des Verbindungsrohres 13 eine axiale Verschiebung des Koppelelements 1 8 auf dem Verbindungsrohr 13 statt, bis in der in Figur 9 dargestellten Stellung der Verriegelungshaken 19 in die Verriegelungsnut 20 einrastet. In dieser Stellung ist der Mitnehmer 26 aus der endseitig offenen schraubenförmigen Nut 25 freigekommen und hindert die radiale Einschwenkbewegung des Verriegelungshakens 19 nicht; gleichzeitig sorgt der Freischnitt 27 für den entsprechenden Bewegungsspielraum.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Gurtaufroller mit einer schaltbaren Kraftbegrenzungseinrichtung P at ent an s p rüch e

1. Gurtaufroller für den Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges mit einer in einem Gehäuserahmen drehbar gelagerten Gurtwelle (10) und mit einem an die Gurtwelle (10) gekoppelten und gegenüber dem Gehäuserahmen verriegelbaren Profilkopf, wobei zwischen dem Profilkopf und der Gurtwelle (10) eine aus wenigstens zwei Kraftbegrenzungselementen (11, 12) bestehende Kraftbegrenzungseinrichtung zur Ermöglichung einer kraftbegrenzten Drehung der Gurtwelle (10) in Gurtbandauszugs- richtung bei verriegeltem Profilkopf und bei Überschreiten eines durch die Kraftbegrenzungseinrichtung vorbestimmten Kraftbegrenzungsniveaus angeordnet ist und ein erstes Kraftbegrenzungselement (11) mit einem Ende (14) mit dem Profilkopf und ein zweites Kraftbegrenzungselement (12) mit einem Ende (17) mit der Gurtwelle (10) verbunden ist, und wobei die beiden freien Enden (15, 16) von erstem Kraftbegrenzungselement (11) und zweitem Kraftbegrenzungselement (12) mittels eines Verbindungsrohres (13) aneinander gekoppelt sind und zur An- kopplung des Verbindungsrohres (13) an die Gurtwelle (10) ein Koppelelement (18) vorgesehen ist, über welches das Verbindungsrohr (13) nach einem vorbestimmten Drehwinkel der Gurtwelle (10) mit dieser koppelbar ist, und wobei ferner das zwischen der Gurtwelle ( 10) und dem Verbindungsrohr ( 13) angeordnete Koppelelement ( 1 8) als hakenförmiges Federelement mit einem bei Drehung der Gurtwelle ( 10) einschließlich Koppelelement (1 8) über den äußeren Umfang des Verbindungsrohres ( 13) gleitenden Verriegelungshaken ( 19) ausgebildet ist, der bei Erreichen des vorbestimmten Drehwinkels der Gurtwelle (10) in eine an dem Umfang des Verbindungsrohres ( 13) ausgebildete Verriegelungsnut (20) einfällt und dadurch das Verbindungsrohr ( 13) mit der Gurtwelle ( 10) koppelt, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Koppelelement (1 8) bei seiner Anfangsdrehung gegenüber dem Verbindungsrohr ( 13) mittels einer Überbrückungseinrichtung auf der Oberfläche des Verbindungsrohres ( 13) abstützt und dadurch der Verriegelungs-haken ( 19) beim Überfahren der Verriegelungsnut (20) des Verbindungsrohres ( 13) außer Eingriff mit der Verriegelungsnut (20) gehalten ist und dass die Überbrückungseinrichtung bei Erreichen eines voreingestellten Drehwinkels der Gurtwelle (10) das Koppelelement ( 18) zum Einrasten von dessen Verriegelungshaken ( 19) in die Verriegelungsnut (20) des Verbindungsrohres ( 13) freigibt.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Überbrückungseinrichtung aus wenigstens einem zwischen dem Verbindungsrohr ( 13) und dem Koppelelement ( 1 8) angeordneten und mit dem Koppelelement (1 8) verbundenen Abstandshalter (23) besteht und dass in der Oberfläche des Verbindungsrohres ( 13) eine in der vom Abstandshalter (23) bei Drehung des Koppelelementes ( 18) gegenüber dem Verbindungsrohr (13) durchschrittenen Bahn angeordnete Ausnehmung (24) zur Aufnahme des Abstandshalters (23) vorgesehen ist. Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (23) einstückig mit dem Koppelelement (1 8) ausgebildet ist und in dem bei in der Ausnehmung (24) des Verbindungsrohres ( 13) liegenden Abstandshalter (23) über die Oberfläche des Verbindungsrohres ( 13) überstehenden Bereich des Abstandshalters (23) eine Sollbruchstelle ausgebildet ist.

Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (23) mit einem von ihm abstehenden stiftförmigen Ansatz in einer zugeordneten Ausnehmung des Koppelelementes festgelegt und der stiftförmige Ansatz derart ausgelegt ist, dass der stiftförmige Ansatz bei einer Relativdrehung zwischen Abstandshalter (23) und Koppelelement (1 8) abschert.

Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer symmetrischen Anordnung beiderseits des an dem Koppelelement ( 1 8) ausgebildeten Verriegelungshakens (19) je ein Abstandshalter (23) angeordnet ist.

Gurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückungseinrichtung einerseits aus einem an einem axialen Ende des Koppelelements ( 1 8) angeordneten und in eine am zugeordneten Ende des Verbindungsrohres (13) in diesem ausgebildete schraubenförmige Nut (25) eingreifenden Mitnehmer (26) besteht derart, dass bei Relativdrehung des Koppelelements ( 1 8) gegenüber dem Verbindungsrohr (13) eine axiale Verschiebung des Koppelelements ( 18) gegenüber dem Verbindungsrohr ( 13) erfolgt, und dass zur Vervollständigung der Überbrückungseinrichtung der am Koppelelement ( 18) ausgebildete Verriegelungshaken ( 19) bei der Anfangsdrehung des Koppelelements (18) gegenüber dem Verbindungsrohr ( 13) axial über die am Verbindungsrohr (13) ausgebildete Verriegelungsnut (20) hervorsteht und sich auf dem Verbindungsrohr ( 13) abstützt und erst nach einer durch den voreingestellten Drehwinkel der Gurtwelle (10) bewirkten Axialverschiebung des Koppelelements ( 18) gegenüber dem Verbindungsrohr (13) in die Verriegelungsnut (20) einfällt.

Gurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das End der schraubenförmigen Nut (25) zur Stirnseite des Verbindungsrohres ( 13) offen ist derart, dass bei Erreichen des voreingestellten Drehwinkels der Gurtwelle (10) der Mitnehmer (26) des Koppelelements ( 1 8) mittels dessen Axialverschiebung aus der Nut (25) freikommt.