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Die
Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit einer
insbesondere bei einem Unfall auslösbaren Notfallstraffeinrichtung
für die
Gurtwelle und mit einer ebenfalls an die Gurtwelle angeschlossenen
zweiten, als reversibel arbeitende Vorstraffeinrichtung ausgebildeten
Straffereinrichtung, wobei die Notfallstraffeinrichtung mit einer
größeren Drehgeschwindigkeit
ausgelegt ist als die von der Vorstraffeinrichtung erzeugte Drehgeschwindigkeit
und eine zwischen Vorstraffeinrichtung und Gurtwelle eingerichtete
und ein bewegliches Kupplungsglied aufweisende Kupplung derart ausgebildet
ist, dass nach Auslösung
der Notfallstraffeinrichtung die dadurch in eine schnellere Drehung
versetzte Gurtwelle das Kupplungsglied in dessen Freigabestellung
zurückführt und
so die Kupplungsverbindung zwischen Gurtwelle und Vorstraffeinrichtung
aufhebt.
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Ein
selbstsperrender Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist
in der WO 2005/021339 A1 beschrieben. Bei einem gattungsgemäßen Gurtaufroller
geht es darum, die Notfallstraffeinrichtung und die Vorstraffeinrichtung
so aufeinander abzustimmen, dass sich die beiden Strafferantriebe
nicht gegenseitig behindern, wenn die pyrotechnische Notfallstraffeinrichtung
bereits ausgelöst
wird, wenn die elektromotorisch arbeitende Vorstraffeinrichtung noch
wirksam ist. Im Falle einer solchen Behinderung kann es nämlich nicht
zu einer optimalen Ausnutzung der installierten Straffenergie kommen.
Zur Beseitigung dieser Abstimmungsprobleme ist bei dem gattungsgemäßen Gurtaufroller
vorgesehen, dass bei Auslösung
der Notfallstraffeinrichtung die mit hoher Drehgeschwindigkeit sich
drehende Gurtwelle das die zwischen der Gurtwelle und der Vorstraffeinrichtung
erforderliche Kopplung herbeiführende
Kupplungsglied in dessen Freigabestellung zurückführt, so dass die Kupplungsverbindung
zwischen Gurtwelle und Vorstraffeinrichtung aufgehoben ist und insoweit die
Vorstraffeinrichtung die Wirksamkeit der Notfallstraffeinrichtung
nicht mehr behindern kann.
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Mit
dem bekannten selbstsperrenden Gurtaufroller ist jedoch noch der
Nachteil verbunden, dass im Anschluss an die Rückführung des Kupplungsgliedes
es während
der Wirksamkeit der pyrotechnisch arbeitenden Notfallstraffeinrichtung
durchaus zu einer erneuten Einsteuerung des Kupplungsgliedes durch
den nach wie vor wirksamen Antrieb der Vorstraffeinrichtung kommen
kann, und diese erneute Verbindung des Kupplungsgliedes mit der
sich mit hoher Drehgeschwindigkeit drehenden Gurtwelle kann eine
Zerstörung
der Kupplung mit einer entsprechend auftretenden Kraftspitze zur
Folge haben. Derartige Kraftspitzen jedoch sind während eines
Notfallgeschehens unerwünscht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen selbstsperrenden
Gurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen so weiterzubilden, dass
nach dem Ansprechen der pyrotechnischen Notfallstraffeinrichtung
eine erneute Ankupplung der Vorstraffeinrichtung ausgeschlossen
ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche
dieser Beschreibung nachgestellt sind.
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Die
Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass das mit der Gurtwelle
verbundene Kupplungsteil der Kupplung an der Gurtwelle über wenigstens
eine Sollbruchstelle lösbar
befestigt und derart ausgebildet ist, dass bei Auslösung der
Notfallstraffeinrichtung das Kupplungsteil gegenüber der mit der größeren Drehgeschwindigkeit
in Drehung versetzten Gurtwelle bis zum Abreißen der wenigstens einen Sollbruchstelle
zurückbleibt.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass bei der schnellen
Anlaufbewegung der Gurtwelle aufgrund der Einwirkung der Notfallstraffeinrichtung
und damit auch des damit verbundenen Kupplungsteils das Kupplungsteil
aufgrund seiner Ausbildung gegenüber
der Drehung der Gurtwelle zurückbleibt
beziehungsweise relativ dazu festgesetzt wird, so dass das Kupplungsteil
durch die auftretende Relativbewegung von der Gurtwelle getrennt
wird. Damit kann eine gegebenenfalls von der Vorstraffeinrichtung
weiterhin beziehungsweise nochmals bewirkte Einkupplung der Kupplungsklinke in
das nunmehr von der Gurtwelle getrennte Kupplungsteil die von der
Notfallstraffeinrichtung bewirkte Drehung der Gurtwelle in Aufwickelrichtung
nicht mehr hindern.
