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Die Erfindung betrifft einen selbstsperrender Gurtaufroller für ein Sicherheitsgurtsystem eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Gattungsgemäße Gurtaufroller für Sicherheitsgurte von Kraftfahrzeugen, wie z. B. in der
DE 103 24 195 A1 beschrieben, weisen eine Gurtwelle, ein Gehäuse und ein Blockiersystem zur Festlegung der Gurtwelle gegenüber dem Gehäuse auf. Das Blockiersystem ist durch ein die Fahrzeugverzögerung und/oder die Gurtbandauszugsbeschleunigung sensierendes Sensorsystem ansteuerbar. Die Schwellwerte bei denen das Blockiersystem den Gurtaufroller verriegeln muss sind gesetzlich vorgeschrieben, damit der Sicherheitsgurt im Unfall seine Rückhaltefunktion nach heutigem Stand der Technik wahrnimmt. Ferner ist es das Bestreben der Fahrzeughersteller ein unnötiges Verriegeln des Gurtaufrollers unterhalb dieser Schwellwerte zu verhindern, da hierdurch die Gefahr besteht, dass das Sensorsystem auch bei einem Parken auf sehr steilen Straßen ansprechen kann, und den Gurtaufroller blockiert. Ferner besteht die Gefahr, dass die Bewegungsfreiheit des Insassen z. B. beim Vorbeugen durch unnötiges Blockieren eingeengt wird, bzw. der Gurtaufroller beim Anlegen durch schnelles Ausziehen blockiert.
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Ferner sind Gurtaufroller bekannt, welche mit einem Elektromotor ausgestattet sind, der den Gurt in einer Vor-Unfallphase anstrafft und die Gurtlose aus dem Gurtsystem herauszieht, so dass der Insasse möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt wird und dadurch die maximale Insassenbelastung gesenkt wird. Der Elektromotor ist von verschiedenen die Vor-Unfallphase charakterisierenden Größen ansteuerbar, wie z. B. Relativgeschwindigkeit und Abstand zu dem nächsten in Fahrtrichtung befindlichen Objekt, Steuersignale eines Fahrstabilitätsprogramms usw. Tritt im Anschluss an die Vor-Unfallphase kein Unfall ein, so wird die Gurtkraft durch Drehen des Elektromotors in Gurtauszugsrichtung wieder gesenkt. Nachteilig ist bei solchen Gurtaufrollern, dass sie verhältnismäßig teuer sind und aufgrund des Elektromotors relativ viel Bauraum benötigen.
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Aus der
DE 27 29 301 A1 ist ein Gurtaufroller für Kraftfahrzeug-Sicherheitsgurte bekannt, mit einer eingebauten Vorrichtung zum Blockieren des Gurtauszuges im Falle bestimmter Bewegungen oder Lagen des zugehörigen Fahrzeuges, wobei ein Sensor mit magnetisch anziehbarem trägen Körper mit einer Sperrklinke in Verbindung steht, die in ihrer einen Stellung in eine Verzahnung eingreift, welche ein Sperrglied beeinflusst und dadurch die Blockierung einleitet.
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Aus der
DE 10 2005 024 112 A1 ist ein Gurtaufroller mit einem Sensor bekannt, der einen Trägheitskörper und einen Sensorhebel aufweist und durch eine Bewegung des Sensorhebels eine Gurtspule sperren kann, sowie mit einem Aktor, der den Sensor beeinflussen kann. Bei Aktivierung eines Elektromagneten wird der masseträge Sensor ausgelenkt und die Steuerklinke in die Verzahnung eingesteuert. Der masseträge Sensor ist dabei fest an einem Gurtaufrollerrahmen angeordnet und es bedarf zumindest eines geringen Gurtbandauszuges, um den Gurtaufroller zu blockieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen klein bauenden, kostengünstigen Gurtaufroller zu schaffen, bei dem der Insasse möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt werden soll.
