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Die
Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller für Kraftfahrzeuge
mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren
Blockiervorrichtung für
die Gurtwelle, mit einem Profilkopf als Träger eines zur Verriegelung
der Gurtwelle mit dem Gehäuse
beweglich angeordneten Sperrgliedes und mit einer zwei über eine
zwischengeschaltete und mittels einer Steuervorrichtung ansteuerbare
Kupplung schaltbare Kraftbegrenzungselemente aufweisenden Kraftbegrenzungseinrichtung.
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Ein
Sicherheitsgurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist in der
DE 200 15 402 U1 beschrieben.
Dieser Sicherheitsgurtaufroller weist zusätzlich zu einem zwischen der
Gurtwelle und dem Profilkopf angeordneten Torsionsstab zwei weitere miteinander
in Reihe geschaltete Kraftbegrenzungsvorrichtungen in Form von zwei
Rutschkupplungen auf, die über
einen außen-
und innenverzahnten Zahnring miteinander gekuppelt sind. Dabei wirkt
die erste, ein hohes Kraftbegrenzungsniveau aufweisende Reibkupplung
zwischen der Gurtwelle beziehungsweise deren Profilkopf und dem
Zahnring und die zweite Reibkupplung zwischen dem Zahnring und dem
Gehäuse.
Der Zahnring ist im Ausgangszustand über eine von einer Steuervorrichtung
ansteuerbare Klinke gehäusefest
festgelegt, wobei die Klinke im Bedarfsfall von der Steuervorrichtung
außer
Eingriff mit dem Zahnring ausgesteuert wird, so dass der Zahnring
gegenüber
dem Gurtaufrollergehäuse
frei drehbar ist.
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Die
Steuerung der Kraftbegrenzungselemente bei dem bekannten Gurtaufroller
ist dabei so eingerichtet, dass der Zahnring über die Klinke gehäusefest
festgelegt ist, so dass in einem Unfall zunächst das höhere Kraftbegrenzungsniveau
wirkt. Wird durch ein fahrzeugseitiges Signal festgestellt, dass
aufgrund der Größe, des
Gewichts oder der Position des Fahrers oder aufgrund der Unfallschwere die
auf den Insassen wirkende Rückhaltekraft
zu groß wird,
so wird die Klinke außer
Eingriff mit dem Zahnring gesteuert, so dass der Zahnring gegenüber dem
Gehäuse
frei drehbar ist. Somit kommt es zu einer Relativbewegung zwischen
Gehäuse
und Zahnring, wobei die zwischen dem Gehäuse und dem Zahnring liegende
zweite Reibkupplung als Kraftbegrenzung mit einem niedrigeren Kraftbegrenzungsniveau
wirkt. Der Schaltvorgang vollzieht sich demnach jeweils vom hohen
Kraftbegrenzungsniveau zum niedrigeren Kraftbegrenzungsniveau und
ist nicht reversibel. Insofern ist mit dem bekannten Gurtaufroller
der Nachteil verbunden, dass auch auf kleinere beziehungsweise leichtere
angeschnallte Personen zunächst
das hohe Kraftbegrenzungsniveau einwirkt, was zu einem entsprechend
starken Anstieg der Rückhaltekraft
führt.
Erst bei einer zu hohen Rückhaltekraft
erfolgt die Absenkung des Kraftbegrenzungsniveaus. Ein weiterer
Nachteil besteht darin, dass der bekannte Sicherheitsgurtaufroller
keine Berücksichtigung
von momentanen Sitzpositionsänderungen
durch Bewegungen des angeschnallten Insassen auf dem Sitz erlaubt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsgurtaufroller
mit den gattungsgemäßen Merkmalen
derart weiterzubilden, dass die Einstellung des Kraftbegrenzungsniveaus flexibel
und besser auf die Insassenverhältnisse
angepasst erfolgt.
