DE29822158U1

DE29822158U1 - Einrichtung zur Befestigung eines Körpers in einer zylindrischen Öffnung sowie Lagerstift

Info

Publication number: DE29822158U1
Application number: DE29822158U
Authority: DE
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2008-12-12

Description

PRINZ & PARTNER 4"

PATENTANWÄLTE Manzingerweg 7

EUROPEANPATENTATTORNEYS D-81241 München

EUROPEANTRADEMARKATTORNEYS Tel. +49 89 89 69 80

11. Dezember 1998

TRW Occupant Restraint
Systems GmbH & Co. KG
Industriestraße 20

D-73553 Alfdorf

Unser Zeichen: T 8807 DE
KI/Gl/bra

Einrichtung zur Befestigung eines Körpers in einer zylindrischen Öffnung sowie Lagerstift

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung eines Körpers in einer zylindrischen Öffnung, insbesondere eine Wellen-Naben-Verbindung, wobei die Einrichtung einen Abschnitt des Körpers umfaßt, mit dem er in die zylindrische Öffnung eingepreßt wird, und der Abschnitt ein durch drei stärker und drei weniger stark gekrümmte Bereiche definiertes Polygonprofil hat.

Das Befestigen eines Körpers in einer zylindrischen Öffnung kann beispielsweise mit einem Gewinde oder mit einer Preßpassung erfolgen. Eine Gewindeverbindung hat den Nachteil, daß sie sich durch Erschütterungen selbsttätig lösen kann und das Einschrauben zeitaufwendig ist. Eine Preßverbindung wiederum hat den Nachteil, daß für einen sicheren Halt relativ enge Toleranzen notwendig sind, was bei Massenartikeln aber aus Kostengründen kaum zu realisieren ist. Bei Gurtaufrollern für Fahrzeugsicherheitsgurte, wie sie beispielsweise aus der DE 3^02 306 A bekannt sind, trägt ein Lagerstift mehrere Kupplungsscheiben. Der Lagerstift ist über ein Gewinde oder eine Preßpassung in eine Öffnung in der Stirnwand einer Gurtspule befestigt. Die Verbindung des Lagerstifts mit der Gurtspule muß trotz Erschütterungen wäh-

rend des Fahrbetriebes über Jahre hinweg sichergestellt sein. Aus Kostengründen ist das axiale Einpressen des Lagerstifts in die Öffnung die bevorzugte Art der Befestigung des Lagerstifts mit der Gurtspule. Wegen des deutlichen Übermaßes des Lagerstifts gegenüber der Öffnung sind hohe Einpreßkräfte erforderlich. Die Standzeiten der hierfür erforderlichen Werkzeuge sind entsprechend niedrig. Darüber hinaus kommt es auch vor, daß die Lagerstifte nicht vollständig in die Öffnungen eingepreßt sind oder sich beim Einpressen verkanten, so daß der Lagerstift nicht mehr mit der Gurtspulenachse fluchtet.

Die Erfindung schafft eine Einrichtung zur Befestigung eines Körpers in einer zylindrischen Öffnung, insbesondere eine Wellen-Naben-Verbindung, die ein einfaches, schnelles Einpressen bei relativ niedrigen Einpreßkräften erlaubt und die dennoch für eine außerordentlieh sichere Verbindung zwischen Körper und dem die Öffnung aufweisenden Teil sorgt. Dies wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß wenigstens die Umfangsfläche der stärker gekrümmten Bereiche axial verlaufende Rillen und zwischen den benachbarten Rillen Vorsprünge aufweist. Die Vorsprünge können sich dann in die die Öffnung begrenzende Wand eindrücken oder sogar einschneiden, wenn der Körper axial in die Öffnung eingepreßt wird. Die Druckbelastung wird auf eine geringere Fläche der Wandung verteilt, was das Einpressen erleichtert. Wie sich bei Versuchen herausgestellt hat, ist dennoch eine außerordentlich hohe Kraft- und Momentenübertragung durch die erfindungsgemäße Kombination aus Polygonprofil mit axialen Rillen möglich.

Vorzugsweise umfaßt die Einrichtung auch die Wandung der Öffnung, also nicht nur den eingepreßten Abschnitt des Körpers. Die Maße, die Geometrie und die Festigkeit des Abschnitts und der Wandung sind so aufeinander abgestimmt, daß sich die Vorsprünge in die Wandung unter bleibender Verformung der Wandung eindrücken. Durch das Einpressen drückt oder schneidet sich der Körper in die Wandung und sorgt neben der kraftschlüssigen auch für eine formschlüssige Verbindung, ohne daß dafür ein hoher Fertigungsaufwand, wie beispielsweise bei einem Keilwellenprofil, notwendig ist.