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Als
weiterer Vorteil ist noch zu sehen, dass im Falle eines durch plötzliche
Vorverlagerung des Insassen erfolgenden Gurtbandauszuges noch während der
auf die Gurtwelle in Aufwickelrichtung einwirkenden Vorstraffeinrichtung
aufgrund der gegenläufigen
Einwirkungen auf die Gurtwelle sich zwangsläufig das Kupplungsteil von
der Gurtwelle trennt, so dass auch in diesem Fall eine weitere Einwirkung
der Vorstraffeinrichtung ausgeschlossen ist.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kupplungsteil mit einer seine
Beharrung gegenüber
der schnell drehenden Gurtwelle herbeiführenden großen Masseträgheit ausgebildet ist. Bei
diesem Ausführungsbeispiel bewirkt
die dem Kupplungsteil gegebene Masseträgheit, dass dieses Kupplungsteil
gegenüber
der Drehbewegung der Welle zurückgreift
und dadurch abreißt.
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Alternativ
ist nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen, dass an dem Kupplungsteil eine durch die
bei anfänglicher
schneller Drehung des Kupplungsteils gemeinsam mit der Gurtwelle
einwirkenden Fliehkräfte
in Eingriff mit einem weiteren Bestandteil des Gurtaufrollers ausgesteuerte
Fliehkraftkupplung angeordnet ist.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass der zum Eingriff
der Fliehkraftkupplung eingerichtete weitere Bestandteil des Gurtaufrollers
ein unbewegliches Bauteil des Gurtaufrollers ist, also ein ortsfestes
Bauteil des Gurtaufrollers, beispielsweise ein Gehäuseteil.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der zum Eingriff der
Fliehkraftkupplung eingerichtete weitere Bestandteil des Gurtaufrollers
das von der Vorstraffeinrichtung beaufschlagte Abtriebsrad ist;
soweit sich dass von der Vorstraffeinrichtung beaufschlagte Abtriebsrad
selbst bei eingekuppelter Kupplung bei Auslösung der Notfallstraffeinrichtung
jedenfalls langsamer dreht als die Gurtwelle beziehungsweise das
damit verbundene Kupplungsteil, kann das diesbezügliche Abtriebsrad als gegenüber der
bei Auslösung
der Notfallstraffeinrichtung in schnelle Drehung versetzten Gurtwelle
mit Kupplungsteil quasi stehend angesehen werden, so dass eine Verbindung
des Kupplungsteils mit dem Abtriebsrad über eine Fliehkraftkupplung
zu einem Abreißen
des Kupplungsteils von der Gurtwelle führt.
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In
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Fliehkraftkupplung
aus einer an dem Kupplungsteil radial ausschwenkbar gelagerten Zahnklinke
besteht, der eine am weiteren Bestandteil des Gurtaufrollers ausgebildete
Gegenverzahnung zugeordnet ist; diese Gegenverzahnung kann somit
an einem gehäusefesten Bauteil
des Gurtaufrollers oder an dem Abtriebsrad ausgebildet sein.
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Es
kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Fliehkraftkupplung aus
wenigstens einer sich unter Einwirkung der Fliehkraft radial aufstellenden
Bremsbacke besteht, die mit dem weiteren Bestandteil des Gurtaufrollers
in Eingriff gelangt.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es
zeigen:
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1 einen
Gurtaufroller mit zwei Straffeinrichtungen in einer geschnittenen
Seitenansicht,
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2 die
Kupplungsverbindung zwischen Vorstraffeinrichtung und Gurtwelle
in der Ausgangsstellung des Kupplungsgliedes in einer Einzeldarstellung
im Schnitt, wobei die Bewegungsverhältnisse beim Vorstraffen kenntlich
gemacht sind,
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3 den
Gegenstand der 2 mit unverändert angeordnetem Kupplungsglied,
wobei jedoch die beim Notfallstraffen auftretenden Bewegungsverhältnisse
kenntlich gemacht sind,
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4 die
Gurtwelle mit angeschlossener Kupplungsglocke und Abtriebsrad in
einer vergrößerten Darstellung,
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5 den
Gegenstand der 4 in einem vergrößerten Ausschnitt
aus 4,
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6 die
zwischen Kupplungsglocke und Abtriebsrad wirkende Fliehkraftkupplung
in einer vergrößerten Darstellung.
