-
Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit einem neigungsverstellbaren fahrzeugsensitiven Trägheitssensor mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
-
Sicherheitsgurtaufroller mit neigungsverstellbaren fahrzeugsensitiven Trägheitssensoren werden bevorzugt in sitzintegrierten Sicherheitsgurtsystemen von Kraftfahrzeugen verwendet, bei denen der Sicherheitsgurtaufroller in eine neigungsverstellbare Rückenlehne integriert ist.
-
Grundsätzlich besteht bei solchen Sicherheitsgurtaufrollern das Problem, dass durch die Neigungsverstellung der Rückenlehne sich auch die Ausrichtung des Trägheitssensors ändert, so dass dieser ebenfalls neigungsverstellbar ausgeführt sein muss. Damit die Ansprechschwelle des Trägheitssensors durch dessen Neigungsverstellbarkeit nicht nachteilig verändert wird, muss der Trägheitssensor bei angelegtem Sicherheitsgurt hingegen festgelegt werden. Ferner darf der Sicherheitsgurtaufroller die Neigungsverstellung der Rückenlehne nicht dadurch behindern, dass der Trägheitssensor bei einer Verstellung der Rückenlehne das Blockiersystem des Sicherheitsgurtaufrollers ansteuert und durch eine dadurch bedingte Blockierung des Gurtbandauszuges und die Verstellung der Rückenlehne blockiert.
-
Ein solcher Sicherheitsgurtaufroller ist beispielsweise aus der
EP 1 893 455 B1 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Sicherheitsgurtaufroller ist das Gehäuse des Trägheitssensors schwenkbar an dem Gurtaufroller gelagert und mit einer Verzahnung versehen. Ferner ist an dem Gehäuse ein schwenkbar gelagertes Blockierelement vorgesehen, das zur Festlegung des Trägheitssensors in die Verzahnung einsteuert. Die Bewegung des Blockierelements wird über einen Steuerhebel gesteuert, welcher über eine Reibfeder an die Bewegung der Gurtwelle angekoppelt ist. Bei einer Drehung der Gurtwelle in Gurtbandauszugsrichtung wird das Blockierelement durch den Steuerhebel in eine Stellung gedrängt, in der es mit einem Blockierzahn in die Verzahnung des Trägheitssensors eingreift und diesen festlegt. Bei einer Drehung der Gurtwelle in Gurtbandeinzugsrichtung wird der Steuerhebel in die entgegengesetzte Richtung bewegt und verschwenkt dabei das Blockierelement so weit, dass es nicht mehr in die Verzahnung eingreift. Der Trägheitssensor kann sich dadurch ausschließlich bei einem Gurtbandeinzug ausrichten und wird bei einem darauf folgenden Gurtbandauszug durch den Eingriff des Blockierelements in die Verzahnung unmittelbar wieder festgelegt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Sicherheitsgurtaufroller mit einem vereinfachten konstruktiven Aufbau zu schaffen.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Sicherheitsgurtaufroller mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
-
Der Grundgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Blockierelement reibschlüssig auf einer von der Gurtwelle antreibbaren Reibscheibe gelagert ist und mittels einer Feder in Richtung der ersten Stellung federvorgespannt ist. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass das Blockierelement selbst auf einer Reibscheibe gelagert ist, und die Bewegung des Blockierelements durch die Bewegung der über das Getriebe von der Gurtwelle angetriebenen Reibscheibe gesteuert wird. Damit entfällt der in der im Stand der Technik bekannten Lösung vorgesehene Steuerhebel und damit auch die für die Funktion des Blockierelements entscheidende Ankopplung des Steuerhebels an das Blockierelement. Damit wird die Bewegung der Gurtwelle unmittelbar über die Reibscheibe auf das Blockierelement übertragen, wodurch der konstruktive Aufbau des Sicherheitsgurtaufrollers in Bezug auf diese Funktion wesentlich vereinfacht wird. Ferner wird durch die vorgeschlagene Federvorspannung des Blockierelements in Richtung der ersten Stellung des Blockierelementes grundsätzlich in die Stellung gedrängt, in der es das Sensorgehäuse des Trägheitssensors festlegt, so dass diese Stellung als Grundstellung bezeichnet werden kann, in der der Trägheitssensor ungeachtet seiner Neigungsverstellbarkeit wie ein Trägheitssensor mit einem fest an dem Sicherheitsgurtaufroller angeordneten Sensorgehäuse funktioniert. Die Feder bewirkt dabei, dass das Blockierelement nach einem erfolgten Gurtbandeinzug selbsttätig wieder in die erste Stellung gedrängt wird und das Sensorgehäuse festlegt.