DE1506621A1

DE1506621A1 - Automatischer Sperrmechanismus fuer einen Sicherheitsgurt oder ein Sicherheitsgurtwerk

Info

Publication number: DE1506621A1
Application number: DE19671506621
Authority: DE
Inventors: Burleigh David William
Original assignee: Britax Ltd
Current assignee: Britax Ltd
Priority date: 1966-05-04
Filing date: 1967-05-05
Publication date: 1969-08-07
Also published as: US3430891A; DE1506621B2; GB1119437A

Description

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PATENTANWÄLTE

■ ■ ■ 5· Mai 196?

Fi/Sv - B 574

BRITAX (LONDON) LIMITED Proctor Works, Chertsey Road, Byfleet, Surrey, England.

Automatischer Sperrmechanismus für einen Sicherheitsgurt oder ein Sicherheitsgurtwerk

Die Erfindung betrifft einen automatischen Sperrmechanismus für einen Sicherheitsgurt oder ein Sicherheitsgurtwerk (im folgenden als "Sicherheitsgurt" bezeichnet), welcher bzw. welches dazu dient, einen Insassen in seinem Sitz zu halten, wenn das Fahrzeug oder Beförderungsmittel (im folgenden stets als "Fahrzeug" bezeichnet), in dem er fährt, einer plötzlichen Änderung der Bewegung oder der Bewegungsrichtung ausgesetzt wird. Es sind zwei Grundmechanismen für automatische Sperrvorrichtungen für Sicherheitsgurte und mehrere verschiedene Ausführungsformen bekannt= Diese zwei Mechanismen werden im folgenden als "Trägheitsschloß" und "Trägheitstrommel" bezeichnet „■

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Beide Mechanismen besitzen eine drehbare Speichertrommel, auf die der Gurt gewickelt ist, und diese Trommel ist derart vorgespannt, daß sie sich in einer das Aufwickeln des Gurtes gewährleistenden Richtung dreht. Wird daher der Gurt unter normalen Umständen verwendet und liegt keine Notsituation vor, so kann sich der Träger des Gurtes und Sitzinsasse in seinem Sitz bewegen und beispielsweise nach vorne lehnen. Wenn sich der Träger bewegt, so wird der Gurt von der Trommel abgerollt oder wieder auf die Trommel gewickelt In einer Notsituation, wenn beispielsweise das Fahrzeug in einen Zusammenstoß verwickelt wird, ist die Trommel gegen ein Drehen in Abrollriehtung des Gurtes gesperrt.

Das Trägheitsschloß weist ein Trägheitselement auf, das aus einer Ruhelage verschiebbar ist, wenn das Fahrzeug, in dem das Schloß angebracht ist, eine plötzliche Bewegungsänderung erfährt, beispielsweise eine plötzliche Bremsung oder eine plötzliche Abweichung von der Fahrtrichtung. Das Trägheitselement kann die Form einer Kugel in einem schalenförmigen Lager oder eines Pendels haben, wobei diese Anordnungen so ausgebildet sind, daß sie ein Drehen der Trommel in Abrollriehtung des Gürtels sperren oder ein Sperren dieser Trommel bewirken, wenn sie aus ihrer Ruhestellung ausgelenkt werden. Dadurch kann sich der den Sicherheitsgurt tragende Insasse bei normalen Bedingungen frei in seinem Sitz bewegen.

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Für den Fall, daß das Fahrzeug plötzlich, "bremst oder in einen Zusammenstoß verwickelt wird, erfolgt ein sofortiges Vers chi eben des Trägheitselements, so daß die Trommel blockiert ist und der Insasse nicht nach vorne aus seinem Sitz geworfen wird..

Die Trägheitstrommel ist ein Mechanismus, der auf eine plötzliche Beschleunigung in der Abrollgeschwindigkeit eines Sicherheitsgurtes von seiner Speichertrommel anspricht. Dabei ist ein Trägheitselement vorgesehen, das sich mit der Speichertrommel dreht oder das mit der Speichertrommel umläuft und relativ verschiebbar ist, um die Trommel zu sperren oder ihr Sperren zu bewirken, wenn ihre Drehung in der Gurtabrollrichtung plötzlich beschleunigt wird= Der Insasse wirkt dabei als "primäre Trägheitsmasse", da durch die plötzliche Bewegung des Insassen aus seinem Sitz die plötzliche Beschleunigung der Gurtabrollgeschwindig-

dreh
keit und damit auch der Tromme^eschwindigkeit bewirkt wird.