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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 die Steuervorrichtung
für das
Schalten der Kupplung aus einem das Maß des jeweiligen Gurtbandauszuges
von der Gurtwelle feststellenden Zählgetriebe besteht und die
Kupplung vor Beginn der Kraftbegrenzung inaktiv ist und durch das
Ansprechen eines der beiden Kraftbegrenzungselemente zu Beginn des
Kraftbegrenzungsvorganges in Schaltbereitschaft gesetzt wird.
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Mit
der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass das Kraftbegrenzungsniveau
von vorneherein in Abhängigkeit
von dem im Augenblick des Unfalls vorliegenden Gurtbandauszug jeweils
entweder auf ein niedriges oder auf ein höheres Niveau eingestellt wird.
Damit kann nicht nur der durch die Körpermaße und die jeweilige Kleidung
bedingte Gurtbandauszug berücksichtigt
werden, sondern auch die im Augenblick des Unfalles gerade herrschende
Sitzposition des Fahrzeuginsassen. Hat sich gemäß der Erfassung durch das Zählgetriebe
ein kleiner und damit in der Regel leichter Insasse, für den nach
dem Stand der Technik ein niedrigeres Kraftbegrenzungsniveau einzuschalten
ist, angeschnallt, so ist zunächst
nur eines der beiden Kraftbegrenzungselemente wirksam. Hat sich
dagegen ein großer
Insasse angeschnallt, so wird das zweite Kraftbegrenzungselement über die
Kupplung aufgeschaltet, so dass ein entsprechend höheres Kraftbegrenzungsniveau
wirksam ist. Um Fehlschaltungen im Kupplungsbereich zu vermeiden,
ist die Kupplung zum Aufschalten des zweiten Kraftbegrenzungselementes
von dem Zählgetriebe
entkoppelt, indem die Kupplung vor Beginn der Kraftbegrenzung inaktiv
ist und erst durch das Ansprechen eines der beiden Kraftbegrenzungselemente
in Schaltbereitschaft gesetzt wird. Somit kann erst bei Beginn des
Kraftbegrenzungsvorganges das Zählgetriebe
den sich aus einem Status ergebenden Kraftbegrenzungsbedarf an die
Kupplung weitergeben, die in Abhängigkeit
von dem in diesem Augenblick vorliegenden Status des Zählgetriebes
nur ein Kraftbegrenzungselement wirksam sein lässt oder das zweite Kraftbegrenzungselement
zur Erhöhung der
Rückhaltekraft
zuschaltet.
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Weiterhin
ist mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtaufroller
der Vorteil verbunden, dass auch in dem Fall die Schaltung auf das
höhere
Kraftbegrenzungsniveau sichergestellt ist, in welchem sich ein kleinerer
Insasse kurz vor dem Unfall vorgebeugt hat, so dass der mit dem
niedrigen Kraftbegrenzungsniveau verbundene größere Gurtbandauslaßweg bereits
zu einer Gefährdung
des Insassen führen
kann. Entsprechendes gilt, wenn während des Kraftbegrenzungsvorganges
durch den damit verbundenen Gurtbandauslaß und die entsprechende Vorverlagerung
des Insassen der Schaltpunkt überschritten
wird.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung aus einem am Gehäuse des
Gurtaufrollers drehbar gelagerten Zahnring und aus einer von der
Steuervorrichtung zwischen zwei Schaltstellungen hin und her bewegbaren,
an der Gurtwelle gelagerten Klinke besteht, mittels der der Zahnring
in der einen Schaltstellung von der Gurtwelle entkoppelt und in
der anderen Schaltstellung drehfest mit der Gurtwelle gekoppelt ist.
