DE1506621B2 - Doppeltwirkende automatische Sperrvorrichtung für einen Sicherheitsgurt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine doppeltwirkende automatische Sperrvorrichtung für einen Sicherheitsgurt mit einer am Fahrzeug befestigten Halterung, einer innerhalb der Halterung angeordneten drehbaren Aufwikkeltrommel für den Gurt, Elementen zum Vorspannen der Trommel in Aufwickel- oder Rückzugsrichtung, mehreren an der Trommel angeordneten Zähnen, einer ersten Trägheitsmasse, die aus einer Ruhelage durch eine plötzliche Änderung der Bewegung oder der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs verschiebbar ist, einem Sperrelement, das entsprechend der Verschiebung der ersten Trägheitsmasse unter Blockieren der Trommel in Eingriff mit einem der Zähne gelangt, sowie einer zweiten Trägheitsmasse zum Blockieren der Trommel in Abzugsrichtung beim Überschreiten einer bestimmten Abzugsgeschwindigkeit.

Es sind zwei Grundmechanismen für einfach wirkende automatische Sperrvorrichtungen für Sicherheitsgurte bekannt. Diese zwei Mechanismen, die im folgenden als inneres und als äußeres Trägheitsschloß bezeichnet werden, besitzen eine drehbare Speichertrommel, auf die der Gurt gewickelt ist. Die Trommel ist derart vorgespannt, daß sie sich in einer das Aufwikkeln des Gurtes gewährleistenden Richtung dreht. Wird der Gurt unter normalen Umständen verwendet und liegt keine Notsituation vor, so kann sich ein angeschnallter Sitzinsasse in seinem Sitz bewegen und beispielsweise nach vorne beugen. Hierbei wird der Gurt von der Trommel abgerollt und bei einem Wiederanlegen wieder auf die Trommel aufgewickelt. In einer Notsituation, beispielsweise bei einem Fahrzeugzusammenstoß ist die Trommel gegen ein Drehen in Abrollrichtung des Gurtes durch ein äußeres oder ein inneres Trägheitsschloß gesperrt.

Das äußere Trägheitsschloß weist ein Trägheitselement auf, das aus einer Ruhelage bewegbar ist, wenn das Fahrzeug eine plötzliche Bewegungsänderung erfährt, beispielsweise eine plötzliche Bremsung oder eine plötzliche Abweichung von der Fahrtrichtung. Das Trägheitselement kann eine Kugel sein, die in einem schalenförmigen mit dem Fahrzeug fest verbundenen Lager (US-PS 32 37 729) oder in einer konischen öffnung einer fahrzeugfesten Lagerplatte (GB-PS 10 15 081) aufgenommen ist, oder hat die Form eines Pendels (GB-PS 10 15 081), das um eine fahrzeugfeste Achse schwenkbar ist, wobei diese Anordnungen so ausgebildet sind, daß sie ein Drehen der Trommel in Abrollrichtung des Gurtes sperren oder ein Sperren der Trommel bewirken, wenn das Trägheitselement aus seiner Ruhestellung ausgelenkt wird. ν

Das innere Trägheitsschloß, das auf eine plötzliche ' Beschleunigung der Abrollgeschwindigkeit eines [ Sicherheitsgurtes anspricht, weist ein Trägheitselement auf, das sich mit der Speichertrommel dreht oder mit der Speichertrommel umläuft und relativ zu dieser 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 Trägheitsmasse, da durch die plötzliche Bewegung des Insassen aus seinem Sitz die plötzliche Beschleunigung der Gurtabrollgeschwindigkeit und damit auch der Trommeldrehgeschwindigkeit bewirkt wird. Zur Blockierung der Trommel ist nur eine sehr geringe Bewegung des Insassen aus seinem Sitz erforderlich.

