DE10025889C2

DE10025889C2 - Sicherheitsgurtaufroller mit bei Gurtbandeinlauf wirksamer Abschaltung des gurtbandsensitiven Steuersystems

Info

Publication number: DE10025889C2
Application number: DE2000125889
Authority: DE
Inventors: Ronald Jabusch
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: DE10025889A1

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller für Sicherheitsgurte mit einer drehbar in einem Gehäuserahmen gelagerten und in Aufwickelrichtung des Gurtbandes von einer Aufwickelfeder vorgespannten Gurtwelle und mit einem gurtbandsensitiven Ansteuermechanismus, der eine an die Gurtwelle gekoppelte Steuerscheibe zur Ansteuerung des Blockiermechanismus für die Gurtwelle aufweist, wobei die Steuerscheibe ein exzentrisch angeordnetes und gegen Federwirkung um eine Lagerstelle schwenkbar gelagertes Trägheitselement trägt und das Trägheitselement im Auslösefall durch seine Verschwenkung das Festlegen der Steuerscheibe an einer gehäusefesten Verzahnung herbeiführt.

Ein Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist in der DE 29 24 575 A1 beschrieben. Soweit zur Ansteuerung des von einem radial in Eingriff mit einer gehäusefesten Blockierverzahnung auslenkbaren Sperrglied gebildeten Blockiermechanismus eine Steuerscheibe vorgesehen ist, die bei Auftreten von Gefahrensituationen in ihrer Drehbewegung anzuhalten ist, ist an der Steuerscheibe exzentrisch eine masseträge Sperrklinke gelagert, die bei hohen Drehbeschleunigungen der Steuerscheibe aufgrund ihrer Masseträgheit in ihrer Läge zu verharren trachtet und dadurch nach außen bis zum Eingriff in einer in einem Gehäusedeckel des Gurtaufrollers ausgebildeten gehäusefesten Verzahnung ausschwenkt. Wird die Steuerscheibe durch den Eingriff mit der gehäusefesten Verzahnung in ihrer Drehbewegung angehalten, so führt die Relativdrehung der stillstehenden Steuerscheibe gegenüber der sich weiterdrehenden Gurtwelle zu einer radialen Auslenkung des als Blockiermechanismus für die Gurtwelle wirkenden Sperrgliedes.

Mit dem bekannten Gurtaufroller ist der Nachteil verbunden, daß es auch bei einer in Gurtaufwickelrichtung auftretenden hohen Drehbeschleunigung der Gurtwelle und der daran gekoppelten Steuerscheibe, wie sie beispielsweise bei einem Zusammenwirken des Gurtaufrollers mit einer Straffvorrichtung auftritt, zu einem Ansprechen der Sperrklinke und deren Auslenkung kommen kann. Auch wenn bei dieser Drehrichtung der Steuerscheibe in Gurtaufwickelrichtung der Verzahnungseingriff zwischen Sperrklinke und gehäusefester Verzahnung nicht wirksam wird, können damit bei hohen Drehzahlen von Gurtwelle bzw. Steuerscheibe während eines Straffvorganges wegen der über die gehäusefeste Verzahnung hinweggehenden Sperrklinke entsprechende Geräusche entstehen bzw. kann eine Beschädigung der Sperrklinke nicht ausgeschlossen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Gurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen ein Ansprechen des gurtbandsensitiven Steuersystems beim Gurtbandeinzug, d. h. bei Drehung der Gurtwelle in Aufwickelrichtung des Gurtbandes zu vermeiden.

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 das Trägheitselement zu seiner bei Drehung der Steuerscheibe in Aufwickelrichtung des Gurtbandes wirksamen Festlegung an der Steuerscheibe mit einem seine Relativverschiebung zur Lagerstelle ermöglichenden Lagerspiel gelagert und in seiner entgegen der bei Gurtbandaufwicklung vorliegenden Drehrichtung der Steuerscheibe verschobenen Stellung über eine Sperrgestaltung in seiner den Blockiermechanismus nicht ansteuernden Stellung festgelegt ist und wobei das Trägheitselement durch eine in Drehrichtung der Steuerscheibe bei Gurtbandaufwicklung wirksame Feder gegen die Lagerstelle vorgespannt ist.