Hierzu ist die Verwendung eines Zahnringes zur Ausführung der
Schaltverbindung zwischen zwei Kraftbegrenzungselementes aus der
gattungsbildenden
DE
200 15 402 U1 bekannt.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Kraftbegrenzungselemente bezüglich des
Zahnringes derart angeordnet sind, dass die erste Kraftbegrenzungsstufe
mit dem niedrigen Kraftbegrenzungsniveau bei von der Gurtwelle entkoppelten
Zahnring und die zweite Kraftbegrenzungsstufe mit dem hohen Kraftbegrenzungsniveau
bei durch die von der Steuervorrichtung in Eingriff mit dem Zahnring
eingesteuerte Klinke an die Gurtwelle gekoppelten Zahnring verwirklicht
ist.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, dass das eine Kraftbegrenzungselement
ein innerhalb der Gurtwelle angeordneter und durch Relativdrehung
der Gurtwelle zu dem blockierten Profilkopf tordierender Torsionsstab und
dass das andere Kraftbegrenzungselement ein außerhalb der Gurtwelle im Gurtaufrollergehäuse angeordneter
Torsionsstab ist, dessen eines Ende gehäusefest eingespannt und dessen
anderes Ende über
ein Verbindungsmittel an den Zahnring angeschlossen ist derart,
dass die Drehung des Zahnringes in eine Tordierung des Torsionsstabes
umsetzbar ist. Hierzu ist ein außerhalb der Gurtwelle angeordneter
Torsionsstab als zweites Kraftbegrenzungselement aus der
EP 0 913 300 A1 bekannt,
der über
ein Zahnradgetriebe unmittelbar mit der Gurtwelle verbunden ist
und sich somit jeweils gemeinsam mit der Gurtwelle dreht. Bei einem
entsprechenden Lastfall wird der zweite Torsionsstab blockiert,
so dass sich seine Kraftbegrenzungswirkung zu dem von einem ersten
in der Gurtwelle angeordneten Torsionsstab aufgebauten Kraftbegrenzungsniveau
hinzu addiert. Im Gegensatz dazu ist bei der Erfindung der außenliegende
Torsionsstab von dem weiteren Kraftbegrenzungselement beispielsweise
ebenfalls in Form eines in der Gurtwelle angeordneten Torsionsstabes über den
drehbaren Zahnring abgekoppelt.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungsmittel aus einem
Metallband mit vorgegebener Länge
besteht, dessen eines Ende an dem Zahnring eingehängt und
dessen anderes Ende unter Einschaltung einer Wicklung drehfest mit
dem Torsionsstab verbunden ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil,
dass der mit dem Tordieren der beiden Torsionsstäbe verbundene Gurtbandauslaß nach Ausschöpfen des
höheren
Kraftbegrenzungsniveaus letztlich durch die Länge des abzuwickelnden Metallbandes
begrenzt ist. Ist das Metallband vollständig abgewickelt, so erfolgt eine
unmittelbare Kraftübertragung
von dem Zahnring auf den tordierten Torsionsstab und damit in das Gehäuse, so
dass ein starres System entsteht, welches am Ende des Kraftbegrenzungsvorganges
als Sicherheitsstufe wirksam ist.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Zählgetriebe aus einem mit der
Gurtwelle verbundenen außenverzahnten
Zahnrad, einem weiteren, gehäusefest
gelagerten außenverzahnten
Zahnrad und einem auf einer schwenkbar in zwei Schaltstellungen
am Gehäuse
gelagerten Schaltschwinge angeordneten dritten außenverzahnten
Zahnrad besteht, wobei die Zahnräder
in den Stellungen des Zählgetriebes
wahlweise in Kämmeingriff
miteinander stehen und auf den Zahnrädern jeweils die Schaltpunkte
für die
Schaltschwinge festlegende Schaltnoppen angeordnet sind, welche
bei vorgegebenem Abwickelzustand in gegenseitigen Anschlag gelangen
und dadurch die Schaltschwinge zwischen den Schaltstellungen verschwenken.