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Feder mit einem Ende fest an dem Gehäuse angeordnet ist und mit dem anderen Ende eine exzentrisch zu dem Schwenklager des Blockierelements ausgerichtete Federkraft auf das Blockierelement ausübt. Die vorgeschlagene Anordnung der Feder stellt eine konstruktiv besonders einfach zu verwirklichende Art der Federvorspannung des Blockierelements dar. Die Feder kann z. B. als einfache Schraubenfeder ausgebildet sein, welche mit einem Ende an dem Gehäuse und mit dem anderen Ende an dem Blockierelement angreift und dabei eine Zugkraft ausübt.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass das von der Feder auf das Blockierelement ausgeübte Federmoment größer als das sich aus der Haftreibung ergebende Drehmoment zwischen dem Blockierelement und der Reibscheibe ist. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass sich das Blockierelement nach einem Gurtbandeinzug bei stillstehender Gurtwelle automatisch wieder in die erste Stellung bewegt, in der er das Sensorgehäuse festlegt, da das Federmoment selbst bereits ausreicht, um die wirkenden Reibmomente zu überwinden.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass das von der Feder auf das Blockierelement ausgeübte Federmoment kleiner als das sich aus der Gleitreibung ergebende Drehmoment zwischen dem Blockierelement und der Reibscheibe ist. Durch die vorgeschlagene Bemessung des von der Feder ausgeübten Drehmomentes wird das Blockierelement bei einem Gurtbandeinzug selbsttätig durch das wirkende Reibmoment aus der ersten in die zweite das Sensorgehäuse freigebende Stellung bewegt.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Blockierelement durch einen zweiarmigen zwischen den Armen gelagerten Schwenkhebel gebildet ist, welcher in der ersten Stellung mit einem Arm in die Verzahnung eingreift und an dem anderen Arm einen Krafteinleitungsabschnitt zur Krafteinleitung der von der Feder ausgeübten Federkraft aufweist. Die vorgeschlagene Ausbildung des Blockierelementes ermöglicht eine konstruktive Unterteilung des Blockierelements mit einem Arm zum Eingriff in die Verzahnung des Sensorgehäuses und mit einem anderen Arm zur Krafteinleitung der Federkraft.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Drehbewegung der Gurtwelle über ein Getriebe auf die Reibscheibe übertragen wird. Durch das Getriebe kann die Drehzahl der Reibscheibe und damit auch das wirkende Reibmoment verändert werden, da die Reibungskonstante auch abhängig von der Geschwindigkeit der aneinander reibenden Flächen ist. Ferner kann die Reibscheibe und damit auch das Blockierelement grundsätzlich an einem von der Drehachse der Gurtwelle entfernteren Ort angeordnet werden, so dass hierdurch eine für die Gesamtkonstruktion günstigere Anordnung gewählt werden kann. Ferner kann durch das Getriebe und die zusammenwirkenden Teile im Allgemeinen die Haftreibung erhöht werden.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Blockierelement durch ein an der Reibscheibe anliegendes Federelement gebildet ist. Die Ausbildung des Blockierelementes als Federelement bietet den Vorteil, dass das Blockierelement selbst die zur Erzeugung der Reibkräfte erforderliche Klemmkraft aufbringen kann. Außerdem kann das Blockierelement zumindest geringfügig zur Montage verformt werden.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Reibscheibe über einen Dämpfer an die Gurtwelle angekoppelt ist. Durch den Dämpfer kann der Drehmomentunterschied zwischen dem Haftreibungsmoment und dem Gleitreibungsmoment weiter vergrößert werden.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Reibscheibe durch einen Rotationsdämpfer gebildet ist. Die Verwendung eines Rotationsdämpfers ist insofern von Vorteil, da hierdurch die von der Gurtwelle auf das Blockierelement übertragbaren Kräfte begrenzt werden können, so dass eine Überbelastung und eine dadurch bedingte Beschädigung der Teile vermieden werden kann.
-
Bei ruckartigen Änderungen der Drehrichtung und/oder Drehgeschwindigkeit der Gurtwelle hat die Verwendung des Rotationsdämpfers darüber hinaus den Vorteil, dass die Drehbewegungen trägheitsbedingt nur begrenzt übertragen werden.
