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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gurtaufwickeleinrichtung
für einen
Sicherheitsgurt und insbesondere für einen Sitzgurt mit einer
Energieabsorptionseinrichtung.
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Herkömmlicherweise
wird als Gurtaufwickeleinrichtung für einen Sicherheitsgurt, der
zum sicheren Halten eines Fahrzeuginsassen oder ähnlichem bezüglich eines
Fahrzeugsitzes verwendet wird, eine Gurtaufwickeleinrichtung von
der Bauart mit einer Notsperre verwendet, die eine Notsperreinrichtung zum
körperlichen
Sperren der Gurtaufwickeleinrichtung mittels einer trägheitsempfindlichen
Einrichtung beinhaltet, welche wiederum auf eine schnelle Beschleunigung,
eine Kollision oder ein schnelles Abbremsen reagieren kann und dadurch
den Insassen wirksam und sicher zurückhalten kann.
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Wenn
andererseits ein Stoß auf
Grundeiner Kollision extrem groß ist,
dann steigt die Spannung eines Gurtes mit dem Verstreichen der Zeit
nach der Kollision und bewirkt damit ein schnelles Abbremsen des
Körpers
des Insassen, so dass die vom Gurt auf den Insassen wirkende Last
extrem groß wird.
Angesichts dessen wurden bekanntermaßen verschiedene Arten von
Sicherheitsgurtvorrichtungen vorgeschlagen, die jeweils Energieabsorptionseinrichtungen
aufweisen, die bewirken, dass ein Sitzgurt um einen vorbestimmten
Betrag ausgerollt wird, wenn die auf den Gurt wirkende Last gleich
oder größer als
ein zuvor gesetzter, vorbestimmter Wert wird, um dadurch den im
Körper
des Insassen erzeugten Stoß zu absorbieren
und dadurch den Körper
des Insassen in vorteilhafter Weise gegen den Stoß der Kollision schützen zu
können.
Als eine dermaßen
aufgebaute Gurtaufwickeleinrichtung zur Verwendung bei einem Sicherheitsgurt
ist "eine Energieabsorptionseinrichtung
insbesondere zur Verwendung bei einem Sicherheitsgurt" bekannt, die in
der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. Sho. 46-7710 offenbart ist.
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Die
oben erwähnte
Energieabsorptionseinrichtung umfasst ein Wickelteil (d.h. eine
Gurttrommel), auf das die Energieabsorptionseinrichtung eine Kraft überträgt, einen
Halter (d.h. eine Basis der Gurtaufwickeleinrichtung), der relativ
zum Wickelteil gedreht werden kann und einen Torsionsstab (d.h.
eine Welle), der zwischen dem Halter und dem Wickelteil angeordnet
ist. Bei einem Notfall des Fahrzeugs ist ein Zahnrad (d.h. ein Sperr teil),
das an einem Endabschnitt des Torsionsstabs angeordnet ist, zu einem
Sicherungshebel befestigt und dadurch mit dem Halter auf nicht-drehbare
Weise verbunden. Andererseits ist der andere Endabschnitt des Torsionsstabs zuvor
mit dem Wickelteil auf eine nicht-drehbare Weise verbunden. Aus
diesem Grund wird der Torsionsstab um seine eigene Achse gedrillt
und dadurch plastisch verformt, wenn ein Drehmoment in einer Auszugsrichtung
des Gurtes weiter auf das Wickelteil wirkt, so dass die in einem
Notfall des Fahrzeugs auf den Körper
des Insassen wirkende Energie, wie beispielsweise die Stoßenergie,
als Verformungsarbeit des Torsionsstabes absorbiert werden kann,
der, wie oben beschrieben, als ein plastisch deformierbares Teil
dient.
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In
diesem Fall ist jedoch der Drillbetrag oder die Verformung des Torsionsstabs
in Torsionsrichtung (nämlich
deren Hub zur Energieabsorption) nicht begrenzt und der Betrag des
ausgezogenen Gurtes wird in einem Zustand übermäßig groß, in dem der Verformungsbetrag
in Torsionsrichtung nicht begrenzt ist. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass
bei einem Fahrzeug mit kleinem Innenraum der Insasse einen sogenannten
Sekundärstoß erfährt.