Ein derartiges Zählgetriebe
ist aus der
DE 41 32
876 A1 grundsätzlich
bekannt, und zwar als Retraktorumschaltung für einen Gebrauch eines Gurtaufrollers
bei einem Kindersitz. Das Zählgetriebe schaltet
dabei das gurtbandsensitive beziehungsweise fahrzeugsensitive Steuersystem
für die
Blockierung der Gurtwelle bei einem Gebrauch des Retraktors mit
einem Kindersitz ab. Bei dem bekannten Zählgetriebe sind auf einer Schaltwippe
zwei Zahnräder
mit entsprechenden Schaltnoppen angeordnet, die mit einem mit der
Gurtwelle verbundenen Zahnrad jeweils kämmen. Aufgrund der Anordnung
von Schaltnoppen auf den einzelnen Zahnrädern ergibt sich, dass zunächst einmal
das Gurtband vollständig von
der Gurtwelle abgewickelt werden muss, bevor es zu einem Schaltvorgang
kommt, so dass bei einem Rücklauf
des Gurtbandes bis in die für
den Gebrauch eines Kindersitzes eingerichtete Auszugsstellung das
entsprechende fahrzeugseitige Steuersystem abgeschaltet ist. Der
weitere Rücklauf
des Gurtbandes in die Ablegeposition führt dann zu einer erneuten
Umschaltung mit einem Zuschalten des gurtbandsensitiven und fahrzeugsensitiven
Steuersystems.
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Zur
Verwirklichung einer Inaktiv-Stellung des Kupplung einerseits beziehungsweise
der Schaltbereitschafts-Stellung andererseits ist nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen, dass auf der Wellenachse ein in Axialrichtung
der Wellenachse zwischen einer die Schaltbereitschaft der Kupplung
definierenden Eingriffsstellung mit der Schaltschwinge und einer
die Inaktivstellung der Kupplung definierenden Freigabestellung
bezüglich
der Schaltschwinge verschiebbares Steuerrad angeordnet ist, welches über Betätigungsmittel
an den innerhalb der Gurtwelle angeordneten Torsionsstab angeschlossen
ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Steuerrad derart an
die Klinke gekoppelt ist, dass eine Relativdrehung des Steuerrades
zur Gurtwelle eine radiale Verschwenkung der an der Gurtwelle gelagerten
Klinke in Eingriff mit dem Zahnring herbeiführt, wobei das Steuerrad drehfest
mit der Gurtwelle verbunden ist und bei seiner Axialverschiebung
von der Gurtwelle freikommen und anschließend relativ zur Gurtwelle
drehbar sein kann.
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Damit
die Verschiebung des Steuerrades in den Einwirkungsbereich des Zählgetriebes
erst bei Beginn des Kraftbegrenzungsvorganges erfolgt, ist nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem an die Gurtwelle angeschlossenen
Ende des Torsionsstabes und dem Wellenkörper ein Radialspiel eingerichtet
ist derart, dass bei Auslösung
der Kraftbegrenzungsvorrichtung eine Relativdrehung der Gurtwelle
zum Torsionsstab gegeben ist, bevor die gemeinsame Drehung von Gurtwelle
und Torsionsstab zur Herbeiführung
der Kraftbegrenzung eintritt, und dass die Relativdrehung des Wellenkörpers zum
Torsionsstab die Betätigungsmittel
zur axialen Verschiebung des Steuerrades beaufschlagt.
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In
alternativen Ausführungsformen
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Betätigungsmittel aus axial von
dem Steuerrad in Richtung zum Torsionsstab vorstehenden Steuerstiften
bestehen, die mit einer an ihrem Ende ausgebildeten Schrägfläche gegen
den stirnseitigen Umfang des Torsionsstabes anliegen oder dass die
Betätigungsmittel
aus wenigstens einem in einer Ausnehmung des Wellenkörpers drehbar
gelagerten Winkelhebel bestehen, der zur Axialverschiebung des Steuerrades
bei seiner durch die Relativdrehung des Wellenkörpers zum Torsionsstab herbeigeführten Verschwenkung
mit einem Verschiebearm aus der Stirnfläche des Wellenkörpers heraustritt
und das Steuerrad verschiebt.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es
zeigen:
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1 einen
Gurtaufroller in einer Seitenansicht,
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2 den
Gurtaufroller gemäß 1 in
einer Draufsicht,
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3 den
Gurtaufroller in einer geschnittenen Vorderansicht,
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4 die
Kupplung mit Zahnring und Klinke in der Stellung des niedrigen Kraftbegrenzungsniveaus
in einer Einzeldarstellung,
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5 die
Kupplung gemäß 4 bei
aufgeschaltetem zweiten Kraftbegrenzungselement und höherem Kraftbegrenzungsniveau,
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6 den
Wellenkörper
mit Steuerrad in einer Detailansicht,
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7 das
Zählgetriebe
in einer Detailansicht,
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8 den
Gegenstand der 3 in einer vergrößerten Darstellung
vor Beginn des Kraftbegrenzungsvorganges,
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9 den
Gegenstand der 8 nach Beginn des Kraftbegrenzungsvorganges,
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10 den
Gegenstand der 8 in einer anderen Ausführungsform
in einer ausschnittsweisen Darstellung vor Beginn des Kraftbegrenzungsvorganges,
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11 den
Gegenstand der 10 nach Beginn des Kraftbegrenzungsvorganges.