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Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Ausgabe vorgeschlagen, dass der masseträge Sensor auf einem Trägerring angeordnet ist, und der masseträge Sensor durch Drehen des Trägerringes auslenkbar ist. Der Sensor kann dadurch sehr einfach durch eine Drehbewegung ausgelenkt und ebenso einfach zurück in seine Ausgangslage gebracht werden. Der Trägerring und dessen Verdrehung bieten sich insofern an, da die Steuerscheibe ebenfalls rund ausgebildet ist und die Auslenkbewegung des Sensors damit der Außenkontur der Steuerscheibe entspricht. Der masseträge Sensor kann dadurch mit einem konstanten Abstand zu der Steuerscheibe verdreht werden, so dass sichergestellt ist, dass der Sensor auch in der ausgelenkten Lage sicher mit dem Blockierhebel in die Verzahnung der Steuerscheibe eingreift.
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Besonders einfach lässt sich die Erfindung bei Blockiersystemen verwirklichen, bei denen die Steuerscheibe und die Blockierklinke an der Gurtwelle gelagert sind, und die Blockierklinke durch Erzeugen einer Relativbewegung der Steuerscheibe gegenüber der Gurtwelle in die Blockierverzahnung einsteuerbar ist. Durch die Lagerung sowohl der Steuerscheibe als auch der Blockierklinke an der Gurtwelle sind nur sehr wenige ineinandergreifende Teile für das Blockiersystem und dessen Ansteuerung erforderlich, so dass die Relativbewegung zwischen der Steuerscheibe und der Gurtwelle unmittelbar durch in Drehung Versetzen oder Anhalten der Steuerscheibe gegenüber der Gurtwelle erzeugt wird und anschließend in die Blockierbewegung der Blockierklinke umgewandelt wird.
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Eine einfache Art der Auslenkung des masseträgen Sensors besteht darin, dass der masseträge Sensor auf einem Trägerring angeordnet ist, und der masseträge Sensor durch Drehen des Trägerringes auslenkbar ist. Der Sensor kann dadurch sehr einfach durch eine Drehbewegung ausgelenkt und ebenso einfach zurück in seine Ausgangslage gebracht werden. Der Trägerring und dessen Verdrehung bieten sich insofern an, da die Steuerscheibe ebenfalls rund ausgebildet ist und die Auslenkbewegung des Sensors damit der Außenkontur der Steuerscheibe entspricht. Der masseträge Sensor kann dadurch mit einem konstanten Abstand zu der Steuerscheibe verdreht werden, so dass sichergestellt ist, dass der Sensor auch in der ausgelenkten Lage sicher mit dem Blockierhebel in die Verzahnung der Steuerscheibe eingreift.
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Die Einrichtung zur aktiven Auslenkung des masseträgen Sensors kann vorzugsweise durch einen am Gehäuse angeordneten Elektromotor gebildet sein. Der Elektromotor kann sehr klein bemessen sein und dient lediglich der Verdrehung des Trägerringes.
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Die Drehbewegung des Elektromotors kann besonders einfach auf den Trägerring übertragen werden, indem der Trägerring und der Elektromotor über ein Getriebe miteinander gekoppelt sind. Da zur Ansteuerung des Blockiersystems nur eine sehr kleine Auslenkung des masseträgen Sensors erforderlich ist, und der Elektromotor möglichst klein und kostengünstig ausgelegt werden sollte, kann durch die Verwendung eines Getriebes zur Untersetzung der Drehbewegung des Elektromotors auf den Trägerring ein kleiner kostengünstiger Elektromotor mit hoher Drehzahl aber kleiner Leistung verwendet werden.
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Alternativ kann die Ansteuerung des Blockiersystems dadurch erfolgen, dass ein gehäusefest schwenkbar gelagerter Hebel vorgesehen ist, der beim Verschwenken in die Verzahnung der Steuerscheibe eingreift, und die Steuerscheibe durch die Schwenkbewegung in Relativdrehung zu der Gurtwelle versetzt. Die Steuerscheibe wird durch den Hebel in Drehung versetzt, so dass hierdurch gleichzeitig die Blockierklinke in die Blockierverzahnung einsteuert. Dadurch ist eine Drehung der Gurtwelle in Gurtauszugsrichtung für die Blockierbewegung der Blockierklinke nicht mehr erforderlich.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass der Hebel einen die Steuerscheibe umfassenden Ring durchgreift und die Schwenkbewegung des Hebels durch Verdrehen des Ringes bewirkt wird.