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Um
dies zu vermeiden, wurde als eine Gurtaufwickeleinrichtung zur Verwendung
bei einem Sicherheitsgurt mit einer Energieabsorptionseinrichtung,
die Halteteile zum Begrenzen des Hubes für die Energieabsorption aufweist,
beispielsweise eine Gurtaufwickeleinrichtung unter dem Namen "Aufwickeleinrichtung
zur Verwendung bei einem Sicherheitsgurt" vorgeschlagen, die in der geprüften japanischen Patentveröffentlichung
Nr. Sho. 57-6948 beschrieben ist.
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Bei
der in der oben genannten Aufwickeleinrichtung verwendeten Energieabsorptionseinrichtung ist
bei einer an einer Wickelwelle des Gurtes angebrachten Anschlagplatte
(die als ein Sperrteil dient) ein erstes Bauteil befestigt, das
koaxial zur Wickelwelle des Gurtes angeordnet ist. Ein zweites Bauteil ist
derart an der Wickelwelle des Gurtes befestigt, dass es dem ersten
Bauteil gegenüberliegt,
während ein
Rollkörper
(der als ein sich plastisch verformendes Bauteil dient) an einer
zumindest im ersten oder zweiten Bauteil angeformten Nut befestigt
ist. Das heißt,
dass die Nut sich plastisch durch die Bewegung des Rollkörpers verformt,
wenn der Rollkörper in
der Nut rollt, so dass die Stoßenergie,
die auf den Körper
des Insassen wirkt, als plastische Verformungsarbeit der Nut aufgenommen
werden kann. Zusätzlich
ist ein Keil als Haltereinrichtung in der Umgebung des Endes der
obigen Nut angeordnet. Das heißt,
dass die Vorwärtsbewegung
des Rollkör pers durch
den derartig eingebauten Keil angehalten wird und dadurch der Hub
zur Energieabsorption begrenzt werden kann.
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Wenn
jedoch bei der den Keil verwendenden, oben erwähnten Haltereinrichtung die
Haltereinrichtung sich im Betrieb befindet, wirkt eine große Last
auf den in der Nut eingebauten Keil, und daher muss der Keil eine
ausreichende Haltekraft aufbringen. Wenn die Energieabsorption bei
der oben erwähnten
Haltereinrichtung beendet ist, wird die Drehung der Wickelwelle
des Gurtes zusätzlich
durch die Anschlagplatte, die an der Basis der Gurtaufwickeleinrichtung
befestigt ist, gestoppt. Dieser Stoppvorgang macht es notwendig,
dass sowohl der oben erwähnte
Rollkörper
als auch die oben erwähnten
ersten und zweiten Teile, die jeweils zwischen der Anschlagplatte
und der Wickelwelle des Gurtes angeordnet sind, eine Endfestigkeit
aufweisen, die sämtliche
Spannkräfte,
die letztendlich auf den Gurt wirken, aufnehmen kann.
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Das
heißt,
dass alle Teile, die zwischen der oben genannten Anschlagplatte
und der oben genannten Wickelwelle des Gurtes angeordnet sind, eine
ausreichende Festigkeit aufweisen müssen, um den Insassen in einem
Notfall des Fahrzeuges sicher zurückhalten zu können, und
diese Teile müssen
daher aus teuren Werkstoffen gefertigt und durch komplizierte Herstellverfahren
gefertigt werden, so dass die Herstellkosten dieser Teile hoch sind.
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DE 195 28 115 A1 offenbart
eine Gurtaufwickeleinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Patentanspruchs 1. Bei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dieser Entgegenhaltung
ist beispielsweise ein Seilabschnitt vorgesehen, der eine Art zweiter
Sperreinrichtung bildet. Ein Ende des Seilabschnitts ist mit einer
Gurttrommel und das andere Ende mit einem Profilkopf verbunden.