-
In diesem Fall wird weiter vorgeschlagen, dass der Rotationsdämpfer mit einem Gehäuse drehfest an das Blockierelement angekoppelt ist, und ein gegenüber dem Gehäuse drehbeweglich und gedämpft gelagertes Drehteil aufweist, und das Drehteil von der Gurtwelle antreibbar ist. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung kann der Rotationsdämpfer konstruktiv besonders einfach in den Kraftübertragungsweg zwischen der Gurtwelle und dem Blockierelement angeordnet werden.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Figuren sind im Einzelnen zu erkennen:
-
1: Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtaufrollers mit einem als Schwenkhebel ausgebildeten Blockierelement;
-
2: Vergrößerter Ausschnitt des Sicherheitsgurtaufrollers aus 1;
-
3: Erfindungsgemäßer Sicherheitsgurtaufroller mit einem als Federelement ausgebildeten Blockierelement in der ersten Stellung;
-
4: Erfindungsgemäßer Sicherheitsgurtaufroller mit einem als Federelement ausgebildeten Blockierelement in der zweiten Stellung;
-
5: Sicherheitsgurtaufroller aus 3 in einer Teilschnittdarstellung;
-
6: Sicherheitsgurtaufroller mit einem über einen Rotationsdämpfer an die Drehbewegung der Gurtwelle angekoppelten Blockierelement;
-
7: Gehäuse eines Sicherheitsgurtaufrollers aus 6 mit Rotationsdämpfer vor dem Zusammenbau.
-
In der 1 ist ein Sicherheitsgurtaufroller 1 zu erkennen, wie er z. B. in sitzintegrierten Sicherheitsgurtsystemen von Kraftfahrzeugen verwendet wird. Der Sicherheitsgurtaufroller 1 weist eine in einem Rahmen 16 drehbar gelagerte Gurtwelle 3 auf, von der in der Darstellung nur ein Zapfen oder ein mit dieser drehfest verbundener Zapfen zu erkennen ist. Ferner ist ein fest an dem Rahmen 16 angeordnetes Gehäuse 2 vorgesehen, welches die Blockierseite der durch eine Öffnung des Rahmens 16 ragenden Gurtwelle 3 abdeckt.
-
An dem Gehäuse 2 ist ein neigungsverstellbarer Trägheitssensor 4 mit einem in einem Drehpunkt D gegenüber dem Gehäuse 2 verschwenkbaren Sensorgehäuse 5 angeordnet. Zur Ermöglichung der Verstellbewegung des Sensorgehäuses 5 ist an dem Gehäuse 2 ein Freiraum 17 vorgesehen, der so bemessen ist, dass sich das Sensorgehäuse 5 ohne Einschränkung der Funktion des Trägheitssensors 4 ausrichten kann. In dem Sensorgehäuse 5 ist eine Trägheitsmasse 6 in Form einer masseträgen Kugel auf einer nicht zu erkennenden Auflagerfläche gelagert, welche bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Fahrzeugverzögerung ausgelenkt wird und dadurch über ein im Stand der Technik bekanntes Hebelsystem eine außenverzahnte Steuerscheibe gegenüber der Gurtwelle 3 anhält und dadurch eine Blockiereinrichtung der Gurtwelle 3 ansteuert. Das Sensorgehäuse 5 ist mit einer bogenförmigen Verzahnung 7 versehen, welche zur Festlegung des Sensorgehäuses 5 gegenüber dem Gehäuse 2 des Sicherheitsgurtaufrollers 1 dient.
-
An dem Gehäuse 2 ist ferner eine außenverzahnte Reibscheibe 8 vorgesehen, welche in einem Lager S drehbar an dem Gehäuse 2 gelagert ist. Zur Übertragung der Drehbewegung der Gurtwelle 3 auf die Reibscheibe 8 ist ein Getriebe in Form eines drehfest mit der Gurtwelle 3 verbundenen Zahnrades 9 vorgesehen, welches in die Verzahnung der Reibscheibe 8 eingreift. Auf der Reibscheibe 8 ist ein Blockierelement 10 in Form eines zweiarmigen Schwenkhebels reibschlüssig angeordnet. Das Blockierelement 10 ist an einem ersten Arm 11 mit einem hakenförmigen Krafteinleitungsabschnitt 14 und an seinem zweiten Arm 12 mit wenigstens einem Blockierzahn 15 versehen. An dem Gehäuse 2 ist ferner ein Zapfen 18 vorgesehen, an dem eine Feder 13 mit einem ersten Ende 13a eingehängt ist. Mit dem zweiten Ende 13b ist die Feder 13 an dem Krafteinleitungsabschnitt 14 des Blockierelements 10 eingehängt und spannt das Blockierelement 10 in eine erste Stellung I vor, in der das Blockierelement 10 mit dem Blockierzahn 15 in die Verzahnung 7 eingreift und das Sensorgehäuse 5 festlegt. Die Stellung I kann demnach auch als Grundstellung bezeichnet werden.