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Vorzugsweise kann das Vor-Unfallsignal eine ermittelte Fahrzeugverzögerung von 0,1–0,3 g sein, welche eine Fahrsituation kennzeichnet, in der gesetzlich noch kein Ansprechen des Blockiersystems gefordert ist, aber bereits eine bemerkbare Insassenverzögerung darstellt, so dass der so frühzeitig blockierte Gurtaufroller dem Insassen ein aktives Gefühl der Sicherheit vermittelt.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass das Vor-Unfallsignal aus der Relativgeschwindigkeit zu dem in Fahrtrichtung nächsten Objekt gebildet ist. Somit wird das Blockiersystem im Gegensatz zum Stand der Technik auch bei einer nicht vorhandenen Fahrzeugverzögerung und Gurtauszugsbeschleunigung, wie z. B. einem eingeschlafenen Fahrer oder einer Bremsung auf einer Eisfläche, blockiert, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit auf ein langsameres Fahrzeug oder stehendes Objekt auffährt.
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Ferner kann das Vor-Unfallsignal aus dem Abstand zu dem in Fahrtrichtung nächsten Objekt gebildet sein, so dass ein kritischer Fahrzustand durch ein plötzlich mit gleicher Geschwindigkeit dicht vor dem Fahrzeug einscherendes zweites Fahrzeug zu einem Ansteuern des Blockiersystems führt.
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Alternativ kann das Vor-Unfallsignal auch ein von extern übermitteltes verkehrsbezogenes Signal sein, wie z. B. ein Stausituationen übermittelndes Signal oder Signale von Verkehrsleitsystemen.
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Ferner kann das Vor-Unfallsignal ein von extern übermitteltes auf die Fahrsituation des Fahrzeuges bezogenes Signal sein, wie z. B. ein Signal bezogen auf die Abweichung der Fahrtrichtung durch ein Spurführungssystem, ein Signal bezogen auf die Verschlechterung der Fahrbahnzustände und dadurch bedingte Gefahr durch z. B. Aquaplaning oder Ähnliches.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Figuren ist im Einzelnen zu erkennen:
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1: Gurtaufroller mit Trägheitssensor nach dem Stand der Technik
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2a: Gurtaufroller mit Trägheitssensor auf einem drehbaren Trägerring im nicht angesteuerten Zustand
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2b: Gurtaufroller mit Trägheitssensor auf einem drehbaren Trägerring im angesteuerten Zustand
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3: Gurtaufroller mit elektrisch ansteuerbarem Blockierhebel
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4: Gurtaufroller mit schwenkbar am Gehäuse gelagertem Hebel
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In 1 ist zunächst zum besseren Verständnis der Erfindung ein Gurtaufroller mit einem Blockiersystem nach dem Stand der Technik zu erkennen. Der Gurtaufroller weist eine in einem Gehäuse 13 gelagerte Gurtwelle 1 und einen an dem Gehäuse 13 fest angeordneten fahrzeugbeschleunigungssensitiven Sensor 2 auf. An der Gurtwelle 1 sind sowohl eine Blockierklinke 21 als auch eine Steuerscheibe 11 gelagert. Die Steuerscheibe 11 weist eine Steuerkontur 22 auf, in der ein der Blockierklinke 21 zugeordneter Stift 23 geführt ist. Die Steuerscheibe 11 ist ferner mit einer Verzahnung 5 versehen, in welche ein dem fahrzeugbeschleunigungssensitiven Sensor 2 zugeordneter Blockierhebel 6 zum Blockieren der Gurtwelle 1 eingreift. Der Blockierhebel 6 liegt an einer Trägheitsmasse 7 an, die bei einer Fahrzeugverzögerung ausgelenkt wird und dadurch den Blockierhebel 6 derart auslenkt, dass er in die Verzahnung 5 eingreift. Durch den Eingriff des Blockierhebels 6 in die Verzahnung 5 wird die Steuerscheibe 11 gegenüber der Gurtwelle 1 angehalten, so dass die an der Gurtwelle 1 gelagerte Blockierklinke 21 ausfährt, in die an dem Gehäuse 13 angeordnete Blockierverzahnung 20 eingreift und die Gurtwelle 1 blockiert. Die Ausfahrbewegung der Blockierklinke 21 wird dabei durch den in die Steuerkontur 22 eingreifenden Stift 23 gesteuert.