Aus der US-PS 32 03 641 ist ein Sicherheitsgurt bekannt, bei dem ein inneres und ein äußeres Trägheitsschloß gekoppelt verwendet werden, um eine doppeltwirkende automatische Sperrvorrichtung zu schaffen. Als Trägheitselement des inneren Trägheitsschlosses ist hierbei eine relativ zur Trommel verschiebbare Trägheitsplatte vorgesehen, die mit einer gehäusefesten Verzahnung oder Reibfläche in Eingriff bringbar

ist. Das Trägheitselement des äußeren Trägheitsschlosses besteht aus einer Pendelmasse, die bei einer auf das Fahrzeug einwirkenden Beschleunigung in die Trägheitsplatte des inneren Trägheitsschlosses eingreift und diese blockieren kann, die dann ihrerseits ein Blockieren der Trommel über geeignet geführte Kugeln bewirkt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist nachteilig, daß bei einem Defekt des inneren Trägheitsschlosses auch das äußere Trägheitsschloß als Sicherheitssystem ausfällt, da das äußere Trägheitsschloß über das innere Trägheitsschloß auf die Trommel einwirkt. Auch ist das innere Trägheitsschloß insbesondere dessen Verschiebemechanismus relativ kompliziert aufgebaut und einem erhöhten Verschleiß unterworfen, so daß es sehr störanfällig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine doppeltwirkende automatische Sperrvorrichtung für einen Sicherheitsgurt der eingangs genannten Art zu schaffen, die äußerst betriebssicher und dennoch einfach im Aufbau ist

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die zweite Trägheitsmasse schwenkbar an der Trommel angeordnet ist und eine Sperrnase besitzt, die sich beim Überschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl ' der Trommel in Abzugsrichtung radial nach außen verschiebt und in das auch zum Eingriff in die Zähne dienende Sperrelement einfällt. Bei einer derartigen Sperrvorrichtung wird nicht nur ein Blockieren der Trommel durch zwei voneinander unabhängige Trägheitsmassen bewirkt, sondern es wird in vorteilhafter Weise das Sperrelement doppelt ausgenutzt, was einem einfachen und kostensparenden Aufbau ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit dienlich ist.

Es ist zwar aus der US-PS 32 14 218 eine Sperrvorrichtung mit einem inneren Trägheitsschloß bekannt, bei dem sich das Trägheitselement mit der Speichertrommel dreht und hierbei schwenkbar an der Trommel abgelenkt ist, wobei es sich bei einer plötzlichen Trommelbeschleunigung in Abzugsrichtung radial nach außen verschiebt und mit einer gehäusefesten Verzahnung in Eingriff gelangt, wodurch die Trommel blökkiert wird. Bei Ausfall dieses Sperrmechanismus ist jedoch keine weitere Sicherung vorhanden. Insbesondere sind die als Verzahnung ausgebildeten Sperrelemente weder beweglich noch dienen sie einem doppelten ' Zweck.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Sperrnase normalerweise an einem der Zähne anliegt und eine Oberfläche besitzt, die das Sperrelement zum Eingriff mit diesem Zahn bringt.

Bevorzugt können Elemente zum Verändern des Betrags der radial nach außen gerichteten Verlagerung der Sperrnase in Abhängigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit vorgesehen sein, um eine Veränderung der Grenzgeschwindigkeit zu erhalten, bei der die Sperrnase in das Sperrelement einfällt.

In einer besonders einfachen Ausführungsform ist das Sperrelement als Sperrklinke ausgebildet, die um eine parallel zur Trommelachse verlaufende Achse schwenkbar ist. Zwischen der ersten Trägheitsmasse und der Sperrklinke können Betätigungselemente zum Verschieben der Sperrklinke in einen Eingriff mit einem der Zähne als Folge der Verlagerung der ersten Trägheitsmasse vorgesehen sein.

Bevorzugt ist die zweite Trägheitsmasse normalerweise unter Vorspannung radial nach innen gehalten.