-
Bei einer Gurtbandeinzugsbewegung der Gurtwelle 3 treibt das Zahnrad 9 die Reibscheibe 8 durch die im Eingriff befindlichen Verzahnungen in Pfeilrichtung A an. Aufgrund der reibschlüssigen Verbindung zwischen dem Blockierelement 10 und der Reibscheibe 8 wird das Blockierelement 10 dabei in die zweite Stellung II verschwenkt, in der der Blockierzahn 15 nicht mehr in die Verzahnung 7 eingreift. Das Sensorgehäuse 5 ist bei einem folgenden Gurtbandeinzug nicht mehr festgelegt, so dass es sich schwerkraftbetätigt selbstständig ausrichten kann. Die zur Ausrichtung des Sensorgehäuses 5 erforderliche Masse wird dabei sinnvollerweise durch die Trägheitsmasse 6 des Trägheitssensors 4 gebildet.
-
Der genaue Mechanismus des federvorgespannten Blockierelementes 10 wird anhand des vergrößerten Ausschnitts in 2 näher beschrieben.
-
Die Feder 13 greift exzentrisch um den Abstand e versetzt zu dem Lager S des Blockierelements 10 an dem Krafteinleitungsabschnitt 14 des Armes 11 an und übt dabei eine Zugkraft F1 auf das Blockierelement 10 aus. Der Blockierelement 10 ist auf einen Absatz 19 der Reibscheibe 8 aufgeclipst, so dass zwischen dem Absatz 19 und dem Blockierelement 10 ein Reibmoment MR wirkt. Das Reibmoment MR ergibt sich aus dem Produkt der Klemmkraft, dem Reibungskoeffizienten und dem Radius bzw. dem Abstand zu dem Mittelpunkt des Lagers S. Bei der Auslegung des für das System besonders wichtigen Reibmomentes MR können demnach sowohl die Klemmkraft bestimmt durch die Geometrie des Blockierelements 10 und des Absatzes 9, als auch der Radius der wirkenden Reibkraft und der Reibungskoeffizient durch die Wahl der Oberflächenbeschaffenheit der aneinander anliegenden Teile variiert werden. Dem Reibmoment MR entgegen wirkt das von der Feder ausgeübte Federmoment MF, welches sich aus dem Produkt der Zugkraft F1 und dem Abstand e ergibt.
-
Das sich durch die Drehung der Reibscheibe 8 gegenüber dem Blockierelement 10 ergebende Drehmoment MGR der Gleitreibung sollte größer sein als das Federmoment MF, so dass das Blockierelement 10 bei einer Drehung der Reibscheibe 8 in Pfeilrichtung A in die zweite Stellung II verschwenkt wird und mit dem Blockierzahn 15 außer Eingriff aus der Verzahnung 7 gelangt. Nach dem Ende der Drehbewegung sollte das sich bei einem Stillstand der Reibscheibe 8 ergebende Drehmoment MHR der Haftreibung kleiner sein als das Federmoment MF, so dass das Blockierelement 10 von der Feder 13 selbsttätig wieder in die erste Stellung I zurückgezogen wird.
-
In den 3, 4 und 5 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel zu erkennen, bei dem die Teile mit der gleichen Funktion wie in dem Ausführungsbeispiel in den 1 und 2 mit identischen Bezugszeichen versehen wurden.