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Der
in 1 dargestellte Gurtaufroller 10 hat ein
U-förmiges
Gurtaufrollergehäuse 11,
in dessen U-Schenkeln eine Gurtwelle mit einem Wellenkörper 20 gelagert
ist. Auf der Außenseite
des Gurtaufrollergehäuses 11 ist
ein Federgehäuse 12 angebracht. Wie
sich zusätzlich
auch aus 2 entnehmen lässt, ist
außerhalb
der Gurtwelle zwischen den U-Schenkeln des Gurtaufrollergehäuses 11 ein
außenliegender
Torsionsstab 13 als zweites Kraftbegrenzungselement gelagert,
welcher mit seinem Ende 13a drehfest in dem einen Gehäuse-schenkel
festgelegt ist, während
sein gegenüberliegendes
Ende 13b drehfest mit einer Wickeltrommel 19 verbunden
ist, auf der ein Metallband 14 aufgewickelt ist. Wie noch
zu beschreiben sein wird, dient das Metallband im Falle der Auslösung des
Torsionsstabes 13 zur Ankopplung des außenliegenden Torsionsstabes 13 zum Zwecke
der Kraftbegrenzung.
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Wie
sich weiterhin aus 2 ergibt, befindet sich zwischen
dem Federgehäuse 12 und
dem zugeordneten Schenkel des Gurtaufrollergehäuses 11 ein Zwischengehäuse 17,
in welchem die noch zu beschreibende Kupplung für die beiden Kraftbegrenzungselemente
und deren Steuermechanismus untergebracht sind. Auf der dem Federgehäuse 12 gegenüberliegenden
Seite befindet sich auf der Profilkopfseite 18 der im einzelnen
noch zu beschreibende Profilkopf. Auf dem Wellenkörper 20 des
Gurtaufrollers 10 ist ein Gurtband 15 aufgewickelt,
welches im Falle der Kraftbegrenzung durch die mit Pfeil 50 angedeutete
Kraft in Gurtauszugsrichtung belastet wird.
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Wie
sich aus 3 ergibt, ist der Wellenkörper 20 über Abreißzapfen 22 mit
einem Profilkopf 21 verbunden. Der Profilkopf 21 ist
im Auslösefall
mittels eines nicht weiter dargestellten Sperrmechanismus gehäusefest
blockierbar. Im Inneren des Wellenkörpers 20 ist ein Torsionsstab 23 als
erstes Kraftbegrenzungselement angeordnet, der an seinem Ende 23a drehfest
mit dem Profilkopf 21 verbunden ist, und der an seinem
gegenüberliegenden
Ende 23b drehfest mit dem Wellenkörper 20 verbunden
ist. Kommt es bei Auslösung
der Sperrwirkung des Gurtaufrollers 10 zu einer Blockierung
des Profilkopfes 21 am Gurtaufrollergehäuse 11, so führt die
weiterhin an dem Wellenkörper 20 angreifende
Gurtbandlast in Gurtauszugsrichtung (Pfeil 50) zu einer
Verdrehbewegung des Wellenkörpers 20,
wobei die Abreißzapfen 22 bei
einer vorgegebenen Belastung abreißen, so dass sich der Wellenkörper 20 gegenüber dem blockierten
Profilkopf 21 in Gurtauszugsrichtung verdrehen kann. Da
der Torsionsstab 23 mit seinen beiden Enden 23b und 23a zwischen
dem Wellenkörper 20 und
dem Profilkopf 21 eingespannt ist, wird der Torsionsstab 23 als
erstes Kraftbegrenzungselement tordiert und somit eine Kraftbegrenzung
herbeigeführt.