Es ist einzusehen, daß zur Blockierung der Trommel nur eine sehr geringe Bewegung des Insassen aus seinem Sitz erforderlich ist =

Gemäß der Erfindung besteht ein automatischer Sperrmechanismus für einen Sicherheitsgurt aus einer drehbaren Speichertrommel für den Gurt, die derart vorgespannt ist, daß sie

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sich in einer das Aufwickeln oder Zurückziehen des. Gurtes gewährleistenden Richtung dreht, einer ersten Trägheitsmasse, die bei einer plötzlichen Änderung der Bewegung oder der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs, in dem der Mechanismus angebracht ist, aus einer Ruhestellung verschiebbar ist, und aus einer zweiten Trägheitsmasse, die aus einer Hormal-Ruhelage bei einer Beschleunigung in der Abrollgeschwindigkeit des Gurtes von der Speichertrommel über einem vorgegebenen Maximalwert verschiebbar ist, wobei jede Trägheitsmasse unabhängig von der anderen derart ausgebildet ist, daß ihre Verschiebung ein Drehen der Speichertrommel in Abrollrichtung des Gurtes blockiert oder ein derartiges Blockieren bewirkt.

Die erste Trägheitsmasse kann eine in einem schalenförmigen Lager liegende Kugel aufweisen,, wobei ein Betätigungselement auf der Kugel aufliegt oder mit ihr zusammenarbeitet und mit einer Sperrklinke in Verbindung steht. Wird bei dieser Anordnung die Kugel aus ihrer Ruhelage am Boden des schalenförmigen Lagers ausgelenkt, so erfolgt ein Anheben des Betätigungselements und die Klinke wird in Eingriff mit einem Zahn eines gezahnten Ringes gebracht, der mit der drehbaren Speichertrommel fest verbunden ist.

Die zweite Trägheitsmasse kann ein Pendelgewicht oder mehrere

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Pendelgewichte aufweisen, die schwenkbar an der Speichertrommel oder an einem mit ihr verbundenen Element, beispielsweise dem gezahnten Ring, befestigt sind. Dadurch bewegen sich die Pendelgewichte bei der Drehung der Trommel in einer Kreisbahn. Es sind Vorspanneinrichtiigen vorgesehen, um jedes Pendelgewicht bezüglich der Drehachse der Trommel radial nach innen in eine Ruhestellung zu drängen. Dadurch bewegt sich jedes Pendelgewicht bei einer über einem vorgegebenen Maximum liegenden Drehgeschwindigkeit der Trommel radial nach außen gegen die Vorspannungseinrichtungen= Vorzugsweise ist jedes Pendelgewicht mit einer Sperrnase versehen, die dazu bestimmt ist, in die Sperrklinke einzugreifen und diese in Eingriff mit einem Zahn des gezahnten Rings zu bringen.

Ein derart aufgebauter Mechanismus stellt an sich nur eine einzige Sperrvorrichtung dar, aber bei dieser Sperrvorrichtung wird das Blockieren der Trommel, gegen Umdrehung voneinander unabhängig durch die erste und die zweite "Trägheitsmasse bewirkt.

'Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Figur Λ einen Schnitt entlang der Linie I-I der Figur 2, und

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Figur 2 einen Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen Mechanismus.

Nach den Figuren ist eine drehbare Gurttrommel 1 mittels eines Lagers 2 in einem Hauptrahmenträgerelement 3 angebracht. Dieses Sahmenelement 3 ist belastbar und derart ausgebildet, daß es an einem Befestigungspunkt am Fahrzeugboden oder Chassis mittels Bolzen oder anderer Mittel befestigt werden kann.