Vorzugsweise weist die gesamte Umfangsfläche des Abschnitts Rillen auf. Die Öffnung sollte dabei unter Berücksichtigung der Toleranzen so auf das Polygonprofil und dessen Rillen und Vorsprünge ausgerichtet sein, daß auch die Vorsprünge auf den weniger stark gekrümmten Bereichen mit der Wandung in Kontakt treten. Die Maße der Öffnung, des Polygons, der Rillen und der Vorsprünge samt ihrer Toleranzen sollten aber darüber hinaus so gewählt sein, daß der sogenannte Rillengrund im stärker gekrümmten Bereich des Polygonprofils nicht mit der Wandung in Kontakt tritt. Damit wird verhindert, daß auch tatsächlich nicht die gesamte Wandung, die die Öffnung begrenzt, belastet wird.

Die Rillen sind im Querschnitt V-förmig und die Vorsprünge zwischen benachbarten Rillen im Querschnitt vorzugsweise umgekehrt V-förmig. Die Vorsprünge laufen also zu einer sich axial verlaufenden Kante zu. Diese Kante ist vorzugsweise so hart und scharf, daß sie sich beim axialen Einpressen in die Wandung schneidet.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden die Rillen durch Rändeln gebildet. Rändeln ist eine sehr einfache, kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung der Rillen und damit auch der Vorsprünge, die für eine Massenproduktion geeignet ist.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Lagerstift für einen Sicherheitsgurtaufroller, der in eine Öffnung in der Gurtspule eingepreßt ist. Der Lagerstift weist eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Einrichtung auf, mit der er drehfest nach dem Einpressen mit der Gurtspule verbunden ist.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Sicherheitsgurtaufroller mit einem erfindungsgemäßen Lagerstift und einer Gurtspule mit einer Öffnung in einer Stirnwand der Gurtspule. Der Lagerstift ist in axialer Richtung in diese Öffnung eingepreßt. Der Lagerstift dient zur Lagerung wenigstens einer Kupplungsscheibe, die beim gurtbandsensitiven oder fahrzeugsensitiven Blockieren des Sicherheitsgurtaufrollers Last überträgt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Lagerstiftes als Teil des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtaufrollers mit erfindungsgemäßer Einrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Frontansicht des in Fig. 1 gezeigten Lagerstiftes,

Fig. 3 verschiedene Profile der Rillen und Vorsprünge, die bei der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet werden können, und

Fig. 4 eine Querschnittsansicht durch einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit einem erfindungsgemäßen Lagerstift.

In Fig. 1 ist ein Körper in Form eines eine Welle bildenden Lagerstiftes für einen Sicherheitsgurtaufroller dargestellt. Der Lagerstift hat eine zylindrische Hälfte 3, einen Bund 5 sowie eine Hälfte 7. Mit der Hälfte 7 wird der Lagerstift in eine kreiszylindrische Öffnung in einer Gurtspule, die eine Nabe bildet, eingepreßt. Die Hälfte 7 wiederum hat einen Abschnitt 9, der zusammen mit der die Öffnung definierenden Wandung, die abschnittsweise dargestellt und mit 11 bezeichnet ist, eine Einrichtung zur Befestigung des Lagerstifts in der Gurtspule bildet.

Der Abschnitt 9 hat ein Polygonprofil, welches durch, wie in Fig. 2 zu sehen ist, drei stärker und drei weniger stark gekrümmten Bereichen 15 bzw. 13 besteht. Die Umfangsfläche des Abschnittes 9 weist axial verlaufende, im Querschnitt V-förmige Rillen 17 auf. Zwischen benachbarten Rillen 17 ergeben sich Vorsprünge 19, die im Querschnitt im wesentlichen umgekehrt V-förmig sind. Jeder Vorsprung 19 läuft zu einer sich in axialer Richtung erstreckenden Kante 21 zu. Die Rillen samt Vorsprünge 17, 19 werden durch Rändeln erzeugt.

Jeder Vorsprung 19 ist durch zwei entgegengesetzte Flanken 23 gebildet, die sich an der Kante 21 in einem Winkel von etwa 90° treffen.

Der Abschnitt 9 ist damit eine Überlagerung eines Polygonprofils mit einer Rändelung.

Die durch die Wandung 11 definierte kreiszylindrische Öffnung hat einen Innendurchmesser, der so auf die Abmaße des Polygons samt der Rillen und der Vorsprünge 17, 19 abgestimmt ist, daß sich die Kanten 21 beim axialen Einpressen des Lagerstiftes in die Wandung 11 einschneiden. Damit ein solches Einschneiden auch möglich ist, muß selbstverständlich die Wandung eine geringere Härte als die Vorsprünge 19 aufweisen.

Die dargestellte Einrichtung aus Abschnitt 9 und Öffnung stellt eine Wellen-Naben-Verbindung dar, die sich durch eine geringe erforderliche Einpreßkraft, eine hohe Auszugskraft sowie ein hohes übertragbares Drehmoment auszeichnet.