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Der
aus 1 ersichtliche Gurtaufroller 10 besteht
in einer vereinfachten Darstellung aus der Anordnung einer Gurtwelle 14 und
einer Vorstraffeinrichtung in Form eines Elektromotors 11 als
Antrieb dafür;
die Gurtwellenanordnung und der Elektromotor 11 sind über ein
Verbindungsgehäuse 12 miteinander
verbunden, welches als Getriebegehäuse ausgebildet ist derart,
dass die Antriebsbewegung des Elektromotors 11 beispielsweise über ein
in dem Verbindungsgehäuse 12 angeordnetes,
im einzelnen nicht dargestelltes Getriebe in eine Drehung eines Abtriebsrades 13 umgesetzt
werden kann, wobei das Abtriebsrad 13 in dem Verbindungsgehäuse 12 gelagert
ist.
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Auf
die Gurtwelle 14 wirkt eine vorzugsweise pyrotechnisch
ausgebildete Notfallstraffeinrichtung 15, die als an sich
bekannter Kugelstraffer ausgebildet sein kann; mit 16 ist
ein Strafferrad als Bestandteil einer bekannten Kugelstraffeinrichtung
bezeichnet, welches fest auf der Gurtwelle 14 sitzt. Ebenfalls
fest mit der Gurtwelle 14 ist eine innen-verzahnte Kupplungsglocke 17 verbunden,
die in das Abtriebsrad hineinreicht und sich mit einem inneren Ansatz 28 des Abtriebsrades 13 derart überlagert,
dass eine noch zu beschreibende Kupplung ausgebildet werden kann.
Diese Kupplung ist im einzelnen aus den 2 und 4 ersichtlich.
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In
den 2 und 3 ist die Kupplungsverbindung
zwischen dem Abtriebsrad 13 und der Kupplungsglocke 17 dargestellt.
Hierzu ist in einer in dem Abtriebsrad 13 ausgebildeten
Ausnehmung 19 als Kupplungsglied eine Zahnscheibe 20 mit
einer an dieser ausgebildeten Außenverzahnung 21 verschiebbar
angeordnet. In einer Stellung, in welcher die Zahnscheibe 20 gegenüber der
in den 2 und 3 dargestellten Stellung derart
nach außen
verschoben ist, dass die Außenverzahnung 21 über den Umfang
eines inneren Ansatzes 28 des Abtriebsrades 13 hervorsteht,
gelangt die Außenverzahnung 21 der
Zahnscheibe 20 in Eingriff mit der Innenverzahnung 22 der
Kupplungsglocke 17, wodurch die Kupplungsverbindung zwischen
dem Abtriebsrad 13 der Vorstraffeinrichtung und der Gurtwelle 14 hergestellt ist.
Zur Einleitung der Verschiebebewegung der Zahnscheibe 20 nach
außen
aus der in der 2 beziehungsweise der 3 dargestellten
Position ist ein in 1 mit 18 bezeichnetes
Reibelement vorgesehen, welches bei anfänglicher Drehung des Abtriebsrades 13 zunächst die
Zahnscheibe 20 festhält, so
dass aufgrund der anfänglichen
Relativbewegung zwischen Abtriebsrad und Reibelement 18 die
Zahnscheibe 20 längs
der Führungsbahn 27 nach
außen verschoben
wird.
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Unter
Bezugnahme auf 2 wird nachstehend der Bewegungsablauf
bei Ansprechen des Elektromotors 11 beschrieben, der zunächst das
Abtriebsrad 13 in Richtung des Pfeils 30, also
im Uhrzeigersinn dreht. Da die Zahnscheibe 20 in der Ausnehmung 19 des
Abtriebsrades 13 aufgrund der Wirkung des Reibelements 18 zunächst einmal
festgehalten wird, kommt es zu einer Ausschubbewegung der Zahnscheibe 20 längs der
Führungsbahn 27 in
Richtung des Pfeils 31, so dass die Außenverzahnung 21 in
Eingriff mit der Innenverzahnung 22 der Kupplungsglocke 17 gelangt.