Die Trommel 1 ist mit nicht dargestellten Vorspanneinrichtungen ausgerüstet, durch die sie in der in Figur 1 durch den Pfeil Ä angegebenen Aufwickel- oder Rückzugsrichtung gedreht wird.

Mit der Trommel 1 ist ein Ring 5 fest verkeilt, der eine Mehrzahl von auf dem Umfang verteilten Sperrzähnen 6 auf- · weist,. Vier Pendelgewichte 7 sind schwenkbar an einer Seite des Ringes 5 befestigt» Der Schwarikpunktjeines Jeden Pendelgewichts befindet sich an seinem vorderen Ende bezüglich der Bewegungsrichtung des Gewichtes, wenn es bei Drehung der Trommel 1 in der Abspulrichtung des Gurtes in seiner Umlaufbahn bewegt wird,

Eine Gummifeder 10 ist um Stifte 11 gespannt, die an den

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Pendelgewi eilten 7 angebracht sind, und dient als Vorspanneinrichtung, um die Pendelgewichte radial nach innen in ihre Ruhestellung zu drängen. Jedes Pendelgewicht 7 ist an seinem hinteren, von dem Punkt der Schwenkbefestigung an dem Ring entfernten Ende mit einer Sperrnase 12 versehen, die eine Einklinkfläche 13 aufweist. Wie aus Figur 1 zu entnehmen ist, ist die Sperrnase 12 eines jeden Pendelgewichtes 7 mit einem Zahn .6 des Ringes 5 ausgerichtet oder in Deckung, wobei die Einklinkflächen 13 jeweils koplanar mit den Einklinkflächen "14 des Zahnes 6 sind.

Wenn die Drehgeschwindigkeit der Trommel 1 über einem vorgegebenen Maximalwert liegt, so reicht die Vorspannung der Gummifeder 10 nicht dazu aus, um die Pendelgewichte 7 in ihren radial innenliegenden Stellungen zu halten. Die Pendelgewichte 7 schwenken somit radial nach außen. Diese nach außen gerichtete Bewegung der Pendelgewichte kann hauptsächlich eine Folge der Zentrifugalkraft oder der Trägheit der Pendelgewichte sein, wodurch diese der Beschleunigung im Maße der Drehung der Trommel 1 nacheilen. Ob die Trägheit oder die Zentrifugalkraft die Haptursache für die Auswärtsbewegung der Pendelgewichte ist, ist für die Erfindung nicht wesentlich.. Wichtig ist nur, daß sich die Pendelgewichte radial nach außen bewegen. Ob die Zentrifugalkraft oder die Trägheit die Auswärtsbewegung der Pendelgewichte bewirkt,

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hängt von der relativen Lage des Schwerpunkts eines jeden Pendelgewichtes und seiner Drehachse für die Schwenkbewegung ab.

Die Umlaufbahn der Pendelgewichte 7 ist auf einem Hauptteil von einer Führung 15 umgeben, Auf diese Weise wird die radiale Auswärtsbewegung der Pendelgewichte begrenzt, und zwar mit Ausnahme des Spaltes 1.6.

In diesem Spalt ist eine Sperrklinke 20 angebracht, die auf einer Welle 21 frei schwenkbar ist. Die Klinke 20 weist eine Nase 22 auf, die in geeigneter Weise geformt ist, um in die Zähne 6 des Ringes 5 eingreifen zu können und ein Sperren zu bewirken. Aus dem "Vorstehenden ergibt sich, daß bei einer Drehgeschwindigkeit der Trommel, die, über dem vorgegebenen Maximalwert liegt, die Pendelgewichte 7 radial nach außen bewegt werden und eines der Pendelgewichte beim Durchgang durch den Spalt 16 ausreichend weit radial nach außen bewegt wird, so daß seine Einklinkflache 13 mit der Nase 22 der Sperrklinke 20 in Eingriff kommt und die Klinke in Eingriff mit einem. .Zahn 6 des Ringes 5 bringt, und zwar mit dem Zahn, der mit dem Pendelgewicht ausgerichtet ist. Auf diese Weise erfolgt ein Sperren der Trommel gegen eine Drehung in Abspulrichtung des Gurtes, wobei die bei der Sperrung auftretende Belastung von der Klinke 20 und dem Ring 5 aufgenommen wird