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In den 2a und 2b ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches hinsichtlich der Blockierung der Gurtwelle 1 identisch mit der 1 ist. Im Unterschied zu der 1 ist hier der fahrzeugbeschleunigungssensitive Sensor 2 auf einem drehbaren Trägerring 10 angeordnet. Ferner ist an dem Gehäuse 13 des Gurtaufrollers ein Elektromotor 8 angeordnet, der über ein durch ein Schneckenrad 9 gebildetes Getriebe in eine Außenverzahnung 12 des Trägerringes 10 eingreift. Werden nun von einer Sensoreinrichtung 4 eine Vor-Unfallsituation charakterisierende Kenngrößen, wie das Überschreiten einer vorgegebenen Relativgeschwindigkeit oder das Unterschreiten eines vorgegebenen Abstandes zu dem in Fahrtrichtung nächsten Objekt ermittelt, dann werden diese Signale einer Auswerteeinheit 3 zugeführt, die daraus ein Stellsignal bildet und den Elektromotor 8 ansteuert. Der Elektromotor 8 verdreht dann den Trägerring 10 mit dem fahrzeugbeschleunigungssensitiven Sensor 2 durch die Rotation des in die Verzahnung des Trägerringes 10 eingreifenden Schneckenrades 9. Durch die Auslenkung des fahrzeugbeschleunigungssensitiven Sensors 2 wird die Trägheitsmasse 7 ebenfalls ausgelenkt und hebt dadurch den Blockierhebel 6 an, wie in 2b zu erkennen ist. Der Blockierhebel 6 greift in dieser ausgelenkten Lage in die Verzahnung 5 der Steuerscheibe 11 ein, und leitet dadurch bei einem weiteren Gurtbandauszug die in der zu 1 zugehörigen Beschreibung beschriebene Blockierbewegung der Blockierklinke 21 ein. Ferner ist durch die beschriebene Drehbewegung des Trägerrings 10 auch ein geringfügiger Gurtbandeinzug möglich, so dass zusätzlich eventuell vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurtsystem gezogen wird und/oder die Gurtkraft erhöht wird. Findet kein weiterer Gurtbandauszug statt und die Vor-Unfallsituation endet ohne in einen wirklichen Unfall überzugehen, so werden der Trägerring 10 und der fahrzeugbeschleunigungssensitive Sensor 2 wieder in die in 2a gezeigte Stellung zurückgedreht. Das durch das Schneckenrad 9 gebildete Getriebe ist vorzugsweise selbsthemmend oder sogar lasttragend ausgebildet, sofern sich der Trägerring 10 im Lastpfad zwischen der Gurtwelle 1 und dem Gehäuse 13 des Gurtaufrollers befindet.
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In 3 ist ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung zu erkennen, bei dem der Blockierhebel 6 durch einen elektrischen Aktuator 24 angesteuert wird. Der elektrische Aktuator 24 wird ebenfalls von einer Auswerteeinheit 3 angesteuert, die wiederum die Signale der Sensoreinrichtung 4 auswertet und dadurch die Ansteuersignale bildet. Da der Blockierhebel 6 hier direkt angesteuert wird, wird zusätzlich Zeit zur Blockierung des Gurtaufrollers gespart, die zur frühzeitigen Ankopplung des Insassen an die Fahrzeugverzögerung genutzt werden kann.
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In 4 ist ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel zu erkennen, bei dem an dem Gehäuse 13 des Gurtaufrollers ein Hebel 14 schwenkbar gelagert ist. Der Hebel 14 durchgreift einen Ring 15, der durch einen Elektromotor 8 mit einer in eine Verzahnung des Ringes 15 eingreifende Schnecke 9 in Drehung versetzbar ist. Bei Rotation des Ringes 15 in Pfeilrichtung „A” wird der Hebel 14 in eine Schwenkbewegung in Pfeilrichtung „B” versetzt, so dass dieser mit seiner Spitze in die Verzahnung 5 der Steuerscheibe 11 eingreift und die Steuerscheibe 11 gegenüber einer nicht dargestellten Gurtwelle in eine Relativdrehung versetzt. Aufgrund der so erzeugten Relativdrehung wird dann die oben beschriebene Blockierbewegung der Blockierklinke 21 bewirkt. Das gurtbandsensitive und fahrzeugsensitive Blockiersystem kann in diesem Fall unabhängig von dem Hebel 14 an der Steuerscheibe 11 angeordnet sein, so dass diese Funktionen von der hier beschriebenen aktiven Ansteuerung des Blockiersystems unabhängig sind.