Da dieser Profilkopf drehfest relativ zu einem Gehäuse mittels eines
Blockiersperrglieds als erste Sperreinrichtung befestigt ist, dient
die zweite Sperreinrichtung in gewisser Weise ebenfalls zur Verbindung
von Gurttrommel und Gehäuse
oder Profilkopf. Weiterhin wird die zweite Sperreinrichtung in Abhängigkeit
von der Drehung der Gurttrommel relativ zum Sperrelement betätigt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Gurtaufwickeleinrichtung dahingehend
zu verbessern, dass zwei unabhängige
Sperrelementeinrichtungen in einfacher und konstruktiver Weise vorgesehen
sind, die bei einem Aufprall auftretende Kräfte auf unterschiedliche Teile
und in unterschiedliche Richtungen übertragen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Vorderansicht der Hauptbestandteile einer Gurtaufwickeleinrichtung
zur Verwendung bei einem Sicherheitsgurt, entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, im Längsschnitt.
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2 zeigt
eine perspektivische Explosionsdarstellung der Gurtaufwickeleinrichtung
für einen
Sicherheitsgurt der 1;
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3 zeigt
eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Sperrplatte 5 der 1;
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4 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der 1;
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5 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie V-V der 1;
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6 zeigt
eine vergrößerte Ansicht
der Hauptbestandteile einer Gurttrommel der 2;
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7 zeigt
eine teilweise durchbrochene Schnittansicht entlang der Linie V-V
der 1 zur Erläuterung
einer spiralförmigen
Nockennut;
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8 zeigt
eine teilweise durchbrochene Schnittansicht entlang der Linie V-V
der 1 zur Erläuterung
der spiralförmigen
Nockennut; und
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9 zeigt
eine teilweise durchbrochene Schnittansicht entlang der Linie V-V
der 1 zur Erläuterung
der spiralförmigen
Nockennut.
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Nun
folgt eine detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer Gurtaufwickeleinrichtung
zur Verwendung bei einem Sicherheitsgurt gemäß der Erfindung unter Bezugnahme
auf die dazugehörigen
Zeichnungen.
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Dabei
zeigt 1 eine Vorderansicht einer Gurtaufwickeleinrichtung 100 zur
Verwendung bei einem Sicherheitsgurt, entsprechend einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, in Längsschnitt; 2 zeigt
eine perspektivische Explosionsdarstellung der Gurtaufwickeleinrichtung 100 für einen
Sicherheitsgurt der 1; 3 zeigt
eine Perspektivdarstellung der Hauptbestandteile einer Sperrplatte
als Sperrelement 5 der 1; 4 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der 1;
und 5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie
V-V der 1.
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Die
Gurtaufwickeleinrichtung 100 für einen Sicherheitsgurt umfasst:
eine im Wesentlichen zylinderförmige
Gurttrommel 1, um die ein Gurt gewickelt wird; einen zylinderförmigen Torsionsstab
(Welle) 2, der in die Gurttrommel 1 eingesetzt
und in einer Basis 101 der Gurtaufwickeleinrichtung drehbar
gelagert ist und außerdem
an einer Endfläche
(an der linken Seite in 1) einstückig mit der Gurttrommel 1 und
auf der anderen Endseite (auf der rechten Seite der 1)
einstückig
mit einer Sperrplatte 5 verbunden ist, die aus einem scheibenförmigen Sperrteil
besteht; und eine erste Sperreinrichtung 102, die bei einem
Auftreten eines Notfalls bei einem Fahrzeug die Drehung der Sperrplatte 5 in
der Auszugsrichtung des Gurtes hemmt.