-
Das Blockierelement 10 ist hier durch eine zweiarmige gebogene Drahtfeder gebildet, welche eine Reibscheibe 8 umschlingt und mit einem Arm 12 zum Festlegen eines Sensorgehäuses 5 in eine Verzahnung 7 an dem Sensorgehäuse 5 eingreift. Mit dem anderen Arm 11 greift die Drahtfeder in eine an dem Gehäuse 2 vorgesehene Langlochöffnung 22 ein. An dem Arm 11 ist ferner ein durch eine Biegung der Drahtfeder gebildeter Krafteinleitungsabschnitt 14 vorgesehen, an den eine Feder 13 mit einem zweiten Ende 13b eingehängt ist. Das erste Ende 13a der Feder 13 ist an einem gehäusefesten Zapfen 18 eingehängt. Die Feder 13 ist derart bemessen, dass sie eine Zugkraft auf den Krafteinleitungsabschnitt 14 ausübt. Der Vorteil des als Drahtfeder ausgebildeten Blockierelementes 10 kann darin gesehen werden, dass durch das Blockierelement 10 besonders einfach eine Federvorspannung von dem Blockierelement 10 auf die Reibscheibe 8 ausgeübt werden kann, welche wiederum das Reibmoment MR bestimmt.
-
Die Feder 13 greift in einem Abstand zu dem Lager S des Blockierelementes 10 an, welches in diesem Fall identisch mit der Drehachse der Reibscheibe 8 ist, und zieht das Blockierelement 10 daraufhin in die in 3 gezeigte erste Stellung I, in der das Blockierelement 10 das Sensorgehäuse 5 festlegt.
-
In der 4 ist derselbe Sicherheitsgurtaufroller 1 aus der 3 in einer Stellung des Blockierelementes 10 bei einem Gurtbandeinzug zu erkennen. Die Reibscheibe 8 wird durch den Gurtbandeinzug von der nicht zu erkennenden Gurtwelle in Pfeilrichtung A angetrieben und verschwenkt durch die wirkenden Reibkräfte identisch wie schon zu dem Ausführungsbeispiel aus den 1 und 2 beschrieben das Blockierelement 10 in die zweite Stellung II, in der der Arm 12 nicht mehr in die Verzahnung 7 eingreift, und das Sensorgehäuse 5 nicht mehr festgelegt ist.
-
In der 5 ist eine vergrößerte Teilschnittdarstellung des Sicherheitsgurtaufrollers 1 durch die Reibscheibe 8 zu erkennen. Die Reibscheibe 8 ist auf einem Zapfen 21 drehbar gelagert und wird über ein nicht zu erkennendes Getriebe von der Gurtwelle angetrieben. Zwischen dem Zapfen 21 und der Reibscheibe 8 ist ein Dämpfer in Form von mehreren sich gegenüberstehenden Magneten vorgesehen. Bei einer Drehung der Reibscheibe bewirken die sich gegenüberstehenden Magneten durch das Schneiden der Magnetfeldlinien eine Dämpfung der Drehbewegung der Reibscheibe, durch die der Unterschied zwischen dem Haftreibungsmoment und dem Gleitreibungsmoment bei gleicher Geometrie der beteiligten Teile verändert werden kann.
-
In der 6 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel zu erkennen, in dem die Reibscheibe 8 durch einen Rotationsdämpfer 22 verwirklicht ist. Der Rotationsdämpfer 22 ist im Kraftfluss zwischen einem von der Gurtwelle 3 angetriebenen Zahnrad 26 und einem Blockierelement 10 angeordnet. Wie in der 7 zu erkennen ist, ist der Rotationsdämpfer 22 dazu mit einem Gehäuse 25 mit nach außen abragenden Füßen 24 drehfest in einer korrespondierenden Ausnehmung 27 des Blockierelementes 10 festgelegt. Ferner weist der Rotationsdämpfer 22 ein Drehteil 23 auf, von dem nur ein herausgeführter Zapfen zu erkennen ist, mit dem das Drehteil 23 drehfest mit dem Zahnrad 26 verbunden ist. Der Rotationsdämpfer 22 selbst kann z. B. mit einem Silikon oder einem sonstigen höher viskosen Fluid gefüllt sein.
-
Bei einem Gurtbandeinzug wird das Drehteil 23 von dem Zahnrad 26 angetrieben und überträgt dabei ein Drehmoment über das dämpfende Fluid in dem Rotationsdämpfer 22 auf das Gehäuse 25 und das Blockierelement 10. Durch das auf das Blockierelement 10 wirkende Drehmoment wird dieses in die zweite Stellung II verschwenkt, in der das Blockierelement 10 nicht in die Verzahnung 7 des Trägheitssensors 5 eingreift. Bei einem anschließenden Stillstand der Gurtwelle 3 wird das Blockierelement 10 automatisch durch die von der Feder 13 ausgeübte Federkraft wieder in die erste Stellung I verschwenkt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