Aus der DE 298 12 435 U1 ist weiterhin ein Gurtaufroller mit einem entsprechenden konstruktiven Aufbau bekannt, bei welchem eine die Wellenblockierung bildende Sperrklinke an einer Trägheitsscheibe mittels einer nachgiebigen Lagerung gelagert ist, um eine selbsttätige Ausrichtung der Zähne der Sperrklinke aus der zugeordneten gehäusefesten Sperrverzahnung zu gewährleisten, so daß entsprechend große Fertigungstoleranzen zugelassen werden können.

Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß bei Drehung von Gurtwelle bzw. Steuerscheibe in Aufwickelrichtung des Gurtbandes eine Ansteuerung und Auslenkung der an der Steuerscheibe gelagerten Sperrklinke durch die Festlegung des Trägheitselementes in dieser Drehrichtung der Steuerscheibe nicht erfolgen kann. Die Festlegung des Trägheitselementes geschieht dabei in einer konstruktiv einfach und preiswert zu verwirklichenden Art und Weise, indem lediglich bei der Lagerung des Trägheitselementes an der Steuerscheibe ein entsprechend großes Lagerspiel vorgesehen ist. Bei Drehung der Steuerscheibe mit Trägheitselement in Abwickelrichtung des Gurtbandes, bei der ein Ansprechen des Trägheitselementes erwünscht ist, wie auch in der Ruheposition bei angelegtem oder abgelegtem Gurt kommt dem gewählten großen Lagerspiel keine Bedeutung zu, weil die Federkraft der das Trägheitselement vorspannenden Feder das Trägheitselement in dem Lager festlegt (Ruheposition) oder gleichgerichtet mit der Trägheitskraft wirkt (Abspulposition). Bei Drehung der Steuerscheibe in Aufwickelrichtung des Gurtbandes jedoch kommt es aufgrund der dem Trägheitselement eigenen Trägheitskraft zu einer Verschiebung des Trägheitselementes gegenüber der Steuerscheibe entgegen der Federkraft, bis die Sperrgestaltung das Trägheitselement in einer Position festlegt, in welcher eine Ansteuerung des Blockiermechanismus des Gurtaufrollers nicht erfolgen kann.

Hinsichtlich der Lagerung des Trägheitselementes an der Steuerscheibe ist nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß das Trägheitselement eine einen an der Steuerscheibe befindlichen Lagervorsprung umgreifende Lagerausnehmung aufweist und die Lagerausnehmung zur Einstellung des Lagerspiels eine größere Abmessung als der Lagervorsprung aufweist und daß die das Trägheitselement festlegende Sperrgestaltung an der Steuerscheibe angebracht ist. In dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Sperrgestaltung aus einem den äußeren Umfang des Trägheitselementes hintergreifenden Vorsprung besteht.

In Umkehrung von ineinander greifendem Lagervorsprung und Lagerausnehmung ist in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß das Trägheitselement mit einem Lagervorsprung in eine Lagerausnehmung der Steuerscheibe eingreift und daß die Sperrgestaltung an dem Trägheitselement selbst angebracht ist; hiermit ist der Vorteil verbunden, daß die Sperrgestaltung unmittelbar im Bereich der Lagerung des Trägheitselementes an der Steuerscheibe auszubilden ist.

Im einzelnen kann vorgesehen sein, daß der Lagervorsprung des Trägheitselementes in der Lagerausnehmung der Steuerscheibe entgegen der Drehrichtung der Steuerscheibe bei Gurtaufwicklung verschiebbar und in der Drehrichtung der Steuerscheibe bei Gurtabwicklung verschwenkbar ist, wobei der Verschiebeweg des Lagervorsprungs des Trägheitselementes in der Lagerausnehmung der Steuerscheibe durch einen an dem Trägheitselement ausgebildeten und bei der Verschiebung an der Steuerscheibe anschlagenden Vorsprung begrenzt sein kann.

Hinsichtlich der Ansteuerung des Blockiermechanismus des Gurtaufrollers kann vorgesehen sein, daß das Trägheitselement als an der Steuerscheibe gelagerte und in Eingriff mit der gehäusefesten Verzahnung schwenkbare masseträge Sperrklinke ausgebildet ist. Diese Ausführungsform der Erfindung entspricht in ihrem konstruktiven Aufbau somit dem in der zur Bildung der Gattung herangezogenen DE 29 24 575 A1 beschriebenen Gurtaufroller.