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Die
Basis 101 der Gurtaufwickeleinrichtung ist durch Druckformen
einer Metallplatte derart ausgeformt, dass von den zwei Seiten einer
rückwärtigen Platte
jeweils linke und rechte Seitenplatten 101a und 101b sich
erheben, die mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden werden, so dass
die Basis 101 der Gurtaufwickeleinrichtung einen im Wesentlichen
U-förmigen
Querschnitt aufweist. Zusätzlich
ist der Torsionsstab 2, der mit der Gurttrommel 1 verbunden
ist, an den jeweils gegenüberliegenden
Stellen der linken und rechten Seitenplatten 101a und 101b der
Basis der Gurtaufwickeleinrichtung drehbar gelagert. An einem Endabschnitt
des Torsionsstabes 2, der durch die linke Seitenplatte 101a der
Basis 101 der Gurtaufwickeleinrichtung eingesetzt ist,
ist eine an sich bekannte, unter Federvorspannung stehende Aufrollvorrichtung
(nicht gezeigt) vorgesehen, die normalerweise dazu verwendet wird,
die Gurttrommel 1 in Aufrollrichtung des Gurtes über den
vorhandenen Torsionsstab 2 zu betreiben.
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Der
Torsionsstab 2 ist an einer seiner Endseiten mit einem
Verbindungsabschnitt 2a für die Gurttrommel versehen,
der mit der Gurttrommel 1 derart verbunden werden kann,
dass er einstückig mit
der Gurttrommel 1 gedreht werden kann. Zusätzlich ist
der Torsionsstab 2 an seiner anderen Endseite mit einem
Verbindungsabschnitt 2b versehen, der mit der Sperrplatte 5 derart
verbunden werden kann, dass er sich einstückig mit der Sperrplatte 5 drehen kann.
Diese jeweiligen Verbindungsabschnitte 2a und 2b sind
derart geformt, dass sie jeweils einen sechseckigen Querschnitt
aufweisen.
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Der
Verbindungsabschnitt 2a für die Gurttrommel ist in ein
Einsetzloch eingepasst, das an einer Seite der Gurttrommel 1 ausgebildet
ist und einen sechseckigen Querschnitt aufweist, und dadurch mit der
Gurttrommel 1 derart verbunden, dass er einstückig mit
der Gurttrommel 1 gedreht werden kann. An der anderen Endseite
der Gurttrommel 1 ist eine Öffnung 1b mit einer
Spielpassung ausgebildet, in die der Torsionsstab 2 frei
drehbar eingesetzt werden kann. Außerdem ist der Verbindungsabschnitt 2b in eine
sechseckige Einführöffnung 5a der
Sperrplatte 5 eingepasst, die in der Sperrplatte 5 derart
ausgeformt ist, dass sie sich durch die Sperrplatte 5 erstreckt,
so dass der Verbindungsabschnitt 2b für die Sperrplatte mit der Sperrplatte 5 auf
einstückig
drehbare Weise verbunden ist.
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Der
Verbindungsabschnitt 2a für die Gurttrommel weist einen
sechseckigen Querschnitt auf und ist in eine Einführöffnung 10a eingepasst,
die einen in einer Aufnahmehülse 10 ausgeformten, sechseckigen
Querschnitt aufweist, wobei die Aufnahmehülse 10, die in einen
ausgesparten Passungsabschnitt 1a eingepasst ist, der an
einer Endseite der Gurttrommel 1 ausgeformt ist, wobei
der Verbindungsabschnitt 2a für die Gurttrommel mit der Gurttrommel 1 einstückig drehbar
verbunden ist. Übrigens
ist die Aufnahmehülse 10 über die
linke Seitenplatte 101a mittels einer Buchse 9 drehbar
gelagert.
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Außerdem hat
der Verbindungsabschnitt 2b für die Sperrplatte einen sechseckigen
Querschnitt und ist in eine Einsetzöffnung 5a mit sechseckigem Querschnitt
eingepasst, die in einem zylinderförmigen, vorspringenden Abschnitt 5b ausgebildet
ist, der vorspringend an der gurttrommelseitigen Endfläche der
Sperrplatte 5 vorgesehen ist, wodurch der Verbindungsabschnitt 2b mit
der Sperrplatte 5 derart verbunden ist, dass er einstückig mit
der Sperrplatte 5 gedreht werden kann (vgl. 3).