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Um
den außenliegenden
zweiten Torsionsstab 13 aufschalten zu können, ist
an dem zugeordneten Gehäuseschenkel
des Gurtaufrollergehäuses 11 ein
Zahnring 24 drehbar gelagert, an dessen Außenumfang
das zugeordnete Ende des Metallbandes 14 an einer Einhängung 27 befestigt
ist. Im Inneren des ringförmigen,
wie sich aus den weiteren Figuren ergibt, mit einer Innenverzahnung
versehenen Zahnringes 24 ist eine Klinke 25 radial
ausschwenkbar an einem Lagerzapfen 26 des Wellenkörpers 20 gelagert,
wobei die Klinke 25 mittels eines radial abstehenden Steuerzapfens 29 an
ein axial neben dem Zahnring 24 angeordnetes Steuerrad 28 gekoppelt ist.
Das Steuerrad 28 ist an dem Wellenkörper 20 derart festgelegt,
dass sich in der Ausgangsstellung das Steuerrad 28 jeweils
mit dem Wellenkörper 20 dreht. Der
Steuerzapfen 29 der Klinke 25 ist dabei in dem Steuerrad 28 so
geführt,
dass eine Relativdrehung des Steuerrades 28 zu einem radialen
Hinausführen der
Klinke 25 in Eingriff mit der Innenverzahnung des Zahnringes 24 führt. Von
dem Steuerrad 28 ragen axial abstehende Steuerstifte 30 in
Richtung des Endes 23b des im Wellenkörper 20 liegenden
Torsionsstabes 23 vor, die mit einer an ihrem axialen Ende ausgebildeten
Schrägfläche 30a gegen
die Stirnfläche
des Torsionsstabes 23 anliegen. Zwischen dem Torsionsstab 23 und
dem Wellenkörper 20 ist
ein mit 32 bezeichnetes radiales Bewegungsspiel ausgebildet,
so dass zu Beginn der Relativdrehung des Wellenkörpers 20 zum Profilkopf 21 der
Wellenkörper 20 zunächst auch
eine Relativdrehung zum Torsionsstab 23 ausführt, dabei
das Bewegungsspiel 32 überbrückt, bevor
der Wellenkörper 20 bei
seiner Drehung das Ende 23b des Torsionsstabes 23 mitnimmt.
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Weiterhin
ist an der Innenseite des Zwischengehäuses 17 noch das Zählgetriebe 31 angeordnet,
welches in Abhängigkeit
von dem Gurtbandauszug mit dem Steuerrad 28 zusammenwirkt, wie
noch beschrieben wird.
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Die
Ankopplung des zweiten außenliegenden
Torsionsstabes 13 über
das Metallband 14 an den Zahnring 24 und die Kopplung
des Zahnringes 24 über
die Klinke 25 mit dem Wellenkörper 20 ist den 4 und 5 zu
entnehmen.
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Aus 6 ist
der Wellenkörper 20 mit
der daran gelagerten Klinke 25 ersichtlich, die mit dem
an ihr angeordneten Steuerzapfen 29 in ein an dem Steuerrad 28 angeordnetes
Langloch 49 eingreift, so dass bei einer Relativbewegung
des Steuerrades 28 zum Wellenkörper 20 die radiale
Auslenkung der Klinke 25 erfolgt. Es sind die an den Steuerrad 28 angeordneten
Steuerstifte 30 erkennbar, die an ihrem axialen Ende mit
einer Schrägfläche 30a versehen sind.
