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Die
Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller, insbesondere
für den
Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit einem fahrzeugsensitiv und/oder
gurtbandsensitiv angesteuerten Blockiersystem für die Gurtwelle und mit einem
die Aufwickelbewegung der Gurtwelle bewirkenden Komfortfedersystem,
welches aus zwei in Reihe miteinander angeordneten und unterschiedliche
Federkennlinien aufweisenden Federn besteht, von denen eine erste
Aufwickelfeder mit ihrem äußeren Ende
an einem Gehäuseteil
des Gurtaufrollers und mit ihrem inneren Ende an ein drehbar am
Gurtaufroller gelagertes Steuerrad angeschlossen und eine zweite,
schwächer
als die Aufwickelfeder dimensionierte Komfortfeder mit ihrem äußeren Ende
an das Steuerrad und mit ihrem inneren Ende an die Gurtwelle angeschlossen
ist.
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Ein
Sicherheitsgurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen ist in der
DE 101 62 374 C1 beschrieben.
Mit dem darin erläuterten
Komfortfedersystem soll erreicht werden, dass bei angelegtem Sicherheitsgurt
nur die Kraft einer schwächer
dimensionierten Komfortfeder wirkt, indem die Aufwickelfelder durch
das zwischen die beiden Federn geschaltete, als Steuerrad arbeitende
Klinkenrad von der Gurtwelle abgekoppelt wird. Ist der Anlegevorgang des
Sicherheitsgurtes, beispielsweise erkennbar durch das Einrasten
der Sicherheitsgurtzunge in das zugeordnete Gurtschloss beendet,
so wird das Klinkenrad durch das signalgesteuerte Einschwenken einer
vorgesehenen Sperrklinke in die Außenverzahnung des Klinkenrades
in Abwickelrichtung festgelegt, so dass weitere Auszugsbewegungen
des Gurtbandes aus dem Anlegezustand des Sicherheitsgurtes heraus
ausschließlich
gegen die Wirkung der an dem Klinkenrad eingehängten Komfortfeder erfolgen. Wird
der Sicherheitsgurt abgelegt, so wird augenblicklich die Sperrung
des Klinkenrades aufgehoben, so dass die durch den vorherigen Gurtbandauszug gespannte
Aufwickelfeder nun eine Aufwickelkraft ausübt und dabei zunächst die
Komfortfeder auf Block spannt und im Anschluss daran über die
auf Block gespannte Komfortfeder die Gurtwelle in Aufwickelrichtung
dreht. Wird der für
die Komfortfeder eingestellte Arbeitsbereich der Komfortfeder dadurch überschritten,
dass durch die Bewegung des angeschnallten Insassen mehr Gurtband
als dem Arbeitsbereich der Komfortfeder entsprechend ausgezogen wird,
so wird über
die dann wiederum auf Block gespannte Komfortfeder das Klinkenrad
in Gurtauszugsrichtung verdreht, wobei die Sperrklinke über dessen
Außenverzahnung
hinwegratscht.
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Mit
dem bekannten Sicherheitsgurtaufroller ist der Nachteil verbunden,
dass es aufgrund der Auslegung des Komfortfedersystems nicht zwangsläufig auch
zu einem Wirksamwerden der Komfortfeder und damit zu der beabsichtigten
Nutzung des gewünschten
Effekts kommt. Bei abgelegtem Sicherheitsgurt ist nämlich die
Komfortfeder auf Block gespannt, und dieser Zustand bleibt während des
gesamten Anlegevorganges, der gegen die Federwirkung der Aufwickelfeder
erfolgt, erhalten. Wird im Anschluss an das Anlegen des Sicherheitsgurtes
das Klinkenrad signalgesteuert blockiert und ändert der Insasse anschließend seine
Position nicht wesentlich, so wird der Komfortbereich der Komfortfeder nicht
wirksam, weil erst ein nachmaliger Gurtbandauszug bei gesperrtem
Klinkenrad die zunächst noch
auf Block gespannte Komfortfeder entspannt, so dass der Arbeitsbereich
der schwächer
dimensionierten Komfortfeder nutzbar ist. Da dieser Ablauf den meisten
Gurtbandbenutzern nicht bekannt ist, kommen diese nicht oder aufgrund
ihrer Bewegungen nur zufällig
in den Genuss der konstruktiv eingerichteten Komfortwirkung.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsgurtaufroller
mit den eingangs genannten Merkmalen so zu verbessern, dass der
Komfortbereich des Federsystems im Anschluss an jeden Anschnallvorgang
herbeigeführt
und eingestellt wird.
