DE19509887C2 - Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der britischen Patentanmeldung 2,278,535 geht ein Gurtaufroller der eingangs genannten Art hervor, bei dem die Gurtspule an einer Trägerschiene eines am Fahr­ zeugaufbau abgestützten Gurtbandhöhenverstellers drehbar gelagert ist. Die Träger­ schiene ist dabei in der Rückenlehne des Fahrzeugsitzes angeordnet. Die Abstützung der Trägerschiene erfolgt über einen Lenker an einem am Boden vorgesehenen Be­ schlag. Der bekannte Gurtaufroller ist daher lediglich über einen Befestigungspunkt am Fahrzeugaufbau verankert.

Weiterhin gehen aus den deutschen Offenlegungsschriften 43 27 717 und 43 41 119 Gurtaufroller hervor, bei denen die Gurtbandhöhenverstellung und der Gurtaufroller getrennt voneinander angeordnet sind.

Schließlich geht aus der deutschen Offenlegungsschrift 41 09 179 ein Gurtaufroller hervor, bei dem die Gurtspule ebenfalls an der Rückenlehne eines Fahrzeugs angeord­ net ist. Eine Höhenverstellung ist nicht erwähnt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gurtaufroller der eingangs genann­ ten Art zu schaffen, der trotz einfachen und kompakten Aufbaus eine auch gegenüber hohen Kräften sichere Befestigung ermöglicht.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vor­ teilhafte Ausgestaltungen finden sich in den daran anschließenden Ansprüchen 2 bis 5.

Durch die vorgeschlagene Lösung ergibt sich zunächst der Vorteil der vereinfachten Montage auch ohne zusätzliche Baueinheiten, wie es demgegenüber in der britischen Patentanmeldung 2,278,535 gezeigt ist. Weiterhin wird durch die drei Befestigungs­ punkte eine überaus sichere Anbringung gewährleistet. Schließlich wird durch die drei Befestigungspunkte der Fahrzeugaufbau in diesem Bereich, in welchem auch die bei einem Crash vom Gurtbandsystem ausgehenden Kräfte eingeleitet werden, versteift und damit verfestigt. Dies gilt insbesondere für den Einbau in die B-Säule, wie es im Anspruch 5 angegeben ist.

Durch die vorgeschlagene Lösung wird eine geringe Auszugslänge zwischen dem Gurt­ aufroller und dem oberen Umlenkpunkt des Sicherheitsgurtes erreicht. Die Ge­ samtlänge des Gurtbandes kann damit erheblich verkürzt werden.

Wenn der Gurtaufroller mit seiner Last aufnehmenden Gurtspule an der Träger­ schiene des Gurtbandhöhenverstellers befestigt ist, werden von der blockierten Gurtspule ausgehende Kräfte in die Trägerschiene geleitet. Diese Kräfte wirken entgegengesetzt zu den am Umlenkpunkt des Gurtes wirkenden Kräfte, so daß innerhalb der Trägerschiene eine Kräftekompensation erreicht wird.

Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: eine Frontansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gurtaufrollers in schnittbildlicher Darstellung entlang einer Schnittlinie I-I in Fig. 2; und

Fig. 2: eine schnittbildliche Darstellung des Ausführungsbeispiels entlang einer Schnittlinie II-II in Fig. 1; und

Fig. 3: eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel eines Gurtaufrollers für einen Fahrzeug­ sicherheitsgurt besitzt eine Gurtspule 20, die mit Wellenstummeln 21 in einem Gehäuse 30, beispielsweise aus Kunststoff, drehbar gelagert ist. Unterhalb der Gurtspule 20 ist in einer Federkassette 11 eine Triebfeder 6 gelagert, welche über ein noch zu erläuterndes formschlüssiges und spielfreies Getriebe auf die Gurt­ spule 20 eine Kraft in Aufwickelrichtung ausübt.

Axial ausgerichtet mit der Triebfeder 6 befindet sich auch eine Sensoreinrichtung, welche einen fahrzeugsensitiven Sensor 8 und einen Gurtbandsensor 9 umfaßt, unterhalb der Wickelwelle 20.

Für einen dichten, insbesondere staubdichten, Einbau sind Schalen 1 und vor­ gesehen, mit denen die Sensoreinrichtung, insbesondere der fahrzeugsensitive Sensor 8, umhüllt ist.