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In 7 ist
das Zählgetriebe 31 im
einzelnen dargestellt, welches an der Innenseite des Zwischengehäuses 17 gehaltert
ist. Das Zählgetriebe 31 umfasst
ein erstes außenverzahntes
Zahnrad 34, welches drehfest mit dem Wellenkörper 20 verbunden ist.
Weiterhin ist an der Innenseite des Zwischengehäuses 17 ein weiteres
außenverzahntes
Zahnrad 35 drehbar gelagert. Ein drittes außenverzahntes
Zahnrad 36 ist auf einer zwischen zwei Stellungen beweglich
gelagerten Schaltschwinge 37 derart angeordnet, dass es
in der einen Stellung der Schaltschwinge 37 mit dem Zahnrad 34 und
in einer anderen Stellung der Schaltschwinge 37 mit dem
Zahnrad 35 in Kämmeingriff
steht. Auf den Zahnrädern 34 und 35 sind
jeweils Schaltnoppen 38 angeordnet, die bei Drehung der
Zahnräder 34, 35 zueinander
jeweils in Anschlag mit dem Zahnrad 36 kommen, so dass
die Schaltschwinge 37 entsprechend zwischen ihren beiden
Schaltstellungen hin- und hergeschaltet wird. Die Schaltschwinge 37 weist
einen von ihr abstehenden Haltearm 39 auf, der in der einen
Stellung der Schaltschwinge in Eingriff mit der Außenverzahnung
des Steuerrades 28 steht und in der anderen Schaltstellung
das Steuerrad 28 freigibt.
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Die
Funktion des Gurtaufrollers lässt
sich nun anhand der 8 und 9 erkennen.
Dabei zeigt 8 die vorstehend beschriebene
Anordnung der Bauteile vor Beginn der Kraftbegrenzung. In diesem
Zustand ist das Steuerrad 28 derart an dem Wellenkörper 20 angeordnet,
dass sich das Steuerrad jeweils gemeinsam mit dem Wellenkörper 20 dreht. Gleichzeitig
besteht ein axiales Spiel 41 zu der Wirkungsebene des Haltearms 39 der
Schaltschwinge 37, so dass in dieser Stellung des Steuerrades 28 vor Beginn
des Kraftbegrenzungsvorganges ein Aufschalten des zweiten Torsionsstabes 13 nicht
möglich
ist, weil sich das Steuerrad 28 jeweils nur gemeinsam mit
dem Wellenkörper 20 drehen
kann. Aus 8 ist ersichtlich, dass der
Steuerstift 30 zusätzlich
mit einer Sollbruchstelle 40 versehen ist. In der in 8 dargestellten
Stellung des Steuerrades 28 ist das Zählgetriebe 31 bei
Drehung des Wellenkörpers 20 zum
Aufwickeln und Abwickeln des Gurtbandes 15 beaufschlagt
und schaltet in Abhängigkeit
von dem Maß des
ausgezogenen Gurtbandes die Schaltschwinge 37 in die jeweilige
zugeordnete Position. Da aber das Steuerrad 28 einen axialen
Abstand 41 von dem Haltearm 39 der Schaltschwinge 37 einhält, bleibt
die Bewegung der Schaltschwinge 37 zwischen ihren beiden
Schaltstellungen ohne Wirkung.