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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 dem Steuerrad ein
zuschaltbarer Antrieb für eine
aktive Drehung des Steuerrades mindestens in Abwickelrichtung des
Gurtbandes zugeordnet ist.
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Die
Erfindung beinhaltet somit das Prinzip, durch eine aktive Drehung
des Steuerrades in Gurtabwickelrichtung die Komfortfeder aktiv zu
entspannen und somit unabhängig
von einem zusätzlichen Gurtbandauszug
den Arbeitsbereich der Komfortfeder zum Tragen zu bringen. Dies
kann wie beim Stand der Technik nach Beendigung des Anlegevarganges
des Sicherheitsgurtes geschehen, indem durch ein entsprechendes,
beispielsweise durch das Einstecken der Schlosszunge in das Gurtschloss ausgelöstes Signal
der Antrieb angesteuert wird und das Steuerrad in Gurtauszugsrichtung
verdreht. Hierdurch wird das am Steuerrad befestigte Federende der
auf Block gespannten Komfortfeder ausgeschoben und die Komfortfeder
wird somit entspannt, während
gleichzeitig die Aufwickelfeder durch die Drehung des Steuerrades
weiter gespannt wird. In seiner durch den Arbeitsbereich der Komfortfeder
definierten Enddrehstellung wird das Steuerrad durch den zugeschalteten
Antrieb festgelegt, so dass die Aufwickelfeder nicht wirksam ist.
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Die
Erfindung ermöglicht
es aber auch, sogleich zu Beginn des Anschnallvorganges mit beginnendem
Gurtbandauszug oder zu einem späteren Zustand
mit teilausgezogenem Gurtband während des
Anschnallvorganges den Antrieb für
das Komfortfedersystem zuzuschalten, so dass schon der Anschnallvorgang
im Komfortbereich des Federsystems vollzogen wird, wodurch das Anlegen
des Sicherheitsgurtes erleichtert ist. Da durch das aktive Verdrehen
des Steuerrades in Gurtauszugsrichtung die Aufwickelfelder gespannt
wird, steht deren Federkraft für
das Aufwickeln des Sicherheitsgurtes bei dem Ablegen des Sicherheitsgurtes
zur Verfügung.
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Ferner
lässt sich
der Antrieb auch für
weitere Funktionen, wie beispielsweise Signalfunktionen nutzen,
indem der vom Insassen spürbare
Gurtbandzug durch die Drehung des Steuerrades nachgelassen oder
verstärkt
wird, um beispielsweise einen Fahrzeuginsassen wach zu halten; andere
Signalfunktionen sind denkbar.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, dass der Antrieb als Elektromotor
mit einer auf die Außenverzahnung
eines an das Steuerrad zu kuppelnden Ritzels zugreifenden selbsthemmenden
Schneckenverzahnung ausgebildet ist; durch den Einsatz eines Elektromotors
ist eine Verdrehung des Steuerrades in beiden Richtungen in zweckmäßiger Weise
möglich,
so dass auch beim Ablegen des Sicherheitsgurtes das Steuerrad aktiv
in Aufwickelrichtung verdreht und damit die Reihenschaltung von
Komfortfeder und Aufwickelfeder wiederhergestellt wird. Ferner ist
eine derartige Möglichkeit
vorteilhaft für
die Umsetzung der angesprochenen Signalfunktionen.
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Hinsichtlich
der konstruktiven Ausbildung ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
vorgesehen, dass an dem Ritzel eine zum Eingriff in eine zugeordnete
Verzahnung des Steuerrades einschwenkbare Kupplungsklinke gelagert
ist, die von einer Feder außer
Eingriff mit der Verzahnung des Steuerrades vorgespannt ist.