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Der
Torsionsstab 2, der als ein sich plastisch verformendes
Bauteil dient, weist eine Energieabsorptionseinrichtung auf, die
derart ausgebildet ist, dass der Verformungsabschnitt 2c,
der zwischen zwei Verbindungsabschnitten 2a und 2b angeordnet ist,
durch Torsion verformt wird, wenn ein Drehmoment von einer vorbestimmten
Stärke
oder mehr zwischen den Verbindungsabschnitten 2a und 2b wirkt, um
dadurch die Stoßenergie
absorbieren zu können, die
auf den Körper
eines Insassen wirkt.
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Des
Weiteren ist die erste Sperreinrichtung 102 eine Einrichtung,
die bei einem Auftreten eines Notfalls bei einem Fahrzeug (d.h.,
wenn ein starkes Abbremsen auf Grundeines Unfalls oder ähnlichem stattfindet,
oder wenn der Gurt schnell ausgezogen wird oder ähnlichem) die Drehung der Sperrplatte 5 in der
Ausziehrichtung des Gurtes hemmt, um dadurch die Drehung der Gurttrommel 1 in
Ausziehrichtung des Gurtes anhalten zu können.
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Als
tatsächliche
Ausgestaltung der ersten Sperreinrichtung 102 bei der vorliegenden
Erfindung, die bei einem Notfall im Fahrzeug die Drehung der Sperrplatte 5 in
Ausziehrichtung des Gurtes begrenzt, können verschiedene Arten von
an sich bekannten Aufbauten verwendet werden. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
wie es in der 2 gezeigt ist, ist beispielsweise
an der Stützwelle 11 der
Sperrplatte 5 eine Klaue 7 mit Sicherungszähnen 7a an
deren vorderen Ende verschwenkbar gehalten. Außerdem ist außerhalb
einer Durchgangsöffnung 110,
die in der rechten Seitenplatte 101b ausgebildet ist, eine
innenverzahnte Sperrklinke 6 angeordnet, an deren innerem
Umfang eine einrastende Innenverzahnung 6a vorhanden ist,
mit denen die Sicherungszähne 7a der
Klaue 7 verzahnt werden können, während die innenverzahnte Sperrklinke 6 sich parallel
zur Durchgangsöffnung 110 der
rechten Seitenplatte 101b erstreckt.
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Zusätzlich ist
die erste Sperreinrichtung 102 derart aufgebaut, dass bei
einem Auftreten eines Notfalls bei einem Fahrzeug die Sicherungszähne 7a der
Klaue 7 in Eingriff mit der einrastenden Innenverzahnung 6a der
innenverzahnten Sperrklinke 6 in Eingriff gebracht werden,
um dadurch die Drehung der Sperrplatte in der Ausziehrichtung des
Gurtes anhalten zu können.
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Außerdem ist
zwischen der rechten Seitenplatte 101b und der Gurttrommel 1,
wie in 1 und 2 gezeigt, eine Haltereinrichtung 50 vorgesehen, die
aus der Durchgangsöffnung 110,
die in der rechten Seitenplatte 110b durch Einziehen derselben nach
innen ausgebildet ist, und drei Sperrelementen 3 besteht,
die an der sperrplattenseitigen Endfläche der Gurttrommel 1 vorgesehen
und in Eingriff mit der inneren Umfläche der Durchgangsöffnung 110 bringbar
sind, um dadurch die Drehung der Gurttrommel in der Ausziehrichtung
des Gurtes anzuhalten.
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Ein
jedes der drei Sperrelemente 3 weist an seinem vorderen
Endabschnitt Sicherungszähne 3a auf,
die in Eingriff mit der inneren Umfläche der Durchgangsöffnung 110 bringbar
sind, und, um die Sicherungszähne 3a in
radialer Richtung bezüglich der
Gurttrommel 1 nach außen
schwenken zu können,
befindet sich die Basisseite der Sperrelemente 3 in Gleitkontakt
mit der Sitzfläche 24 der
Gurttrommel 1 für
die Sperrelemente derart, dass sie mit der Tragfläche der
Gurttrommel 1 für
die Sperrelemente als Drehpunkt geschwenkt werden können.
