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Die
Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem,
mit einer drehbar gelagerten Gurtaufrollerachse, einer Antriebseinheit,
einem Kraftübertragungselement, das bei Aktivierung der Antriebseinheit
in Bewegung versetzt wird, und einem Kupplungsmechanismus, der die
Bewegung des Kraftübertragungselements in eine Drehung
der Gurtaufrollerachse umsetzt.
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Ein
solcher Gurtstraffer, bei dem ein nicht-starres Medium als Kraftübertragungselement zum
Einsatz kommt, ist beispielsweise aus der
DE 10 2006 031 369 A1 bekannt.
In einem Rückhaltefall versetzt das von der Antriebseinheit
aus einem Hohlprofil herausbewegte Kraftübertragungselement
ein Antriebselement in Drehung. Dabei gelangt die Verzahnung des
Antriebselements mit einem Ritzel in Eingriff, das drehfest mit
der Achse des Gurtaufrollers verbunden ist, so daß Gurtband
eingezogen wird.
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Die
Erfindung schafft einen Gurtstraffer, der den Sicherheitsanforderungen
genügt und besonders einfach aufgebaut und damit kostengünstig
herstellbar ist.
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Gemäß der
Erfindung ist bei einem Gurtstraffer der eingangs genannten Art
vorgesehen, daß der Kupplungsmechanismus eine Kupplungsklinke
umfaßt, die aus einer Ausgangsposition in eine Einsteuerposition
verschwenkbar ist, in der die Kupplungsklinke einen Kraftfluß zwischen
dem Kraftübertragungselement und der Gurtaufrollerachse
herstellt. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Gurtstraffers ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich ein Kupplungsmechanismus
mit einer Klinke besonders gut für einen Gurtstraffer eignet,
da die Klinke auf einfache Weise aus einer Ausgangsposition, in der
die Gurtaufrollerachse vom Kupplungsmechanismus unbeeinflußt
ist, in eine Einsteuerposition verschwenken läßt,
in der sie die Gurtaufrollerachse (direkt oder indirekt) an das
von der Antriebseinheit angetriebene Kraftübertragungselement
koppelt.
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Gemäß einem
besonderen Aspekt der Erfindung ist die Kupplungsklinke so gelagert,
daß sie in der Einsteuerposition, angetrieben vom Kraftübertragungselement,
eine Drehbewegung ausführt. Diese Drehbewegung kann leicht
auf die Gurtaufrollerachse übertragen werden, um so eine
Drehung der Gurtaufrollerachse in Aufwickelrichtung zum Einzug von Gurtband
zu erzeugen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gurtstraffers ist die Kupplungsklinke an einem drehbar gelagerten
Antriebsteil gelagert, das in der Einsteuerposition der Kupplungsklinke
drehfest an die Gurtaufrollerachse gekoppelt ist. Dadurch ist sichergestellt,
daß sich die Kupplungsklinke nach dem Einsteuern mit dem
Antriebsteil mitdreht und so die drehfest an das Antriebsteil gekoppelte
Gurtaufrollerachse in Drehung versetzt.
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Vorzugsweise
ist die Kupplungsklinke an ihrem Drehpunkt an das Antriebsteil gekoppelt,
so daß die Kupplungsklinke ohne weitere Maßnahmen
zur Einsteuerung in das Antriebsteil verschwenkbar ist.
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Der
erfindungsgemäße Gurtstraffer kann mit einer Kraftbegrenzungsfunktion
ausgestattet sein, die dadurch realisierbar ist, daß die
Kupplungsklinke in der Einsteuerposition drehfest an ein drehbares Kupplungsteil
gekoppelt ist, das über einen Torsionsstab drehfest an
die Gurtaufrollerachse gekoppelt ist.
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Eine
besonders einfache und kostengünstige Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gurtstraffers ohne Kraftbegrenzungsfunktion
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsklinke in
der Einsteuerposition direkt in die Gurtaufrollerachse eingesteuert
wird. Weitere Kupplungsmechanismuskomponenten sind in diesem Fall
nicht erforderlich.