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Hierbei
kann vorgesehen sein, dass das Steuerrad mit einem eine Außenverzahnung
aufweisenden axialen Ansatz in das ringförmig ausgebildete Ritzel hineinragt
und die Kupplungsklinke an der Innenseite des ringförmigen Ritzels
gelagert ist, wobei in dem Ringraum zwischen Ansatz und Ritzel ein die
Kupplungsklinke mit einem Ausschnitt einfassendes Reibelement angeordnet
ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung sieht vor, dass die Feder mit einem Ende an der Kupplungsklinke
und mit dem anderen Ende an dem Reibelement eingehakt ist. Die Erfindung
sieht ebenfalls vor, dass der Ansatz über das Ritzel hinaus in Richtung
der Aufwickelfelder verlängert
ist und die Aufnahme für
das innere Ende der Aufwickelfelder bildet.
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Eine
platzsparende Bauweise des Sicherheitsgurtaufrollers ergibt sich,
wenn gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung das Steuerrad als topfförmiges Gehäuse zur Aufnahme der Komfortfeder
ausgebildet ist.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung wiedergegeben, weiches nachstehend beschrieben ist. Es
zeigen:
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1 das Federsystem eines
Sicherheitsgurtaufrollers in einer Explosionsdarstellung,
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2 den Antrieb für das Federsystem
in einer Einzeldarstellung,
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3 das Federsystem gemäß 1 im Zusammenbau im Schnitt,
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4 den Antriebsbereich für das Steuerrad in
einer geschnittenen Stirnansicht,
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5 den Antriebsbereich in
einer schaubildlichen Ansicht.
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Wie
zunächst
in 1 dargestellt, ist
in einem die Federbaugruppe umschließenden Gehäuse 10 eine Aufwickelfelder 11 angeordnet,
deren äußeres Ende
an einem drehfest mit dem Gehäuse 10 zu verbindenden
Zwischendeckel 12 befestigt ist. An den Zwischendeckel
schließt
axial eine Antriebsbaugruppe 13 einschließlich der
Kupplung an, die auf ein Steuerrad 14 wirkt, welches topfförmig ausgebildet
ist und in seiner der Aufwickelfeder abgewandten Seite die Komfartfeder 15 in
sich aufnimmt; insofern ist das äußere Ende
der Komfortfeder 15 an dem Steuerrad 14 festgelegt,
während
das innere Ende der Komfortfeder 15 an einer als Federherz
wirkenden und drehfest mit der Gurtwelle verbundenen Abdeckscheibe 17 befestigt
und somit an der nicht dargestellten Gurtwelle angeschlossen ist.
In die Windungen der Komfortfeder 15 ist noch eine Bremsfeder 16 eingelegt,
die bei dem funktionsbedingten auf Block Ziehen der Komfortfeder 15 etwaig
auftretende Federschläge
abmildern soll, was jedoch im Stand der Technik bekannt ist. Axial
schließt
an die Komfortfeder 15 neben der Abdeckscheibe 17 noch
eine Lagerscheibe 18 an, wobei die so gebildete Baugruppe
auf der Außenseite
des an sich bekannten U-förmigen
Gehäuses
einen Sicherheitsgurtaufrallers befestigt ist.
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Die
Antriebsbaugruppe 13 besteht aus einem an dem Zwischendeckel 12 gelagerten
Ritzel 19, welches eine Außenverzahnung 20 aufweist,
auf die ein Elektromotor 21 mit einer selbsthemmenden Schneckenverzahnung 22 zugreift
(3 und 4). An der Innenseite des ringförmigen Ritzels 19 ist
eine Kupplungsklinke 23 schwenkbar gelagert, die in eine an
einem axial von dem Steuerrad 14 abstehenden und durch
die Antriebsbaugruppe 13 sowie den Zwischendeckel 12 hindurchragenden
Ansatz 29 ausgebildeten Außenverzahnung 30 eingreift.
Am Ende des Ansatzes 29 ist eine Aufnahme zum Einhängen des
inneren Endes der Aufwickelfeder 11 ausgebildet, so dass
hierdurch die Aufwickelfeder 11 mit ihrem zugeordneten
inneren Ende an das Steuerrad 14 angeschlossen ist. Als
Bestandteil der Kupplung zwischen der Antriebsbaugruppe 13 und
dem Steuerrad 14 ist ein Reibelement 27 angeordnet,
welches mit einem entsprechenden Ansatz in den zwischen Ritzel 19 und
Ansatz 29 bestehenden Ringraum hineinreicht und mit einem
Ausschnitt 28 die an dem Ritzel 19 gelagerte Kupplungsklinke 23 einschließt. Eine Feder 24 ist
mit ihrem Federende 25 an der Kupplungsklinke 23 und
mit ihrem Federende 26 an dem Reibelement 27 eingehakt.