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Das
heißt,
dass auf Grund der Tatsache, dass die Sicherungszähne 3a,
die in den vorderen Enden der drei Sperrelemente 3 ausgeformt
sind, sich jeweils mit der inneren Umfläche der Umfangsöffnung 110 im
Eingriff befinden, wobei die Sperrelemente 3 verhindern
können,
dass sich die Gurttrommel 1 in der Ausziehrichtung des
Gurtes relativ zur rechten Seitenplatte 101b dreht. Übrigens
ist die innere Umfläche
der Durchgangsöffnung 110 geriffelt, so
dass die Sicherungszähne 3a der
Sperrelemente 3 in die geriffelte, innere Umfläche der
Durchgangsöffnung 110 formschlüssig ohne
Abzugleiten eingreifen können.
Scherstifte 23 sind jeweils derart vorgesehen, dass sie
von den Sitzflächen 24 der
Gurttrommel 1 für
die Sperrelemente vorstehen, so dass die drei Sperrelemente normalerweise
daran gehindert sind, zufällig
in die Durchgangsöffnung 110 einzugreifen
und lose zu werden, d.h. seltsame Geräusche zu erzeugen.
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Des
Weiteren ist zwischen der Sperrplatte 5 und der Gurttrommel 1 eine
Steuerplatte 4 angeordnet, die als ein Halterbetätigungsteil
dient, welches bei einer Verformung des Torsionsstabes 2 durch
Torsion und bei einem Erreichen oder Überschreiten eines vorbestimmten
Betrages von einem Drehbetrag der Gurttrommel 1 relativ
zur Sperrplatte 5 in Ausziehrichtung des Gurtes die Sperrelemente
in Eingriff mit der inneren Umfläche
der Durchgangsöffnung 110 bringt.
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Die
Steuerplatte 4 ist ein ringförmiges Bauteil, das eine Passungsöffnung 4a aufweist,
in die lose und drehbar die äußere Umfläche des
vorspringenden Abschnittes 5b der Sperrplatte 5 eingesetzt werden
kann. Zusätzlich
weist die Steuerplatte 4 des Weiteren einen Halteabschnitt 4b zum
Halten eines Gleitstückes 8 auf,
das derart angeordnet ist, dass es sich entlang einer spiralförmigen Nockennut 31 von vorbestimmter
Länge bewegt,
die in der gurttrommelseitigen Endfläche der Sperrplatte 5 ausgebildet
ist, im Wesentlichen entlang der Radialrichtung der Sperrplatte 5 auf
eine gleitende Weise. Außer dem enthält die Steuerplatte 4 des
Weiteren drei Nockenabschnitte 4c, die bei einer Verzögerung der
Drehung der Steuerplatte 4 bezüglich der Gurttrommel 1 die jeweiligen
drei Sperrelemente 3 in Eingriff mit der inneren Umfläche der
Durchgangsöffnung 110 bringen.
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Ein
jeder der drei Nockenabschnitte 4c wird durch einen Vorsprung
gebildet, der sich gegen die verschwenkbaren Endseiten der Sperrelemente 3, an
denen die Sicherungszähne 3a in
radialer Richtung der Steuerplatte 4 nach außen ausgebildet
sind, drückt
und diese betätigt.
Die Form des Vorsprunges ist derart festgesetzt, dass der Vorsprung
das Sperrelement 3 in eine Richtung verschwenkt, in der
das Sperrelement 3 mit der inneren Umfläche der Durchgangsöffnung 110 in
Eingriff gebracht werden kann, wenn die Drehung der Steuerplatte 4 relativ
zur Gurttrommel 1 verzögert
wird, da die Steuerplatte 4 an der Basis 101 der
Gurtaufwickeleinrichtung in deren Drehrichtung festgesetzt ist oder
da die Steuerplatte 4 an der mit der Basis 101 der
Gurtaufwickeleinrichtung verbundenen Sperrplatte 5 festgesetzt
ist.
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Übrigens
wird die Steuerplatte 4 leicht in die Gurttrommel 1 gedrückt und
mit der Gurttrommel 1 derart befestigt, dass sie sich in
Kontakt mit der Sitzfläche 22 der
Steuerplatte der Gurttrommel 1 befindet, und normalerweise
kann die Steuerplatte 4 sich einstückig mit der Gurttrommel 1 drehen;
d.h., dass es keine Möglichkeit
gibt, dass in einem normalen Betriebszustand des Fahrzeugs die Drehung
der Steuerplatte 4 bezüglich
der Gurttrommel zufällig verzögert werden
kann.