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Um
bei dieser einfachen Ausführungsform eine Drehbewegung
der schwenkbar gelagerten Kupplungsklinke zu ermöglichen,
ist die Kupplungsklinke vorzugsweise mittels eines Scherstifts schwenkbar
gelagert, der bezüglich einer Drehung der Gurtaufrollerachse
ortsfest ist und in der Einsteuerposition der Kupplungsklinke bei
einer Drehung der Gurtaufrollerachse abgeschert wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen
zeigen:
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1 eine
Längsschnittansicht eines Gurtstraffers gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine
Querschnittsansicht des Gurtstraffers aus 1 entlang
der Linie II-II;
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3 eine
Querschnittansicht eines Gurtstraffers gemäß einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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4 eine
Längsschnittansicht eines Gurtstraffers gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung; und
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5 eine
Querschnittansicht des Gurtstraffers aus 4 entlang
der Linie V-V.
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Die 1 und 2 zeigen
einen Gurtstraffer 10 gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung, wobei in 2 der Übersichtlichkeit
halber einige Teile weggelassen wurden. Der Gurtstraffer 10 ist
in einen Gurtaufroller integriert, welcher eine drehbare Gurtaufrollerachse 12 umfaßt.
Die Rotationsachse der Gurtaufrollerachse 12 ist mit R
bezeichnet. Im eingebauten Zustand des Gurtaufrollers ist Gurtband
auf der Gurtaufrollerachse 12 aufgewickelt, das durch Drehung
der Gurtaufrollerachse 12 in Gurtbandabwickelrichtung (Pfeil
A) abgezogen und durch Drehung in Gurtbandaufwickelrichtung (Pfeil
B) eingezogen werden kann. Der Gurtaufroller ist mit einem einfachen
Sperrsystem 14 zum bedarfsweisen Blockieren der Gurtaufrollerachse 12 in
Abwickelrichtung A versehen.
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Die
Gurtaufrollerachse 12 ist an einem Ende drehbar in einem
Rahmen 16, am anderen Ende in einem Kupplungsteil 18 gelagert,
hier eine mit einer Außenverzahnung 18a versehene
Kuppelscheibe. Das Kupplungsteil 18 selbst ist drehbar
im Gurtaufroller gelagert. Die Gurtaufrollerachse 12 ist
an sich relativ zum Kupplungsteil 18 drehbar, aber über
einen innerhalb der Gurtaufrollerachse 12 angeordneten Torsionsstab 20 unter
normalen Umständen drehfest an das Kupplungsteil 18 gekoppelt.
Der Torsionsstab 20 ist hierzu an einem Ende drehfest mit
der Gurtaufrollerachse 12 und am anderen Ende drehfest
mit dem Kupplungsteil 18 verbunden.
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Die
Gurtaufrollerachse 12 und das Kupplungsteil 18 sind
von einem im Rahmen 16 relativ zur Gurtaufrollerachse 12 und
dem Kupplungsteil 18 drehbaren Antriebsteil 22,
hier eine Hülse mit L-förmigem Querschnitt, umgeben.
Auch das Antriebsteil 22 weist eine Außenverzahnung 22a auf,
in die eine am Rahmen 16 schwenkbar gelagerte, in diese
Richtung vorgespannte Sperrklinke 24 gedrückt
wird. Die Sperrklinke 24 läßt eine Drehung
des Antriebsteils 22 in Aufwickelrichtung B zu, verhindert
aber eine entgegengesetzte Drehung des Antriebsteils 22 in
Abwickelrichtung A.
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Des
weiteren ist eine sichelförmige, innenverzahnte Kupplungsklinke
26 vorgesehen,
die an einem Ende so an das Antriebsteil
22 gekoppelt ist, daß sie
bei einer Drehung des Antriebsteils
22 mitgenommen wird,
jedoch um einen Drehpunkt
26a relativ zum Antriebsteil
22 aus
einer Ausgangsposition in eine Einsteuerposition verschwenkbar ist.
An ihrem freien Ende weist die Kupplungsklinke
26 einen
Ansatz
28 auf, der direkt oder indirekt an ein Kraftübertragungselement
30 gekoppelt
ist. Das Kraftübertragungselement
30 ist hier
ein nicht-starres Medium, z. B. ein biegsamer Kunststoffstab. Einzelheiten
zum Kraftübertragungselement und zu dessen Anordnung einschließlich
möglicher Alternativen sind aus der
DE 10 2006 031 369 A1 bekannt,
so daß hier nicht näher darauf eingegangen werden
muß. Außerdem ist aus diesem Dokument die Kopplung
des Kraftübertragungselements
30 an eine Antriebseinheit
32 bekannt,
mittels der das Kraftübertragungselement mit einer Antriebskraft
beaufschlagt werden kann.