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Die
Funktion dieses aktiv gesteuerten Komfortfedersystems vollzieht
sich wie folgt:
Wird der Sicherheitsgurt von der Gurtwelle
des Gurtaufrollers abgezogen, so wird über die mit der Gurtwelle verbundene,
auf Block gespannte Komfortfeder 15 und das Steuerrad 14 zunächst die
Aufwickelfeder 11 gespannt. Ist der Anlegevorgang des Sicherheitsgurtes
beispielsweise durch Einstecken der Sicherheitsgurtzunge in das
zugehörige
Gurtschloss beendet, so wird über
ein entsprechendes Signal der Elektromotor 21 in Funktion
gesetzt, der über
die Schneckenverzahnung 22 das Ritzel 19 in Gurtauszugsrichtung
verdreht. Da bei still stehendem Steuerrad 14 das Reibelement 27 zunächst in
seiner Stellung verharrt, wird gegen die Wirkung der Feder 24 die Kupplungsklinke 23 durch
Anschlag an den zugehörigen
Rand des Ausschnitts 28 des Reibelements 27 auswärts bis
zum Eingriff in die Außenverzahnung 30 des
Ansatzes 29 des Steuerrades 14 geschwenkt, und
aufgrund der so hergestellten Kupplungsverbindung wird das Steuerrad 14 einschließlich des
Reibelements 27 von dem Elektromotor 21 in Gurtauszugsrichtung
verdreht; dabei schiebt das an dem Steuerrad 14 befestigte äußere Ende
der Komfortfeder 15 sozusagen aus, so dass die Komfortfeder 15 entspannt
wird. Aufgrund der aktiven Drehung des Steuerrades 14 in
Gurtauszugsrichtung wird gleichzeitig die Aufwickelfeder 11 weiter
gespannt. Am Ende des vom Elektromotor 21 vorgegebenen
Drehweges des Steuerrades 14 wird das Steuerrad 14 durch
den Elektromotor 21 bzw. die Schneckenverzahnung 22 in
der Enddrehstellung gehalten, wobei die selbsthemmende Ausbildung
der Schneckenverzahnung 22 ein Rückdrehen des Elektromotors
beispielsweise durch die Federkraft der Feder 24 verhindert.
In der so definierten Enddrehstellung ist wie zum Stand der Technik
beschrieben die Aufwickelfeder 11 von der Gurtwelle abgekoppelt,
so dass bei Gurtauszugs- bzw. Gurteinzugsbewegungen lediglich die
Kraft der schwächer
dimensionierten Komfortfeder 15 wirkt.
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Wird
der durch die Drehung des Elektromotors 21 eingestellte
Arbeitsbereich der Komfortfeder überschritten
und durch einen entsprechend starken Gurtbandauszug nach dem auf
Block Ziehen der Komfortfeder 15 ein Drehmoment auf das
Steuerrad 14 ausgeübt,
so ist die Lagerung der Kupplungsklinke 23 an dem Ritzel 19 derart
ausgebildet, dass ein Überratschen
der Kupplungsklinke 23 über
die Außenverzahnung 30 des
Ansatzes 29 des Steuerrades 14 gegeben ist.
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Wird
der Sicherheitsgurt abgelegt, so wird die Ansteuerung des Elektromotors 21 derart
geändert,
dass der Elektromotor 21 nunmehr das Steuerrad 14 in
Aufwickelrichtung des Gurtbandes verdreht, so dass unter der Wirkung
der Feder 24 auch die Kupplungsklinke 23 aus der
Außenverzahnung 30 des
Steuerrades 14 freikommt, und die Kupplungsverbindung zwischen
dem Ritzel 19 und dem Steuerrad 14 aufgehoben
wird. Zu diesem Zeitpunkt kann nun die gespannte Aufwickelfeder 11 das
Steuerrad 14 in Aufwickelrichtung des Gurtbandes beaufschlagen
bzw. drehen, und diese Drehung des Steuerrades 14 wird über die
zwischenzeitlich wiederum auf Block gespannte Komfortfeder 15 in
eine Drehbewegung der Gurtwelle in Aufwickeldrehrichtung des Gurtbandes
umgesetzt.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der
Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser
Unterlagen können
einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.