Dabei sind die in der Drehrichtung (Pfeil 30) des Abtriebsrades 13 orientierten Zahnflanken 23 der
Außenverzahnung 21 und
Zahnflanken 24 der Innenverzahnung 22 in etwa
radial derart ausgerichtet, dass ein fester Verzahnungseingriff
gegeben ist. Dies führt
zu einer Mitnahme der Kupplungsglocke 17 in Richtung des
Pfeils 32 (im Uhrzeigersinn), so dass aufgrund der festen
Verbindung der Kupplungsglocke 17 mit der Gurtwelle 14 die
Gurtwelle 14 ebenfalls in Straffrichtung gedreht wird.
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Kommt
es während
eines nicht weiter dargestellten bestehenden Verzahnungseingriffs
von Zahnscheibe 20 und Kupplungsglocke 17 zu einer Auslösung der
pyrotechnischen Notfallstraffeinrichtung 15, so wird die
Kupplungsglocke 17 mit einer entsprechend größeren Drehbeschleunigung
in Richtung des Pfeils 33 (im Uhrzeigersinn) gedreht, so dass
die Kupplungsglocke 17 das sich drehende Abtriebsrad 13 überholt.
Damit heben die Zahnflanken 23 und 24 voneinander
ab, und es kommen nun die in einer entsprechenden Winkelanordnung
ausgebildeten Zahnflanken 25 an der Außenverzahnung 21 sowie
Zahnflanken 26 an der Innenverzahnung 22 in Anlage,
die bezüglich
der Drehrichtung derart ausgerichtet sind, dass die Zahnscheibe 20 mit
ihren an den Zahnflanken 26 der Innenverzahnung 22 aufgrund
der langsameren Drehgeschwindigkeit des Abtriebsrades 13 ablaufenden
Zahnflanken 25 in die Ausnehmung 19 des Abtriebsrades 13 zurückgeführt wird,
so dass die Kupplungsverbindung zwischen dem Abtriebsrad 13 und
der Gurtwelle 14 aufgehoben ist.
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Soweit
nun bei Auslösung
der Notfallstraffeinrichtung 15 sicherzustellen ist, dass
während
des Betriebs der Notfallstraffeinrichtung eine erneute Ankupplung
des Abtriebsrades 13 an die Gurtwelle 14 ausgeschlossen
ist, ist gemäß dem in 4 bis 6 dargestellten
Ausführungsbeispiel
die Kupplungsglocke 17 zunächst über wenigstens eine, bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel
vorzugsweise über
vier gleichmäßig über den
Umfang von Gurtwelle 14 beziehungsweise Kupplungsglocke 17 verteilt
angeordnete Sollbruchstellen 40 mit der Gurtwelle 14 verbunden.
An der Kupplungsglocke 17 ist eine radial ausschwenkbare
Zahnklinke 41 gelagert, die so ausgelegt ist, dass sie
erst bei der in einer Notfallstraffung wirkenden Drehgeschwindigkeit
von Gurtwelle 14 beziehungsweise Kupplungsglocke 17 radial
nach außen
schwenkt. In dem die Kupplungsglocke 17 außen umschließenden Bereich
des Abtriebsrades 13 ist eine Innenverzahnung 43 ausgebildet, die
zum Eingriff der Zahnklinke 41 in deren ausgeschwenkter
Stellung eingerichtet ist. Erfolgt demnach eine Auslösung der
Notfallstraffeinrichtung 15 und kommt es demzufolge zu
einer Drehung von Gurtwelle 14 mit Kupplungsglocke 17 mit
einer Drehgeschwindigkeit, die wie beschrieben höher ist als die bei Funktion
der das Abtriebsrad 13 drehenden Vorstraffeinrichtung gegebenen
Drehgeschwindigkeit des Abtriebsrades 13 ist, so schwenkt
die Zahnklinke 41 in die Innenverzahnung 43 des
Abtriebsrades 13 aus und verriegelt die Kupplungsglocke 17 mit
dem Abtriebsrad 13. Soweit auf diese Weise die Drehung der
Kupplungsglocke 17 entsprechend verlangsamt wird, kommt
es zu einem Abreißen
der Kupplungsglocke 17 von der Gurtwelle 14, mit
der Folge, dass im Anschluss daran eine Ankupplung des Abtriebsrades 13 an
die Gurtwelle 14 nicht mehr möglich ist, weil eine eventuelle
Ausschubbewegung der Zahnscheibe 20 in Eingriff mit der
Kupplungsglocke 17 nicht mehr zu einer Kupplungsverbindung
zur Gurtwelle 14 führen
kann.
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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.