Die Kraft der Triebfeder 6 wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel über das formschlüssige und spielfreie Getriebe, welches als Zahnradgetriebe ausgebildet ist, auf die Gurtspule 20 übertragen. Ferner wird die Drehbewegung der Gurt­ spule 20 über dieses Getriebe auf einen Träger 31 für den Gurtbandsensor 9 übertragen. Der Träger 31 für den Gurtbandsensor ist drehfest mit einer Welle 27 eines Antriebszahnrades 5 verbunden. An die Welle 27 des Antriebszahnrades 5 greift auch die Triebfeder 6 an. Zwischen dem Antriebszahnrad 5 und einem drehfest mit der Gurtspule 20 verbundenen Zahnrad 22 mit einer Verzahnung 32 ist ein als Doppelzahnrad ausgebildetes Zahnrad 4 als Zwischenzahnrad angeord­ net. Das Doppelzahnrad 4 besitzt die beiden Zahnräder 28 und 29 auf einer Welle 33. Das Zahnrad 28 kämmt mit der Verzahnung 32, welche drehfest an der Gurt­ spule 20 vorgesehen ist. Das Zahnrad 29 kämmt mit dem Antriebszahnrad 5. Hierdurch wird ein formschlüssiges und spielfreies Getriebe zwischen der Sensor­ einrichtung und der Triebfeder auf der einen Seite und der Gurtspule 20 auf der anderen Seite gebildet. Das dargestellte System ist ein dreiachsiges System, wobei die Gurtspule 20 um eine feste Drehachse 34, das Zwischenzahnrad 4 um eine darunter liegende Achse 35 und das am tiefsten liegende Antriebszahnrad 5 um eine Achse 36 drehbar im Gehäuse 30 gelagert sind.

Insbesondere aus der Fig. 1 ist zu ersehen, daß der Platzbedarf des Gurtaufrollers in axialer Richtung der Gurtspule 20 im wesentlichen der axialen Länge der Gurt­ spule 20 entspricht. Die Funktionen der Triebfeder und die Sensorfunktionen sind unterhalb der Gurtspule im Gehäuse 30 angeordnet.

Die Antriebskraft der Triebfeder 6 wird über das Antriebszahnrad 5, das Zwi­ schenzahnrad 4 und das Zahnrad 22 auf die Gurtspule übertragen. Das Getriebe kann in der Weise ausgebildet sein, daß eine Komfortfunktion, wie sie beispiels­ weise in der deutschen Patentanmeldung 195 05 267.6 beschrieben ist, zwischen der Triebfeder 6 und der Gurtspule 20 wirksam wird.

Die Bewegungen der Gurtspule 20 werden ebenfalls über das Zahnradgetriebe auf den drehfest auf der Welle 27 des Antriebszahnrades 5 sitzenden Träger 31 des Gurtbandsensors 9 übertragen. Dieser Träger 31 kann, wie im Ausführungsbei­ spiel dargestellt, als Zahnrad mit einer Außenverzahnung 37 ausgebildet sein. Am Träger 31 befindet sich eine Klinke, welche durch eine Sensormasse so bewegt werden kann, daß sie mit einer Verzahnung 38 an einem Steuerteil 7 in Eingriff kommen kann. Das Steuerteil 7 ist drehbar an der Welle 27 des Antriebszahnra­ des 5 gelagert. Am als Zahnrad ausgebildeten Träger 37 kann der aus Sensormas­ se und Klinke bestehende Gurtbandsensor 9 in der Weise ausgebildet und gelagert sein, wie es in der EP 0 625 449 A1 beschrieben ist.

Wenn aufgrund überhöhter Bandauszugsbeschleunigung die Klinke des Gurtband­ sensors 9 den Träger 37 drehfest mit dem Steuerteil 7 verbindet, wird eine weite­ re Bandauszugskraft bzw. -bewegung von der Gurtspule 20 über das Zwischen­ zahnrad 4 und das Antriebszahnrad 5 auf den Träger 31 und von dort auf das drehfest verbundene Steuerteil 7 übertragen. Das Steuerteil 7 wird dabei ver­ schwenkt um die Achse 36 des Antriebszahnrades 4 bzw. seiner Welle 33, wobei, wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, diese Schwenkbewegung über eine Schubstange 10, einen zweiarmigen Hebel 13 und eine weitere Schubstange 12 auf einen Füh­ rungsstift 25 an einer als Klinke ausgebildeten Sperre 23 übertragen wird. Die als Klinke ausgebildete Sperre 23 wird mit einer Blockierverzahnung 19, welche drehfest mit der Gurtspule 20 verbunden ist, in Eingriff gebracht, so daß die Gurtspule gegen weiteren Bandauszug blockiert ist.

Die Verbindung zwischen dem Steuerteil 7 und der Schubstange 10 erfolgt über einen Stift 17. Die Verbindung zwischen der Schubstange 10 und dem zweiarmi­ gen Hebel 13 erfolgt über einen Stift 14. Der Hebel 13 ist um eine von einem Lagerbolzen gebildete Schwenkachse 15 schwenkbar. Die Verbindung zwischen dem Hebel 13 und der Schubstange 12 erfolgt über einen Stift 14.