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Im
folgenden wird die Funktionsweise des Gurtstraffers 10 beschrieben.
Im Normalzustand ist die Gurtaufrollerachse 12 in beide
Richtungen drehbar, d. h. es kann sowohl Gurtband auf- als auch
abgezogen werden, da die Gurtaufrollerachse 12 und das über
den Torsionsstab 20 drehfest an die Gurtaufrollerachse 12 gekoppelte
Kupplungsteil 18 frei im Rahmen 16 drehbar sind.
Das Sperrsystem 14 des Gurtaufrollers ermöglicht
eine gurtband- und/oder fahrzeugsensitive Blockierung der Drehung der
Gurtaufrollerachse 12 in Abwickelrichtung A.
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In
einem Rückhaltefall wird die Antriebseinheit 32 aktiviert,
so daß eine Antriebskraft auf das Kraftübertragungselement 30 ausgeübt
wird und sich dieses in Richtung des Ansatzes 28 der Kupplungsklinke 26 bewegt.
Die besondere Lagerung der Kupplungsklinke 26 sorgt zum
einen dafür, daß die Kupplungsklinke 26 um
ihren Drehpunkt 26a aus der Ausgangsposition in die Einsteuerposition
verschwenkt wird, in der ihre Innenverzahnung in Eingriff mit der Außenverzahnung 18a des
Kupplungsteils 18 kommt. Dadurch wird die Kupplungsklinke 26 kraftschlüssig
an das Kupplungsteil 18 gekoppelt. Zum anderen dreht sich
die Kupplungsklinke 26 zusammen mit dem Antriebsteil 22 in
Aufwickelrichtung B um die Rotationsachse R, da das Antriebsteil 22,
an das die Kupplungsklinke 26 an ihrem Drehpunkt 26a gekoppelt
ist, drehbar gelagert ist. Die Drehung des Antriebsteils 22 in
Aufwickelrichtung B wird durch die Sperrklinke 24 nicht
gestört. Aufgrund der bereits zuvor erwähnten
drehfesten Kopplung des Kupplungsteils 18 mit der Gurtaufrollerachse 12 über
den Torsionsstab 20 dreht sich die Gurtaufrollerachse 12 mit dem
Kupplungsteil 18 mit, und es wird Gurtband eingezogen.
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Die
Kupplungsklinke 26, das Antriebsteil 22, das Kupplungsteil 18 und
der Torsionsstab 20 bilden somit einen Kupplungsmechanismus,
der bei eingesteuerter Kupplungsklinke 26 einen Kraftfluß zwischen
dem Kraftübertragungselement 30 und der Gurtaufrollerachse 12 herstellt
und die Bewegung des Kraftübertragungselements 30 auf
die Gurtaufrollerachse 12 überträgt,
indem die (hier lineare) Bewegung des Kraftübertragungselements 30 in
eine Drehbewegung der Gurtaufrollerachse 12 umgewandelt
wird.
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Bedingt
durch die Änderung der auf das Gurtband einwirkenden Kräfte
im Zuge der Insassenvorverlagerung und der nachlassenden Kraft im
Verlauf der Gurtstraffung erfolgt nach einer gewissen Zeit eine
Umkehr des auf die Gurtaufrollerachse 12 wirkenden Drehmoments.
Da die Sperrklinke 24 jedoch eine Drehung des Antriebsteils 22 in
Abwickelrichtung A verhindert und ein Kraftschluß zwischen dem
Antriebsteil 22 und der Gurtaufrollerachse 12 besteht
(über die Kupplungsklinke 26, das Kupplungsteil 18 und
den Torsionsstab 20), ist die Gurtaufrollerachse 12 blockiert
und läßt keinen Gurtbandauszug zu.
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Übersteigt
aber die vom Gurtband auf die Gurtaufrollerachse 12 übertragene
Kraft in Abwickelrichtung A einen vorbestimmten Wert, wird zur Kraftbegrenzung
eine gebremste Drehung der Gurtaufrollerachse 12 in Abwickelrichtung
A zugelassen. Dies wird durch eine Verwindung des Torsionsstabs 20 zwischen
seinem drehfest an die Gurtaufrollerachse 12 gekoppelten
Ende und seinem drehfest an das Kupplungsteil 18 gekoppelten
Ende ermöglicht. Die Voraussetzung für eine solche
Verwindung ist gegeben, da die Gurtaufrollerachse 12 an
sich relativ zum Kupplungsteil 18 drehbar ist und das Kupplungsteil 18 aufgrund
der Blockierung der Drehung des Antriebsteils 22 in Abwickelrichtung
A und des Kraftschlusses zwischen dem Antriebsteil 22,
der Kupplungsklinke 26 und dem Kupplungsteil 18 drehfest
im Rahmen 16 gehalten ist.