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Liegt die das Sperren verursachende Belastung nicht mehr an dem Sicherheitsgurt an, so wird die Trommel 1 durch ihre "Vorspanneinrichtung in der Gurtrückzugsrichtung gedreht, wodurch die Sperrklinke 20 von einem Zahn 6 des Ringes 5 gelöst und durch den nächsten Zahn in der Reihe in ihre normale Auskuppelstellung gestoßen wird. Die Klinke 20 ist derart ausbalanciert, daß sie in einer beliebigen Stellung bleibt, in die sie gebracht wird und nicht von selbst in ihre normale Ruhelage zurückschwingt,

Unter diesen Umständen kann es wünschenswert sein, einen Mechanismus vorzusehen, der ein Unwirksamwerden der Pendelgewichte gewährleistet, und zwar in der Weise, daß die Pendelgewichte 7 unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Trommel in der Gurtabrollrichtung nicht radial nach außen schwingen und mit der Klinke 20 in Eingriff kommen können. Ein derartiger Mechanismus ist in Figur Λ dargestellt und weist ein verschiebbares Nockenteil 30 auf, das von der in ausgezogenen Linien abgestellten Lage in die gestrichelt dargestellte Lage bewegt werden kann. In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Lage ist das Nockenteil JO unwirksam und die Pendelgewichte 7 können sich radial nach außen bewegen und dabei in Eingriff mit der Klinke 20 kommen. Wenn jedoch das Nockenteil JO in die gestrichelt dargestellte Lage bewegt wird, so bildet seine

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Endfläche 31 eine Portsetzung der Führung 15, wodurch sich die Pendelgewichte 7 nicht radial nach außen b ewegen und nicht mit der Nase 22 der Sperrklinke 20 in Eingriff kommen können.

Das Nockenteil 30 kann auch zur "Veränderung der Betriebsempfindlichkeit der Pendelgewichte 7 verwendet werden.. Es ist selbstverständlich, daß der Betrag der Auswärtsbewegung " der Pendelgewichte abhängig von der Vorspannung der Gummifeder 10 und der Drehgeschwindigkeit der Trommel ist. Da die· Vorspannung der Feder fest ist, wird jede Änderung der Drehgeschwindigkeit der Trommel eine Änderung des Betrags der nach außen gerichteten Bewegung der Pendelgewichte zur Folge haben.

Die Pendeigewichte bewegen sich bei Drehung der Trommel in einer Umlaufbahn. Die Länge des Bogens in dieser Bahn, durch . den ,jedes Pendelgewicht gleichzeitig läuft, wenn es sich nach außen in eine Stellung bewegt, in der es in Eingriff mit der Sperrklinke 20 kommen kann, ändert sich entsprechend der Geschwindigkeit der nach außen gerichteten Bewegung des Pendelgewichtes. Je größer die nach der Geschwindigkeit der nach außen gerichteten Bewegung ist, desto kurzer ist der durchlaufene Bogen. Das Nockenstück 30 kann derart angeordnet werden, daß der Länge des Bogens eine Grenze gesetzt

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wird, durch den ein Pendelgewicht laufen und sich gleichzeitig um einen ausreichenden Betrag nach außen bewegen kann, um in Eingriff mit der Sperrklinke zu kommen. Es ergibt sich somit, daß gemäß der Einstellung des Nockenteiles die Trommel mit einer bestimmten Geschwindigkeit gedreht werden muß, um eine genügend schnelle Bewegung des Pendelgewichts nach außen zu bewirken, so daß dieses sich -nach dem Lösen von dem Nockenteil weit genug nach außen bewegt, um mit der Nase der Sperrklinke in Eingriff zu kommen, bevor es sich auf seiner Umlaufbahn über die Nase hinaus bewegt hat.

