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Die
Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller für Sicherheitsgurte
mit einer drehbar in einem Gehäuserahmen
gelagerten und in Aufwickelrichtung des Gurtbandes von einer Aufwickelfeder vorgespannten
Gurtwelle und mit einem gurtbandsensitiven Ansteuermechanismus,
der eine an die Gurtwelle gekoppelte Steuerscheibe zur Ansteuerung
eines an der Gurtwelle bis zum Eingriff in eine Gehäuseverzahnung
gegen Federwirkung auslenkbar angeordnetes Sperrgliedes aufweist,
wobei die Steuerscheibe ein exzentrisch angeordnetes und gegen die
Wirkung einer Rückstellfeder
um eine Lagerstelle an der Steuerscheibe schwenkbares Trägheitselement
trägt und
das Trägheitselement
im Auslösefall
radial bis zum Eingriff in eine ortsfeste Verzahnung ausschwenkt
und dadurch die Steuerscheibe in deren Drehbewegung anhält und festlegt.
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Ein
Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist in der
DE 29 24 575 A1 beschrieben. Soweit
zur Ansteuerung des von einem radial in Eingriff mit einer gehäusefesten
Blockierverzahnung auslenkbaren Sperrglied gebildeten Blockiermechanismus
eine Steuerscheibe vorgesehen ist, die bei Auftreten von Gefahrensituationen
in ihrer Drehbewegung anzuhalten ist, ist an der Steuerscheibe exzentrisch
eine masseträge
Sperrklinke gelagert, die bei hohen Drehbeschleunigungen der Steuerscheibe aufgrund
ihrer Masseträgheit
in ihrer Lage zu verharren trachtet und dadurch nach außen bis
zum Eingriff in einer in einem Gehäusedeckel des Gurtaufrollers ausgebildeten
ortsfesten Verzahnung ausschwenkt. Wird die Steuerscheibe durch
den Eingriff des Trägheitselementes
mit der ortsfesten Verzahnung in ihrer Drehbewegung angehalten,
so führt
die Relativdrehung der stillstehenden Steuerscheibe gegenüber der
sich weiter drehenden Gurtwelle zu einer radialen Auslenkung des
als Blockiermechanismus für
die Gurtwelle wirkenden und an der Gurtwelle gelagerten Sperrgliedes.
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Mit
dem bekannten Gurtaufroller ist der Nachteil verbunden, daß nach einem
Ablegen des Sicherheitsgurtes die Aufwickelfeder die Gurtwelle mit einer
derartigen Drehgeschwindigkeit in Aufwickelrichtung dreht, daß aufgrund
des am Ende des Gurtbandeinzuges wirksamen Stopps der Drehbewegung die
Gurtwelle trägheitsbedingt
in Abwickelrichtung zurückfedert
und durch die dadurch verursachte Drehung der Gurtwelle in Gurtauszugsrichtung
auch mit einer relativ geringen Drehbeschleunigung das gurtbandsensitive
Steuerungssystem aktiviert, d. h. das Trägheitselement in dessen Eingriffsstellung
mit der ortsfesten Verzahnung ausgelenkt wird. Dieses Verhalten
des Gurtaufrollers kann dazu führen,
daß der Gurtaufroller
vor dem nächsten
Anlegevorgang zunächst
einmal durch Zug am Gurtband entriegelt werden muß, um das Steuersystem
zu entriegeln und anschließend
den Gurt frei ausziehen zu können.
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Soweit
dieses Problem in der
DE
39 26 370 A1 beschrieben ist, wird für den darin erläuterten Gurtaufroller
eine kompliziert aufgebaute Mechanik zur Abschaltung des gurtbandsensitiven
Steuersystems vorgeschlagen und beschrieben.
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Auch
in den weiteren Druckschriften
DE 44 23 958 A1 ,
EP 0 273 584 A1 ,
EP 0 299 861 A1 ,
US 5,931,402 A sowie
US 4,726,541 A sind
Gurtaufroller beschrieben, bei denen ein unerwünschtes Blockieren der Gurtwelle
verhindert werden soll, wenn nach vollständiger Abwicklung des Gurtes
von der Gurtwelle ein in Gurtabwickelrichtung wirkender Rückstoßeffekt
auftritt. Dabei wird in unterschiedlichen Ausführungsformen ein Ansteuermechanismus
in Aufwickelrichtung deaktiviert und in Abwickelrichtung aktiviert.
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Im
einzelnen wird bei dem in der
DE 44 23 958 A1 beschriebenen Gurtaufroller
eine Klinke durch Drehung der Gurtwelle in Aufwickelrichtung von
einem zugeordneten Sperrteil festgehalten, um die Klinke
24 an
einer Eingriffsbewegung in eine zugeordnete Innenverzahnung eines
Aktivierungsrings zu hindern. Bei Drehung in Abwickelrichtung gibt
das Sperrteil die Klinke frei.