Soweit alternativ dazu eine Ausführungsform vorgesehen sein kann, bei der das an der Steuerscheibe gelagerte Trägheitselement bei seiner Ausschwenkung eine an der Steuerscheibe gelagerte gesonderte Sperrklinke in Eingriff mit der gehäusefesten Verzahnung steuert, ist eine derartige Bauform eines selbstsperrenden Gurtaufrollers in der DE 37 34 209 A1 beschrieben, so daß die erfindungsgemäße Lagerung des Trägheitselementes an der Steuerscheibe auch dann verwirklicht sein kann, wenn das Trägheitselement die gesonderte Sperrklinke steuert.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 die Steuerscheibe eines Gurtaufrollers mit daran gelagertem Trägheitselement in einer Seitenansicht in Ruheposition des Trägheitselementes,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 bei Drehung der Steuerscheibe in Abwickelrichtung des Gurtbandes,

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 1 bei Drehung der Steuerscheibe in Aufwickelrichtung des Gurtbandes,

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer vergrößerten ausschnittsweisen Darstellung der Lagerung des Trägheitselementes an der Steuerscheibe in Ruheposition,

Fig. 5 den Gegenstand der Fig. 4 bei Drehung der Steuerscheibe in Abwickelrichtung des Gurtbandes,

Fig. 6 den Gegenstand der Fig. 4 bei Drehung der Steuerscheibe in Aufwickelrichtung des Gurtbandes.

In der Zeichnung ist das Blockier- und Steuersystem eines selbstsperrenden Gurtaufrollers nur in den Teilen dargestellt, die von der Erfindung weitergebildet und insoweit für das Verständnis der Erfindung von Bedeutung sind; im übrigen wird auf den in der gattungsbildenden DE 29 24 575 A1 oder in der ebenfalls genannten DE 37 34 209 A1 beschriebenen Aufbau eines Gurtaufrollers Bezug genommen.

An der Steuerscheibe 10 eines nicht im einzelnen dargestellten Gurtaufrollers mit einer dem Zusammenwirken mit einem fahrzeugsensitiven Steuersystem dienenden Außenverzahnung 11 ist ein Trägheitselement 12 gelagert, welches eine langgestreckte Gestalt mit einem ersten Arm 13 und einem zweiten Arm 14 aufweist, wobei die Lagerung des Trägheitselementes 12 an der Steuerscheibe 10 im Bereich zwischen den Armen 13, 14 erfolgt.

Im einzelnen weist das Trägheitselement 12 einen Lagerausschnitt 15 auf, in welchen ein an der Steuerscheibe 10 befindlicher Lagervorsprung 16 eingreift. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, ist der Lagerausschnitt 15 größer bemessen als der Lagervorsprung 16 der Steuerscheibe 10, so daß sich in der Lagerung ein Lagerspiel 17 ergibt. Die Stirnfläche des Lagervorsprunges 16 wie auch die daran anliegende Fläche des Lagerausschnitts 15 des Trägheitselementes 12 sind so bemessen, daß eine Verschiebung des Trägheitselementes 12 an dem Lagervorsprung 16 unter Überwindung des Lagerspiels 17 möglich ist. Das Trägheitselement 12 ist durch eine an ihm angreifende, an der Steuerscheibe 10 festgelegte Feder 18 in die Drehrichtung der Steuerscheibe 10 beaufschlagt, die der Aufwickelrichtung des Gurtbandes entspricht und in Fig. 3 mit dem Pfeil 31 gekennzeichnet ist. Dem zweiten Arm 14 ist an der Steuerscheibe 10 eine Sperrgestaltung 19 in Form eines Vorsprunges zugeordnet derart, daß in den beiden durch das Lagerspiel 17 ermöglichten Lagerstellungen das Trägheitselement 12 zum einen mit seinem Arm 14 an der Sperrgestaltung 19 vorbei radial nach außen schwenken kann oder zum anderen mit seinem Arm 14 durch die Sperrgestaltung 19 in seiner eingeschwenkten Stellung festlegbar ist.

Soweit in Fig. 1 die Ruheposition des Trägheitselementes 12 an der Steuerscheibe 10 dargestellt ist, ergibt sich diese Ruheposition bei angelegtem bzw. abgelegtem Sicherheitsgurt oder bei normalem Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurtes, wenn keine übermäßige Drehung der Steuerscheibe 10 bewirkt wird. In dieser Ruheposition drückt die Feder 18 das Trägheitselement in Richtung des Pfeils 32.