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Ist
es nun bei entsprechender Auslösung
der Sperrvorrichtung des Gurtaufrollers 10 zu einer Blockierung
des Profilkopfes 21 gekommen, so trennt sich der Wellenkörper 20 an
den Abreißzapfen 22 von
dem Profilkopf 21, so dass nunmehr unter der fortgesetzten
Krafteinleitung (Pfeil 50) in den Wellenkörper 20 sich
der Wellenkörper 20 relativ
zum Profilkopf 21 verdreht. Dabei überwindet der Wellenkörper 20 zunächst das
Radialspiel 32 zwischen dem Wellenkörper 20 und dem in
ihm angeordneten Torsionsstab 23, bevor der Wellenkörper 20 das
ihm zugeordnete Ende 23b des Torsionsstabes 23 mitnimmt
und so die Kraftbegrenzung herbeiführt. Während der Überwindung des Bewegungsspiels 32 läuft das
sich dem Wellenkörper 20 mitdrehende
Steuerrad 28 mit den an seinen Steuerstiften 30 angeordneten Schrägflächen 30a auf
der Stirnseite des Torsionsstabes 23 auf, und durch diese
axial wirkende Kraft wird das Steuerrad 28 unter Überwindung
des axialen Bewegungsmaßen 41 in
axialer Richtung verschoben, so dass das Steuerrad 28 mit
seiner Außenverzahnung
in den Einwirkungsbereich des Haltearms 39 der Schaltschwinge 37 gelangt.
Wenn aufgrund eines nur geringen Abwickelzustandes des Gurtbandes
von dem Wellenkörper
und der damit verbundenen Stellung des Zählgetriebes 31 die Schaltschwinge 37 sich
in einer Stellung befindet, in welcher deren Haltearm 39 nicht
in Eingriff mit dem Steuerrad 28 gelangt, bleibt weiterhin
während
des sich anschließenden
Kraftbegrenzungsvorganges nur der Torsionsstab 23 als erstes
Kraftbegrenzungselement wirksam, so dass die niedrigere Kraftbegrenzungsstufe
gilt. Hat dagegen aufgrund eines für einen großen Insassen geltenden Gurtbandauszuges
das Zählgetriebe 31 die
Schaltschwinge 37 in die Stellung geschaltet, in der der
Haltearm 39 in Eingriff mit der Außenverzahnung des Steuerrades 28 gelangt,
so wird das Steuerrad aufgrund seiner axialen Verschiebung nun von
dem Haltearm 39 erfasst und festgelegt. Da gleichzeitig
die Sollbruchstelle 40 an dem Steuerstift 30 freigekommen
ist, trennt sich das Steuerrad 28 von dem Wellenkörper 20,
so dass es zu einer Relativdrehung des nunmehr feststehenden Steuerrades 28 gegenüber dem
sich weiter drehenden Wellenkörper 20 kommt,
und diese Relativdrehung wird in eine Aussteuerung der Klinke 25 in
die Innenverzahnung des Zahnringes 24 umgesetzt. Damit
dreht sich der Zahnring 24 mit dem Wellenkörper 20 mit
und beaufschlagt so über
das sich abwickelnde Metallband 14 den außenliegenden
Torsionsstab 13 als zweites Kraftbegrenzungselement. Damit
wird das Kraftbegrenzungsniveau entsprechend erhöht.
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In
den 10 und 11 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel
dargestellt, wie die axiale Verschiebung des Steuerrades 28 bei
einer Relativdrehung des Wellenkörpers 20 zum
Torsionsstab 23 erfolgt. Hierzu ist in einer im Wellenkörper 20 angeordneten
Ausnehmung 42 ein Winkelhebel 43 um einen Lagerpunkt 44 schwenkbar
gelagert, der in seiner einen Stellung (10) innerhalb
der Kontur des Wellenkörpers 20 liegt
und in seiner ausgeschwenkten Stellung (11) mit
seinem Verschiebearm 45 axial aus der Kontur des Wellenkörpers 20 heraustritt
und dabei das benachbarte Steuerrad 28 axial verschiebt.
Die Verschwenkung des Winkelhebels 43 um seinen Lagerpunkt 44 wird
vorgenommen, indem sich der Wellenkörper 20 – wie beschrieben – zu Beginn
des Kraftbegrenzungsvorganges unter Überwindung des Bewegungsspiels 32 zwischen
Wellenkörper 20 und
Torsionsstab 23 relativ zum Torsionsstab 23 verschiebt,
an dem der Winkelhebel 43 mit seinem weiteren Stützarm 46 abstützt.