Da zwischen der Gurtspule durch das von den Zahnrädern 22, 4 und 5 gebildete Getriebe und zwischen dem Träger 31 und der Steuereinrichtung, welche vom Steuerteil 7, den Schubstangen 10 und 12 und dem Hebel 13 gebildet wird, ein spielfreier Formschluß existiert, erreicht man eine synchrone Einsteuerung der als Klinke ausgebildeten Sperre 23 in die Blockierverzahnung 19, welche drehfest an der Gurtspule 20 vorgesehen ist.

Am Steuerteil 7 ist ein fahrzeugsensitiver Sensor 8, beispielsweise in Form einer Kugel, der eine Klinke betätigt, die mit der Verzahnung 37 des Trägers 31 bei überhöhter Fahrzeugbeschleunigung bzw. -abbremsung in Eingriff gebracht wird, vorgesehen. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der deutschen Pa­ tentschrift DE 37 11 537 C2 bekannt. Wenn die fahrzeugsensitiv betätigte Klinke mit der Verzahnung 37 in Eingriff kommt, wird der Träger 31 ebenfalls wie bei der gurtbandsensitiven Ankopplung drehfest mit dem Steuerteil 7 verbunden. Dabei wird ebenfalls eine von der Gurtwelle 20 ausgeübte Kraft über das Getriebe auf den Träger 31 übertragen, so daß das Steuerteil 7 um die Achse 36 ge­ schwenkt wird und diese Schwenkbewegung über die Schubstangen 10 und 12 und den Hebel 13 auf die Klinke der Sperre 23 übertragen wird. Somit wird in syn­ chroner Weise bei überhöhter Fahrzeugbeschleunigung bzw. -abbremsung die Sperre 23 in Eingriff mit der Blockierverzahnung 19 der Gurtspule 20 gebracht.

Obige Beschreibung zeigt, daß durch den Eingriff der fahrzeugsensitiven Sensor­ einrichtung 8 und den Eingriff der gurtbandsensitiven Einrichtung 9 in das Steuer­ teil 7 eine Vorverriegelung der Gurtspule gebildet wird, durch welche eine weite­ re Bewegung der Gurtspule 20 auf das Steuerteil 7 und von dort auf die Sperre 23 für einen synchronen Eingriff in die Blockierverzahnung 19 der Gurtspule über­ tragen wird. Dabei kann, wie in der EP 0 625 449 A1 beschrieben ist, eine selbsttätige Sicherheitseinrichtung noch vorgesehen sein, die bei voll von der Gurtspule 20 abgezogenem Gurtband bis zu einer bestimmten, auf der Gurtspule aufgewickelten Gurtbandlänge die Gurtspule vorverriegelt, so daß jederzeit die Sperre 23 betätigt werden kann.

Aufgrund der raumsparenden Ausdehnung in axialer Richtung der Gurtspule 20 kann der Gurtaufroller in der Nähe oder am Höhenversteller des Sicherheitsgur­ tes, beispielsweise in der B-Säule eines Kraftfahrzeuges, angeordnet werden. Beispielsweise kann ein Gurtaufrollerrahmen 18 aus einem Stück gebildet sein mit einer Trägerschiene 26 des Gurthöhenverstellers. Die Trägerschiene 26 und der damit verbundene bzw. aus einem Stück gebildete Rahmen 18 des Gurtaufrollers sind mittels eines Befestigungsbolzens 24 am Fahrzeugaufbau, beispielsweise im oberen Bereich der B-Säule des Kraftfahrzeuges, befestigt. Kräfte, welche von der durch die Sperre 23 gegen weitere Drehung blockierten Gurtspule 20 ausgehen, werden über die Sperre 20 in den Rahmen 18 des Gurtaufrollers und die damit kraftschlüssig verbundene Trägerschiene 26 geleitet. Eine zusätzliche Abstützung des Aufrollerrahmens 18 an der Trägerschiene 26 kann durch einen Bügel 3 erzielt werden. Das Gurtband verläuft durch eine Gurtbandführung 16 je nach Stellung des Umlenkpunktes 38 und von der Gurtspule abgezogener Gurtbandlän­ ge durch eine Gurtbandführung 16 in unterschiedlichen Winkellagen, wie es durch strichpunktierte Linien in Fig. 2 dargestellt ist. Die von der belasteten Gurtspule 20 über die Sperre 32 in die Trägerschiene 26 eingeleiteten Kräfte sind im we­ sentlichen entgegengesetzt gerichtet zu den Kräften, welche vom Gurtumlenk­ punkt 38 in die Trägerschiene 26 eingeleitet werden. Es ergibt sich damit in der Trägerschiene 26 eine Kompensation dieser Kräfte.