Kommt es beim Anlegen des Sicherheitsgurtes und Abspulen des Gurtbandes zu einer Drehung der Steuerscheibe 10 in Richtung des Pfeils 30 entsprechend Fig. 2, so verharrt das Trägheitselement 12 in seiner in Fig. 1 dargestellten Ruheposition solange, als die Drehbeschleunigung der Steuerscheibe 10 nicht einen durch die Masseträgheit des Trägheitselementes und dessen Lagebestimmung durch die Kraft der Feder 18 voreingestellten Wert übersteigt. Bei Auftreten einer entsprechend großen Drehbeschleunigung kommt es zu einem Ausschwenken des Trägheitselementes 12 entgegen der Kraft der Feder 18 entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Lage, bei welcher die Masseträgheit des Trägheitselementes 12 hinter einer Drehbewegung in Richtung des Pfeils 30 zurückbleibt, so daß der Arm 14 des Trägheitselementes 12 radial nach außen ausschwenkt. Da die Federkraft der Feder 18 und die Trägheitskraft des Trägheitselementes 12 in Richtung des Pfeils 32 gleichgerichtet sind, kann der Arm 14 des Trägheitselementes 12 an der Sperrgestaltung 19 vorbei radial nach außen schwenken und hier - wie nicht dargestellt - in Eingriff mit einer gehäusefesten Verzahnung kommen.

Kommt es dagegen entsprechend der Darstellung in Fig. 3 zu einer Drehbeschleunigung der Steuerscheibe in Aufwickelrichtung des Gurtbandes entsprechend Pfeil 31, wie diese beispielsweise beim Einwirken eines Gurtstraffers auf den Sicherheitsgurtaufroller gegeben ist, kommt es aufgrund der Masseträgheit des Trägheitselementes zu einer Verschiebung des Trägheitselementes in Richtung des Pfeils 33, wobei das Lagerspiel 17 in dem Lagerausschnitt 15 überwunden wird, und in dieser verschobenen Stellung hintergreift die Sperrgestaltung 19 den Arm 14 des Trägheitselementes 12 und verhindert dessen Ausschwenkung nach außen, so daß ein Eingriff in die zugehörige gehäusefeste Verzahnung ausgeschlossen ist. Damit ist eine Ansteuerung des Blockiermechanismus des Gurtaufrollers ausgeschlossen und das gurtbandsensitive Steuersystem ist während der Aufwickelbewegung des Gurtbandes abgeschaltet. Da bei der Verschiebung des Trägheitselementes 12 die Feder 18 gespannt wird, sorgt die Feder 18 nach Beendigung der Drehung der Steuerscheibe in Richtung des Pfeils 31 für die Rückführung des Trägheitselementes 12 in dessen Ruheposition entsprechend Fig. 1.

Bei dem in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die konstruktiven Verhältnisse insoweit umgekehrt, als das Trägheitselement 12 einen Lagervorsprung 20 aufweist, der in eine hinterschnittartig ausgebildete Lagerausnehmung 21 an der Steuerscheibe 10 eingreift derart, daß der Lagervorsprung 20 in der Lagerausnehmung 21 sowohl längs einer Führungskante 24 in Richtung des Pfeils 33 verschiebbar als auch in Richtung des Pfeils 34 bis zum Anschlag der Schwenkkante 25 an dem Trägheitselement 10 verschwenkbar ist. Die an dem Trägheitselement 12 ausgebildete Schwenkkante 25 mündet in einen Vorsprung 26, der derart angeordnet ist, daß bei verschobenem Trägheitselement (Fig. 6) eine Verschwenkung des Trägheitselementes radial nach außen ausgeschlossen ist, weil der Vorsprung 26 gegen die Steuerscheibe anliegt und somit das Trägheitselement in der verschobenen Stellung festlegt.

Im einzelnen ist in Fig. 4 die Ruheposition des Trägheitselementes dargestellt, in welcher die Feder 18 wiederum für die Vorspannung in Aufwickelrichtung des Gurtbandes (Pfeil 31) sorgt.

In Fig. 5 ist die Lage des Trägheitselementes 12 zur Steuerscheibe 10 bei Abwicklung des Gurtbandes (Pfeil 30) dargestellt, in welcher das Trägheitselement 12 bis zum Anschlag der Schwenkkante 25 an der Steuerscheibe 10 verschwenkt ist, wobei der Vorsprung 26 diese Schwenkbewegung nicht hindert.