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Konkret
weist die Gurttrommel 1, wie in der 6 gezeigt
ist, einen Leichtdruckabschnitt 25 auf; und der Leichtdruckabschnitt 25 besteht
aus einem rippenförmigen
Vorsprung 26 mit einem dreieckigen Querschnitt, der derart
angeordnet ist, dass er sich entlang der Axialrichtung der Gurttrommel 1 erstreckt.
Ein ausgesparter Abschnitt 27 ist in dem Abschnitt der
Sitzfläche 22 der
Steuerplatte ausgestaltet, der sich nahe dem rippenförmigen Vorsprung 26 befindet.
Des Weiteren knickt der rippenförmige
Vorsprung 26, wenn die Steuerplatte 4 in die Gurttrommel 1 eingedrückt wird,
wodurch die Steuerplatte 4 leicht in die Gurttrommel 1 eingedrückt und
mit dieser befestigt werden kann. Selbst wenn bei dieser Befestigung
der Steuerplatte 4 an der Gurttrommel 1 geweitete
Abschnitte auf Grund der gebrochenen Stücke des rippenförmigen Vorsprunges 26 oder
auf Grund des verformten rippenförmigen
Vorsprunges 26 erzeugt werden, so werden derartige geweitete Abschnitte
im ausgesparten Abschnitt 27 gespeichert, wodurch die Möglichkeit
eli miniert wird, dass derartige geweitete Abschnitte die Drehung
der Steuerplatte 4 in einem Notfall des Fahrzeuges stören können. Übrigens
kann auch ein anderer Aufbau verwendet werden, bei dem die gurttrommelseitige
Fläche
der Steuerplatte 4 dermaßen mit der Gurttrommel 1 verbunden
ist, dass die Steuerplatte 4 einstückig mit der Gurttrommel 1 gedreht
werden kann.
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Wie
in den 3 und 5 gezeigt, ist die spiralförmige Nockennut 31 eine
spiralförmige,
mit einem Boden versehene Nut, die sich entlang des äußeren umfänglichen
Endes der Sperrplatte 5 von der Umgebung des vorspringenden
Abschnittes 5b der Sperrplatte 5 erstreckt, um
in den kreisförmigen,
ausgesparten Abschnitt 20 eingesetzt zu werden, der in der
basisseitigen Endfläche
der Gurttrommel 1 angeordnet ist. Wenn die Gurttrommel 1 in
Ausziehrichtung des Gurtes bezüglich
der Sperrplatte 5 gedreht wird, dann kann das Gleitstück 8,
das im Halteabschnitt 4b für das Gleitstück der Steuerplatte 4 in
deren Umfangsrichtung gehalten ist, entlang der Nockennut 31 entsprechend
dem Drehbetrag der Gleittrommel 1 vorrücken. Des Weiteren ist die
Nockennut 31 so gesetzt, dass sie eine derartige vorbestimmte Länge aufweist,
dass vor dem Beginn des Energieabsorptionsvorgangs auf Grund der
Torsionsverformung des Torsionsstabes 2 das Gleitstück 8 im
anfänglichen
Endabschnitt 31a der Nockennut 31 gelegen sein
kann und, wenn der Energieabsorptionsvorgang beendet ist, das Gleitstück 8 den
endgültigen Endabschnitt 31b der
Nockennut 31 erreichen kann.