Die zweite Trägheitsmasse kann als ein oder mehrere Pendelgewichte ausgebildet sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Sperrvorrichtung entlang der Linie I-I der F i g. 2 und

F i g. 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 Rahmenelement 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 F i g. 1 durch den Pfeil A 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 aufweist. Vier Pendelgewichte 7 sind schwenkbar an einer Seite des Rings 5 befestigt. Der Schwenkpunkt eines jeden Pendelgewichts befindet sich an seinem vorderen Ende bezüglich der Bewegungsrichtung des Gewichts, 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 Pendelgewichten 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 5 entfernten Ende mit einer Sperrnase 12 versehen, die eine Einklinkfläche 13 aufweist. Wie aus F i g. 1 zu entnehmen ist, ist die Sperrnase 12 eines jeden Pendelgewichts 7 mit einem Zahn 6 des Rings 5 ausgerichtet oder in Dekkung, 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 Hauptursache für die Auwärtsbewegung 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, hängt von der relativen Lage des Schwerpunkts eines jeden Pendelgewichts 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 16.

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 Einklinkfläche 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.

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 ausbalaneiert, 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 F i g. 1 dargestellt und weist ein verschiebbares Nockenteil 30 auf, das von der in ausgezogenen Linien dargestellten Lage in die gestrichelt dargestellte Lage bewegt werden kann. In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Lage ist das Nockenteil 30 unwirksam und die Pendelgewichte 7 können sich radial nach außen bewegen und dabei in Eingriff mit der Klinke 20 kommen. Wenn jedoch das Nockenteil 30 in die gestrichelt dargestellte Lage bewegt wird, so bildet seine Endfläche 31 eine Fortsetzung der Führung 15, wodurch sich die Pendelgewichte 7 nicht radial nach außen bewegen 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 Pendelgewichte 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 Pendelgewichts. Je größer die 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 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 41 liegt eine Trägheitskugel 40. An der Oberseite der Kugel 40 liegt eine Betätigungsplatte 42 auf, die auf einer Seite in einem Schneidelager 43 schwenkbar gelagert ist. Ein Arm 45 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 43 geschwenkt, so bewegt der Arm 45 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 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 Pendelgewichte 7 oder die Trägheitskugel 40 gebracht, wobei diese unabhängig voneinander sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Doppeltwirkende automatische Sperrvorrich tung für einen Sicherheitsgurt mit einer am Fahrzeug befestigten Halterung, einer innerhalb der Halterung angeordneten drehbaren Aufwickeltrommel für den Gurt, Elementen zum Vorspannen der Trommel in Aufwickel- oder Rückzugsrichtung, mehreren an der Trommel angeordneten Zähnen, einer ersten Trägheitsmasse, die aus einer Ruhelage durch eine plötzliche Änderung der Bewegung oder der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs verschiebbar ist, einem Sperrelement, das entsprechend der Verschiebung der ersten Trägheitsmasse unter Blockieren der Trommel in Eingriff mit einem der Zähne gelangt, sowie einer zweiten Trägheitsmasse zum Blockieren der Trommel in Abzugsrichtung beim Überschreiten einer bestimmten Abzugsgeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trägheitsmasse (7) schwenkbar an der Trommel angeordnet ist und eine Sperrnase (12) besitzt, die sich beim Überschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl der Trommel in Abzugsrichtung radial nach außen verschiebt und in das auch zum Eingriff in die Zähne (6) dienende Sperrelement (22) einfällt.

2. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrnase (12) normalerweise an einem der Zähne (6) anliegt und eine Oberfläche besitzt, die das Sperrelement (22) zum Eingriff mit diesem Zahn (6) bringt.

3. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Elemente zum Verändern des Betrags der radial nach außen gerichteten Verlagerung der Sperrnase (12) in Abhängigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit vorgesehen sind, um eine Veränderung der Grenzgeschwindigkeit zu erhalten, bei der die Sperrnase (12) in das Sperrelement (22) einfällt.

4. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (22) als Sperrklinke ausgebildet ist, die um eine parallel zur Trommelachse verlaufende Achse schwenkbar ist.

5. Sperrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Trägheitsmasse und der Sperrklinke (22) Betätigungselemente zum Verschieben der Sperrklinke (22) in Eingriff mit einem der Zähne (6) als Folge der Verlagerung der ersten Trägheitsmasse vorgesehen sind.

6. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trägheitsmasse normalerweise unter Vorspannung radial nach innen gehalten ist.

7. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trägheitsmasse als ein oder mehrere Pendelgewichte ausgebildet ist.

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