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Die
EP 0 273 584 A1 offenbart
einen Gurtaufroller, bei welchem das Verschwenken einer Verriegelungsklaue
mit Hilfe einer Steuerscheibe gehemmt wird, wenn der Gurt aufgewickelt
wird; in Abwickelrichtung ist die Klaue in ihrer Verschwenkbewegung
frei, so dass sie in eine zugeordnete Verzahnung eingreifen kann.
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Bei
dem in der
EP 0 299
861 A1 beschriebenen Gurtaufroller sind in einem komplizierten
Aufbau Mittel unterschiedlicher Ausbildung vorgesehen, mit denen
ein Blockieren der Gurtwelle in Aufwickelrichtung verhindert wird.
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Die
US 5,931,402 A offenbart
einen Gurtaufroller, dessen Gurtwelle in Abwickelrichtung mit Hilfe eines
Sperrmittels blockierbar ist. Das Sperrmittel ist mit einem Bolzen
versehen, mittels dessen ein zugeordneter Steuerring in Abwickelrichtung
verdreht werden kann, so dass ein zugeordnetes Kupplungselement
unter Federwirkung außer
Eingriff mit dem Steuerring gelangt und eine Freigabe des Kupplungselementes
bei Drehung der Gurtwelle in Abwickelrichtung erfolgt. Bei diesem
Gurtaufroller erfolgt die Ansteuerung durch das Sperrmittel selbst.
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Bei
dem in der
US 4,726,541
A beschriebenen Gurtaufroller werden Verriegelungselemente
von einer Steuereinheit beaufschlagt, die ein drehbares Steuerrad
11 umfasst,
in dessen Verzahnung eine Klaue eingreifen kann. Die Bewegung der
Klaue im Eingriff mit der Verzahnung erfolgt bei einer Relativbewegung
zwischen der Gurtwelle und einem an der Gurtwelle gelagerten Trägheitselement.
Durch Zugbelastung des Gurts in Gurtabwickelrichtung wird das Steuerrad
in Abwickelrichtung verdreht, so dass die Klaue außer Eingriff
gerät.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem selbstsperrenden
Gurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen das vorgenannte Problem
zu beseitigen und ein nicht gewünschtes Blockieren
des Trägheitselementes
zu verhindern.
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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 Gurtwelle mittels einer
Relativdrehung gegenüber
der festgelegten Steuerscheibe in Gurtauszugsrichtung mit einem
Anschlag das ausgeschwenkte Trägheitselement
aus dessen Eingriff mit der ortsfesten Verzahnung in die Ruhelage
zurückführt und
der Drehwinkel der Relativdrehung bis zum Auftreffen des Anschlages
kleiner ist als der zum Einsteuern des Sperrgliedes in die Gehäuseverzahnung erforderliche
Drehwinkel der Gurtwelle.
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Mit
der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß bei einer nach einem plötzlichen
Stopp des Aufwickelvorgangs gegebenenfalls erfolgenden Drehung der
Gurtwelle in Gurtauszugsrichtung und dem dadurch bewirkten Einsteuern
des Trägheitselementes
in die ortsfeste Verzahnung bereits nach einem entsprechend kurz
bemessenen Relativdrehweg zwischen der Gurtwelle und der durch die
Auslenkung des Trägheitselementes
in ihrer weiteren Drehbewegung angehaltenen Steuerscheibe die Gurtwelle über den
Anschlag aktiv das Trägheitselement
wieder aus dessen Eingriffsstellung herausführt, so daß insoweit die Blockieransteuerung
des Trägheitselementes
wirkungslos ist. Auch in den Fällen,
in denen bei einem schnellen Gurtbandauszug aus dem Anlegezustand
des Sicherheitsgurtes heraus es zu einer Auslenkung des Trägheitselementes
mit Eingriff in die ortsfeste Verzahnung kommt, wird nach dem über die
Lage des Anschlages zum Trägheitselement
eingestellten Relativdrehweg die Eingriffsstellung des Trägheitselementes
wieder aufgehoben; aufgrund des in diesem Fall mit entsprechend
hoher Beschleunigung erfolgenden Gurtbandauszuges setzt sich die Auslenkung
des Sperrgliedes bis zum Volleingriff in die Gehäuseverzahnung allerdings fort,
so daß durch die
parallel erfolgende Rückführung des
Trägheitselementes
das Ansprechen des gurtbandsensitiven Blockiersystems nicht beeinträchtigt ist.