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Die 3 zeigt
einen Gurtstraffer 10 gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung. Die zweite Ausführungsform
entspricht mit Ausnahme der Anordnung und der Gestaltung der Kupplungsklinke 26 der
ersten Ausführungsform, so daß insoweit auf die
obigen Ausführungen verwiesen werden kann.
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Die
Kupplungsklinke 26 ist hier kürzer und, z. B.
mittels einer Feder 34, so vorgespannt, daß sie
im Normalzustand des Gurtstraffers 10 außer Eingriff mit
dem Kupplungsteil 18 gehalten wird (Ausgangsposition).
Im Rückhaltefall wird die Kupplungsklinke 26 unter Überwindung
der Vorspannungskraft durch das auf die Kupplungsklinke 26 einwirkende
Kraftübertragungselement 30 um ihren Drehpunkt 26a verschwenkt
und in die Außenverzahnung 18a des Kupplungsteils 18 eingesteuert
(Einsteuerposition). Wie bei der ersten Ausführungsform
wird die Kupplungsklinke 26 – bedingt durch die
Lagerung am Antriebsteil 22 an ihrem Drehpunkt 26a – zusammen
mit dem Antriebsteil 22 in Aufwickelrichtung B um die Rotationsachse
R gedreht. Ansonsten verlaufen der Straffvorgang und gegebenenfalls
die Kraftbegrenzung wie oben beschrieben.
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Auch
für die in den 4 und 5 gezeigte dritte
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtstraffers 10 werden
für diejenigen Bauteile/Komponenten, die denen der ersten
Ausführungsform entsprechen und die gleiche Funktion haben,
die gleichen Bezugszeichen verwendet (in 5 wurden wiederum
der Übersichtlichkeit halber einige Teile weggelassen).
Im Gegensatz zu den ersten beiden Ausführungsformen ist
bei der dritten Ausführungsform keine Kraftbegrenzungsfunktion
vorgesehen. Dementsprechend fehlt hier der Torsionsstab, und der
Kupplungsmechanismus zur Herstellung des Kraftschlusses und der Übertragung
der Bewegung vom Kraftübertragungselement 30 auf
die Gurtaufrollerachse 12 ist einfacher ausgebildet, nämlich
ohne Antriebsteil und ohne Kupplungsteil.
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Die
Kupplungsklinke 26 ist ähnlich wie bei der zweiten
Ausführungsform ausgebildet. Allerdings ist die Kupplungsklinke 26 mittels
eines Scherstifts 36 am Rahmen 16 schwenkbar gelagert.
Im Rückhaltefall wird die Kupplungsklinke 26 unter Überwindung der
Vorspannungskraft durch das auf die Kupplungsklinke 26 einwirkende
Kraftübertragungselement 30 um ihren Drehpunkt 26a aus
der Ausgangsposition verschwenkt und direkt in die Gurtaufrollerachse 12 eingesteuert,
in der sie sich verkeilt (Einsteuerposition). Die Gurtaufrollerachse 12 kann
hierfür optional mit einer Außenverzahnung oder
einer anderen geeigneten Struktur versehen sein. Aufgrund der so hergestellten
Kopplung der Kupplungsklinke 26 an die Gurtaufrollerlachse 12 versetzt
die vom Kraftübertragungselement 30 angetriebene
Kupplungsklinke 26 die Gurtaufrollerachse 12 in
Drehung, bei der der Scherstift 36 abgeschert wird. Alternativ
oder zusätzlich kann eine Führung für
die Kupplungsklinke 26 vorgesehen sein, die die Kupplungsklinke 26 in Eingriff
mit der Gurtaufrollerachse 12 hält. Die so erzeugte
Drehung der Gurtaufrollerachse 12 in Aufwickelrichtung
B sorgt für den gewünschten Gurtbandeinzug.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006031369
A1 [0002, 0021]