In einem an dem Hauptrahmenelement 3 befestigten schalenförmigen Lager 4-1 liegt eine Trägheitskugel 4-0. An der Oberseite der Kugel 4-0 liegt eine Betätigungsplatte 4-2 auf, die auf einer Seite in einem Schnei de lager 4-3 schwenkbar gelagert ist. Ein Arm 4-5 erstreckt sich von der Platte 42 durch einen nicht dargestellten Schlitz in den Hauptrahmen 3 und greift unter einen Ansatz 46, der an der Sperrklinke 20 vorgesehen ist . Wird somit die Platte angehoben und um das Schneidelager 4-3 geschwenkt, so bewegt der Arm 4-5 die Sperrklinke 20 hoch, um ihre Nase 22 in Eingriff mit einem der Zähne 6 des Ringes 5 zu bringen Die Trägheitskugel 40 ist in dem schalenförmigen Lager 41 frei bewegbar, so daß dann, wenn der gesamte Sperrmechanismus plötzlich bewegt

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wird oder einer plötzlichen Bewegungsänderung ausgesetzt wird, wie dies der Fall sein würde, wenn das Fahrzeug, in dem der Sperrmechanismus angebracht ist, in einen Zusammenstoß verwickelt würde, die Kugel 40 aus ihrer Ruhelage am Boden des schalenförmigen Lagers ausgelenkt wird und dadurch die Betätigungsplatte 42 anhebt.

Wie bereits erläutert wurde, bilden die Sperrklinke 20 und der Zahnring 5 Sperrvorrichtungen für sich, und die Klinke 20 wird in die Sperrstellung entweder durch die Pendelge- ^/ wichte 7 oder die Trägheitskugel 40 gebracht, wobei diese unabhängig voneinander sind.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

1„ Automatischer Sperrmechanismus für einen Sicherheitsgurt, gekennzeichnet durch eine drehbare Aufrolltrommel für den Gurt, die zur Gewährleistung einer Drehung in Aufroll- oder Rückzugsrichtung des Gurtes vorgespannt ist, eine erste Trägheitsmasse, die aus einer Euhelage durch eine plötzliche Änderung der Bewegung oder der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges, in dem der Mechanismus angebracht ist, verschiebbar ist, eine zweite Trägheitsmasse, die aus einer Normal-Ruhelage bei einer Beschleunigung verschiebbar ist, wobei bei einer Abrollgeschwindigkeit des Gürtels von der Trommel über einem vorgegebenen Maximum jede Trägheitsmasse unabhängig von der anderen bei ihrer Verschiebung ein Drehen der Gurttrommel in. Abrollrichtung des Gurtes blockiert oder dieses Blockieren bewirkt.
2. Automatischer Sperrmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Trägheitsmasse eine in einem schalenförmigen Lager liegende Kugel aufweist

und daß ein Betätigungselement auf der Kugel aufliegt oder mit ihr zusammenarbeitet und mit einer Sperrklinke in Verbindung steht.

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3· Automatischer Sperrmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur drehbaren Gurttrommel ein Zahnring angeordnet und mit der Trommel fest verbunden ist und daß die Sperrklinke in Eingriff mit einem Zahn dieses Ringes gebracht werden kann, um die Gurttrommel gegen ein Drehen zu sperren.
4. Automatischer Sperrmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die zweite Trägheitsmasse ein Pendelgewicht oder mehrere Pendelgewichte aufweist, die schwenkbar an der Gurttrommel oder einem mit der Gurttrommel fest verbundenen Element befestigt sind, daß sich die Pendelgewichte bei Drehung der Trommel in einer Kreisbahn bewegen und daß Vorspanneinrichtungen vorgesehen sind, um jedes Pendelgewicht bezüglich der Drehachse der Trommel radial nach innen in eine Ruhestellung zu drängen.

) 5> Automatischer Sperrmechanismus nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch g e k e η η ζ e ic h η e t, daß jedes Pendelgewicht eine Sperrnase aufweist, die bei einer radial nach außen gerichteten Verschiebung des Pendelgewichts aus seiner Ruhelage in Eingriff mit der Sperrklinke kommt und diese in Eingriff mit dem gezahnten Ring bringt.

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ORIGINAL INSPECTED

L e e r s e i t e