Somit kann bei Verwirklichung der Erfindung in vorteilhafter Weise
auf eine aufwendige Abschaltvorrichtung verzichtet werden; da der
Bewegungsablauf mit der Rückführung des
Trägheitselementes
in allen Abwickelzuständen
des Gurtgbandes von der Gurtwelle wirksam wird, sind kaum zusätzliche
Bauteile erforderlich, so daß kein
zusätzlicher
Bauraum für
Sonderteile bzw. Kosten für
deren Herstellung und Montage aufgewendet werden müssen.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anschlag aus einem an der
der Steuerscheibe zugewandten Stirnseite der Gurtwelle angeordneten,
axial abstehenden Stift besteht.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, daß der
Anschlag aus einem an einer mit der Gurtwelle drehfest verbundenen
Lagerbuchse ausgebildeten Absatz besteht, der über die Auslenkung der das
Trägheitselement
vorspannenden Rückstellfeder
einen an der Steuerscheibe angeordneten Betätigungshebel für das Trägheitselement
beaufschlagt.
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Es
ist vorgesehen, daß der
Drehwinkel der Relativdrehung der Gurtwelle gegenüber der
Steuerscheibe bis zum Auftreffen des Anschlages weniger als 10 Grad
beträgt,
wobei in vorteilhafter Weise der Drehwinkel etwa 7 Grad beträgt.
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Alternativ
kann auch vorgesehen sein, daß der
Drehwinkel der Relativdrehung der Gurtwelle gegenüber der
Steuerscheibe bis zum Auftreffen des Anschlages derart bemessen
ist, daß das über einen Teil
seines Bewegungsweges entgegen der Wirkung einer Feder ausgelenkte
Sperrglied in einer Zwischenstellung noch nicht in Anlage an der
Gehäuseverzahnung
gelangt ist und ausgehend von dieser Zwischenstellung bei schnellem
Gurtbandauszug in Volleingriff mit der Gehäuseverzahnung gelangt und bei
langsamem Gurtbandauszug aufgrund Federkraft in seine Ruhestellung
zurückgelangt.
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Hinsichtlich
der Ansteuerung des Blockiermechanismus des Gurtaufrollers kann
vorgesehen sein, daß das
Trägheitselement
als an der Steuerscheibe gelagerte und in Eingriff mit der ortsfesten Verzahnung
ausschwenkbare masseträge
Sperrklinke ausgebildet ist. Diese Ausführungsform der Erfindung entspricht
in ihrem konstruktiven Aufbau somit dem in der zur Bildung der Gattung
herangezogenen
DE 29
24 575 A1 beschriebenen Gurtaufroller.
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Soweit
alternativ dazu eine Ausführungsform vorgesehen
sein kann, bei der das an der Steuerscheibe gelagerte Trägheitselement
bei seiner Ausschwenkung eine an der Steuerscheibe gelagerte gesonderte Sperrklinke
in Eingriff mit der ortsfesten Verzahnung steuert, ist eine derartige
Bauform eines selbstsperrenden Gurtaufrollers in der
DE 37 34 209 A1 beschrieben,
so daß die
erfindungsgemäße Aussteuerung
des Trägheitselementes
auch dann verwirklicht sein kann, wenn das Trägheitselement die gesonderte
Sperrklinke steuert.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es
zeigen:
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1 die
Steuerscheibe eines Gurtaufrollers mit daran gelagertem Trägheitselement
in einer Seitenansicht in der ausgelenkten Eingriffsstellung des Trägheitselementes,
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2 den
Gegenstand der 1 bei Drehung der Gurtwelle
in Abwickelrichtung des Gurtbandes und Wirksamwerden des Anschlages,
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3 ein
anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer Darstellung gemäß 1 in einer vereinfachten
Darstellung gemäß 1 in
der ausgelenkten Eingriffsstellung des Trägheitselementes,
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4 den
Gegenstand der 3 bei Drehung der Gurtwelle
in Abwickelrichtung des Gurtbandes und Wirksamwerden des Anschlages.
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In
der Zeichnung ist das Blockier- und Steuersystem eines selbstsperrendes
Gurtaufrollers nur in den Teilen dargestellt, die von der Erfindung
weitergebildet werden und insoweit für das Verständnis der Erfindung von Bedeutung
sind. Im Übrigen
wird auf den in der gattungsbildenden
DE 29 24 575 A1 oder in der ebenfalls genannten
DE 39 26 370 A1 beschriebenen
Aufbau eines Gurtaufrollers Bezug genommen.
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An
der Gurtwelle 10 eines nicht im Einzelnen dargestellten
Gurtaufrollers ist stirnseitig eine Steuerscheibe 11 angeordnet,
an der ein Trägheitselement 13 schwenkbar
gelagert ist. Das Trägheitselement 13 weist
eine langgestreckte Gestalt mit einem ersten Arm 14 und
einem zweiten Arm 15 auf, wobei die Lagerung des Trägheitselementes 13 an
der Steuerscheibe 11 im Bereich zwischen den Armen 14 und 15 erfolgt
und dadurch verwirklicht ist, dass ein an der Steuerscheibe 11 ausgebildeter
Lagervorsprung 12 in eine zwischen den Armen 14, 15 des
Trägheitselementes 13 befindliche
Lagerausnehmung 16 eingreift.