Aus der Fig. 2 ist ferner zu ersehen, daß die Strecke von der Gurtspule 20, wel­ che als Gurtbandspeicher dient, bis zum Umlenkpunkt 38 kurz bemessen ist. Es ergibt sich daher eine erhebliche Einsparung an erforderlicher Gurtbandlänge.

Für einen dichten, insbesondere staubdichten, Einbau sind Schalen 1 und 2 vor­ gesehen, mit denen der fahrzeugsensitive Sensor 8 umhüllt ist.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die aus der Träger­ schiene 26 und dem Gurtaufrollerrahmen 18 bestehende Baueinheit, welche aus einem Stück bestehen kann, an drei Befestigungsstellen am Fahrzeugaufbau, insbesondere an der B-Säule des Kraftfahrzeugs, verankert. Die Befestigungs­ stellen werden von Befestigungsschrauben 39, 24 und 40 gebildet. Die Träger­ schiene 26 ist mit zwei Befestigungsschrauben 24 und 39 am Fahrzeugaufbau befestigt. Im unteren Bereich des Gurtaufrollerrahmens unterhalb der am tiefsten liegenden Achse 36 befindet sich die dritte Befestigungsstelle in Form der Befesti­ gungsschraube 40. Durch die Dreipunkt-Verankerung wird gewährleistet, daß die bei einem Crash auftretenden Kräfte, welche vom Gurtband auf den Umlenkpunkt 38 und die Gurtspule 20 ausgeübt werden, sicher in den Fahrzeugaufbau, ins­ besondere in die B-Säule, geleitet werden.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel läuft das zum Umlenk­ punkt 38 geführte Gurtband 41 vom Gurtbandwickel von der Seite ab, welche von den Befestigungspunkten 24, 39 und 40 abgekehrt ist. Das Gurtband verläuft im spitzen Winkel oder annähernd parallel zur Trägerschiene 26. Auf die Gurtspule über das Gurtband 41 ausgeübte Kräfte werden als Zugkräfte von der Befesti­ gungsstelle 40 aufgenommen.

Zusätzlich kann der Gurtaufrollerrahmen, insbesondere die beiden vorderen obe­ ren Enden der Gurtaufrollerschenkel an der Trägerschiene 26 gegen Abknicken durch den Bügel 3 gesichert sein. Dieser Versteifungsbügel kann etwa Dreieck­ form aufweisen und ist an seinem einen Ende am oberen Teil des Aufrollerrah­ mens 18 und mit seinem anderen Ende an der Trägerschiene 26 abgestützt.

Durch die von der Trägerschiene 26 und dem Gurtaufrollerrahmen 18 gebildete Baueinheit wird eine zusätzliche Versteigung der B-Säule bzw. des Teils des Fahrzeugaufbaus erreicht, an welchem diese Baueinheit durch die drei Befesti­ gungsstellen 24, 39 und 40 verankert ist. Da der Gurtaufroller unmittelbar un­ terhalb der Trägerschiene 26 für den oberen Gurtumlenkpunkt angeordnet ist, kann der untere Bereich der B-Säule, in welchem in herkömmlicher Weise der Gurtaufroller angeordnet ist, durch zusätzliche Versteifungsmittel mechanisch, insbesondere im Hinblick auf erhöhten Seitenaufprallschutz, verstärkt werden. In Zusammenwirkung mit der im oberen Teil der B-Säule erreichten Versteifung durch die schon erläuterte Verankerung der aus Trägerschiene 26 und Gurtaufrol­ ler bestehenden Baueinheit läßt sich im gesamten Bereich der B-Säule eine erhöh­ te mechanische Festigkeit und Stabilität erreichen.

Claims (5)

1. Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit einer Gurtspule, die an einer Träger­ schiene eines am Fahrzeugaufbau abgestützten Gurtbandhöhenverstellers dreh­ bar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschiene (26) und ein Gurtaufrollerrahmen (18), in welchem die Gurtspule (20) gelagert ist, eine ein­ stückige Baueinheit bilden, die in drei Befestigungspunkten (24, 39, 40) am Fahr­ zeugaufbau verankert ist.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Umlenk­ punkt (38) geführte Gurtband (41) von der den Befestigungspunkten (24, 39, 40) abgekehrten Seite des Gurtbandwickels abläuft.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtauf­ rollerrahmen (18) an der Trägerschiene (26) gegen Abknicken abgestützt ist.

4. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kräfte, welche auf die von einer Sperre (23) gegen Drehung in Bandauszugs­ richtung blockierte Gurtspule (20) wirken, von der Trägerschiene (26) des Gurt­ bandhöhenverstellers aufgenommen werden.

5. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit in der B-Säule des Fahrzeugs verankert ist.