In Fig. 3 sind verschiedene Querschnitte von Rillen und Vorsprüngen dargestellt. Die Flanken 23, die die Vorsprünge (definiert durch radial äußeren Teil der Flanken) und die Rillen (definiert durch radial inneren Teil der Flanken) begrenzen, schneiden sich an der Kante 23 in einem mehr oder weniger großen Winkel. Je spitzer der Winkel ist, umso leichter plastisch verformbar sind die Vorsprünge 21. Wie sich herausgestellt hat, bietet ein Schnittwinkel von etwa 90° einen guten Kompromiß zwischen hoher Standfestigkeit des Vorsprungs 19 beim Einpressen und ausreichend tiefem Einschneiden bei geringer Einpreßkraft.

In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßer Sicherheitsgurtaufroller dargestellt. Bezüglich der Einzelteile des Sicherheitsgurtaufrollers wird auf die bereits zuvor erwähnte DE 39 02 306 A verwiesen, die bis auf den Lagerstift 1 sämtliche Teile explizit beschreibt. Der Sicherheitsgurtaufroller hat eine Gurtspule 29 mit einer linken Stirnwand 31, die eine zentrische Öffnung 33 aufweist. Mit dem Abschnitt 9 voraus wird der Lagerstift 1 in die Öffnung 33 axial eingepreßt. Zwischen

dem Bund 5 und der Stirnwand 31 sitzt auf dem Lagerstift 1 eine Kupplungsscheibe in Form eines Ringes 38. Der Ring 38 ist in axialer Richtung durch den Bund 5 und die Stirnwand 31 lagesicher gehalten, er ist aber auf dem Lagerstift 1 drehbar. Der Ring 38 trägt einen Ansatz 39, an dem eine Kupplungsklinke 41 gelagert ist, und ist mit einer Innenverzahnung 43 versehen, welche die Angriffsfläche einer Klinke 30 umgibt. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform hat der Lagerstift 1 an der dem Abschnitt 9 gegenüberliegenden Hälfte 3 keinen zylindrischen Außenumfang, sondern einen Vierkant, auf dem ein Steuerzahnrad 45 drehfest sitzt, welches auch als Kupplungsscheibe bezeichnet werden kann.

Claims

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PATENTANWÄLTE Manzingerweg 7

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-81241 München

EUROPEANTRADEMARKATTORNEYS Tel. +49 89 89 69 80

11. Dezember 1998

TRW Occupant Restraint
Systems GmbH & Co. KG
Industriestraße 20
D-73553 Alfdorf

Unser Zeichen: T 8807 DE
Kl/bra

Schutzansprüche

1. Einrichtung zur Befestigung eines Körpers in einer zylindri

schen Öffnung (33), insbesondere Wellen-Naben-Verbindung,

wobei die Einrichtung einen Abschnitt (9) des Körpers umfaßt, mit dem er in die zugeordnete Öffnung (33) eingepreßt wird, und

der Abschnitt (9) ein durch drei stärker und drei weniger stark gekrümmte Bereiche (15, 13) definiertes Polygonprofil hat,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Umfangsfläche der stärker gekrümmten Bereiche (15) axial erstreckende Rillen (17) und zwischen benachbarten Rillen (17) Vorsprünge (19) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

Einrichtung die Wandung der Öffnung (33), in die der Abschnitt (9) eingepreßt wird, umfaßt und

daß Maße, Geometrie und Festigkeit von Abschnitt (9) und Wandung so aufeinander abgestimmt sind, daß die Vorsprünge (19) in die Wandung unter bleibender Verformung der Wandung eingedrückt werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Umfangsfläche des Abschnitts (9) Rillen (17) aufweist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, daß die Rillen (17) im Querschnitt V-förmig sind.

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5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (19) zwischen benachbarten Rillen (17) im Querschnitt umgekehrt V-förmig sind und zu einer sich in axialer Richtung erstreckenden Kante zulaufen.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (17) durch Rändeln gebildet sind.

7. Lagerstift für einen Sicherheitsgurtauf roller, der in eine Öffnung (33) in einer Stirnwand (31) einer Gurtspule (29) in axialer Richtung eingepreßt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerstift (1) eine Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, mit der er drehfest mit der Gurtspule (29) verbunden werden kann.
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8. Sicherheitsgurtauf roller mit einem Lagerstift nach Anspruch 7 und einer Gurtspule (29) mit einer Öffnung (33) in einer Stirnwand (31) der Gurtspule (29), in die der Lagerstift (1) in axialer Richtung eingepreßt ist,

wobei auf dem Lagerstift (1) wenigstens eine Kupplungsscheibe (38,

45) gelagert ist.