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An
seinem freien Ende ist der erste Arm 14 des Trägheitselementes 13 mit
einer Eingriffsspitze 17 versehen, mit welcher das Trägheitselement 13 in seiner
ausgeschwenkten Eingriffsstellung in eine ortsfeste Verzahnung 18 eingreift.
Wie nicht weiter dargestellt ist, kann diese ortsfeste Verzahnung 18 beispielsweise
an der Innenseite einer mit dem Gehäuse verbundenen Abdeckkappe
ausgebildet sein.
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Aus 1 ist
ferner zu erkennen, dass aufgrund der Auslenkung des Trägheitselementes 13 in dessen
Eingriffsstellung mit der ortsfesten Verzahnung 18 und
mit Beginn des Festlegens der Steuerscheibe 11 das stirnseitig
an der Gurtwelle 10 ausschwenkbar gelagerte Sperrglied 20 infolge
der einsetzenden Relativdrehung zwischen der Gurtwelle 10 und
der Steuerscheibe 11 radial in Richtung eines Eingriffs
mit der zugeordneten Gehäuseverzahnung 25 ausgelenkt
wird. Dies wird deutlicher erkennbar durch einen Vergleich der 1 und 2,
wobei in 2 das Sperrglied 20 eine
Zwischenstellung eingenommen hat, in welcher noch keine Anlage des Sperrgliedes 20 an
der Gehäuseverzahnung 25 vorliegt.
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Diese
Zwischenstellung des Sperrgliedes 20 ist gemäß 2 dadurch
definiert, dass der an der Gurtwelle 10 angeordnete Stift 21 als
Anschlag in Anlage an dem zweiten Arm 15 des Trägheitselementes 13 kommt
und dadurch das Trägheitselement 13 bei der
weiteren Relativdrehung der Gurtwelle 10 gegenüber der
zunächst
noch festliegenden Steuerscheibe 11 außer Eingriff mit der ortsfesten
Verzahnung 18 führt.
Dadurch wird die Steuerscheibe 11 in ihrer Drehung wieder
frei und kann gemeinsam mit der Gurtwelle 10 mitdrehen.
Erfolgt nun ausgehend von dieser Zwischenstellung des Sperrgliedes 20 ein
schneller Auszug des Gurtbandes in Gurtauszugsrichtung, so reicht
die in 2 dargestellte Zwischenstellung des Sperrgliedes
aus, dass das Sperrglied 20 aufgrund der einwirkenden Beschleunigung
seine Ausschwenkbewegung bis zum Volleingriff in die Gehäuseverzahnung 25 fortführt. Erfolg
nur ein langsamer Gurtbandauszug, wie er bei einem normalen Anschnallvorgang
gegeben ist, so reicht die Beschleunigung nicht aus, um das Sperrglied 20 weiter
in die Volleingriffsstellung auszulenken, vielmehr führt die das
Sperrglied 20 vorspannende, nicht dargestellte Feder das
Sperrglied 20 in dessen Ruhelage zurück.
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Mit
dieser konstruktiven Ausgestaltung des Gurtaufrollers und der damit
eingestellten Kinematik ist das eingangs beschriebene Problem des
Rückfederns
der Gurtwelle 10 beseitigt; wenn am Ende des Aufwickelvorganges
die Gurtwelle 10 sich in Gurtauszugsrichtung dreht und
dabei das Trägheitselement 13 in
dessen Eingriffsstellung mit der ortsfesten Verzahnung 18 aussteuert,
so wird diese Eingriffsstellung nach einem verhältnismäßig kleinen Drehwinkel, der
weniger als 10 Grad, vorzugsweise 7 Grad beträgt, mittels des Stiftes 21 wieder
aufgehoben.
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Bei
der in den 3 und 4 dargestellten alternativen
Ausführungsform
der Erfindung ist das Ende der Gurtwelle 10 in einer Lagerbuchse 22 festgelegt,
wobei die Lagerbuchse 22 auf ihrem äußeren Umfang einen Absatz 23 ausbildet,
der bei der Relativdrehung der Gurtwelle 10 mit Buchse 22 gegenüber der
durch das in seine Eingriffstellung mit der ortsfesten Verzahnung 18 ausgelenkte
Trägheitselement 13 festgelegten
Steuerscheibe 11 auf die Rückstellfeder 19 einwirkt,
die aufgrund ihrer Auslenkung einen zusätzlich an der Steuerscheibe 11 angeordneten
Betätigungshebel 24 ansteuert,
der seinerseits die aktive Rückstellung
des Trägheitselementes 13 bewirkt.