Bei entgegengesetzter Drehung der Steuerscheibe 10 in Aufwickelrichtung des Gurtbandes (Pfeil 31) erfolgt wie zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 beschrieben aufgrund der Masseträgheit des Trägheitselementes 10 eine Verschiebung des Trägheitselementes 12 längs der Führungskante 24 entgegen der Federkraft der Feder 18, und in der aus Fig. 6 ersichtlichen Stellung liegt der Vorsprung 26 gegen die Steuerscheibe 10 an und läßt eine radiale Verschwenkung des Trägheitselementes 12 entsprechend der Darstellung in Fig. 5 nicht zu.

Claims

1. Selbstsperrender Gurtaufroller für Sicherheitsgurte mit einer drehbar in einem Gehäuserahmen gelagerten und in Aufwickelrichtung des Gurtbandes von einer Aufwickelfeder vorgespannten Gurtwelle und mit einem gurtbandsensitiven Ansteuermechanismus, der eine an die Gurtwelle gekoppelte Steuerscheibe zur Ansteuerung des Blockiermechanismus für die Gurtwelle aufweist, wobei die Steuerscheibe ein exzentrisch angeordnetes und gegen Federwirkung um eine Lagerstelle schwenkbar gelagertes Trägheitselement trägt und das Trägheitselement im Auslösefall durch seine Verschwenkung das Festlegen der Steuerscheibe an einer gehäusefesten Verzahnung herbeiführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitselement (12) zu seiner bei Drehung der Steuerscheibe (10) in Aufwickelrichtung des Gurtbandes (Pfeil 31) wirksamen Festlegung an der Steuerscheibe (10) mit einem seine Relativverschiebung zur Lagerstelle (16, 21) ermöglichenden Lagerspiel (17) gelagert und in seiner entgegen der bei Gurtbandaufwicklung vorliegenden Drehrichtung der Steuerscheibe (10) verschobenen Stellung über eine Sperrgestaltung (19, 26) in seiner den Blockiermechanismus nicht ansteuernden Stellung festgelegt ist und wobei das Trägheitselement (12) durch eine in Drehrichtung der Steuerscheibe (10) bei Gurtbandaufwicklung (Pfeil 31) wirksame Feder (18) gegen die Lagerstelle (16, 21) vorgespannt ist.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitselement (12) eine einen an der Steuerscheibe (10) befindlichen Lagervorsprung (16) umgreifende Lagerausnehmung (15) aufweist und die Lagerausnehmung (15) zur Einstellung des Lagerspiels (17) eine größere Abmessung als der Lagervorsprung (16) aufweist und daß die das Trägheitselement (12) festlegende Sperrgestaltung (19) an der Steuerscheibe (10) angebracht ist.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrgestaltung (19) aus einem den äußeren Umfang des Trägheitselementes (12) hintergreifenden Vorsprung (19) besteht.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitselement (12) mit einem Lagervorsprung (20) in eine Lagerausnehmung (21) der Steuerscheibe (10) eingreift und daß die Sperrgestaltung (26) an dem Trägheitselement (12) selbst angebracht ist.

5. Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagervorsprung (20) des Trägheitselementes (12) in der Lagerausnehmung (21) der Steuerscheibe (10) entgegen der Drehrichtung der Steuerscheibe bei Gurtaufwicklung (Pfeil 31) verschiebbar und in der Drehrichtung der Steuerscheibe (10) bei Gurtabwicklung (Pfeil 30) verschwenkbar ist.

6. Gurtaufroller nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeweg des Lagervorsprungs (20) des Trägheitselementes (12) in der Lagerausnehmung (21) der Steuerscheibe (10) durch einen an dem Trägheitselement (12) ausgebildeten und bei der Verschiebung an der Steuerscheibe (10) anschlagenden Vorsprung (26) begrenzt ist.

7. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitselement (12) als an der Steuerscheibe (10) gelagerte und in Eingriff mit der gehäusefesten Verzahnung schwenkbare masseträge Sperrklinke ausgebildet ist.

8. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Steuerscheibe (10) gelagerte Trägheitselement (12) bei seiner Ausschwenkung eine an der Steuerscheibe (10) gelagerte gesonderte Sperrklinke in Eingriff mit der gehäusefesten Verzahnung steuert.