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Das
Gleitstück 8 zum
Eingriff mit der spiralförmigen
Nockennut 31 ist im Wesentlichen kokonförmig ausgestaltet und kann
dadurch entlang der spiralförmigen
Nockennut 31 und der inneren Wandfläche des Halteabschnittes 4b des
Gleitstückes
gleiten. Wenn sich des Weiteren die Gurttrommel 1 relativ
zur Sperrplatte 5 auf Grund der Torsionsverformung des
Torsionsstabes 2 dreht, während der Gleitschuh 8 parallel
im Wesentlichen in Radialrichtung der Steuerplatte 4 mit
der Bewegung der Gurttrommel 1 bewegt wird, bewegt der
Halteabschnitt 4b der Steuerplatte 4 für das Gleitstück das Gleitstück 8 allmählich von
dem anfänglichen
Endabschnitt 31a der spiralförmigen Nockennut 31 zum
endgültigen
Endabschnitt 31b der Nockennut 31.
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Da
außerdem
der Halteabschnitt 4b der Steuerplatte 4 für das Gleitstück in einer
sich öffnenden
Gestalt ausgebildet ist, die sich gekrümmt in die zur Drehung der
Gurttrommel 1 in Ausziehrichtung des Gurtes entgegengesetzte
Richtung erstreckt, wenn das Gleitstück parallel in die äußere umfängliche
Endrichtung der Steuerplatte 4 bewegt wird, kann verhindert
werden, dass sich das Gleitstück 8 an
Graten verfängt,
selbst wenn die Öffnungskante des
Halteabschnittes 4b für
das Gleitstück
noch Grate von seiner Herstellung im Spritzgießverfahren aufweist. Dadurch
kann ein Hub für
die Energieabsorption sichergestellt werden. Des Weiteren kann der
Hub für
die Energieabsorption um einen Betrag erhöht werden, der dem entgegengesetzt
gekrümmten
Winkel entspricht, wenn der Hub mit einer Bauform verglichen wird,
bei der der Halteabschnitt 4b für das Gleitstück in einer
sich öffnenden
Form ausgebildet ist, die sich nur entlang der radialen Richtung
der Steuerplatte 4 erstreckt.
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Als
nächstes
wird im folgenden die Funktionsweise der Gurtaufwickeleinrichtung 100 für einen Sicherheitsgurt
entsprechend der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Wenn
die erste Sperreinrichtung 102 bei einem Notfall des Fahrzeugs,
wie beispielsweise einer Kollision oder ähnlichem, betätigt wird,
dann wird die Drehung der Sperrplatte 5 in Ausziehrichtung
des Gurtes, deren anderes Ende mit dem Torsionsstab 2 verbunden
ist, angehalten. Wenn in diesem Zustand außerdem der Insasse sich nach
vorne bewegt und auf Grund der Last, die auf den um die Gurttrommel 1 gewickelten
Gurt wirkt, ein Drehmoment von gegebener Größe oder mehr auf die eine Endfläche des Torsionsstabes 2 über die
Gurttrommel 1 wirkt, dann beginnt die Torsionsverformung
des Torsionsbalkens 2 die Stoßenergie zu absorbieren.
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Bei
diesem Vorgang der Stoßenergieabsorption
ist die Sperrplatte 5 durch die Klaue 7 mit der
innenverzahnten Sperrklinke 6 verriegelt, so dass die Sperrplatte 5 an
einer Drehung relativ zur rechten Seitenplatte 101b gehindert
wird. Es drehen sich die Gurttrommel 1, die Steuerplatte 4,
das Gleitstück 8 und
die Sperrelemente 3 einstückig relativ zur Sperrplatte 5,
wobei diese zusammen mit Nockennut 31 und Durchgangsöffnung 110 eine
zweite Sperreinrichtung bilden
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Zu
diesem Zeitpunkt bewegt sich das Gleitstück 8, wie in der 7 gezeigt
ist, allmählich
vom anfänglichen
Endabschnitt 31a der spiralförmigen Nockennut 31 in
Richtung des endgültigen
Endabschnittes 31b der Nockennut 31, während die Torsionsverformung
des Torsionsstabes 2 voranschreitet. Wie in der 8 gezeigt
ist, erreicht das Gleitstück 8 den
endgültigen
Endabschnitt 31b der spiralförmigen Nockennut 31,
wenn die Gurttrommel 1 sich ungefähr 2,81 mal in Ausziehrichtung
des Gurtes gedreht hat (d.h., dass der Drehbetrag der Gurttrommel 1 in
Ausziehrichtung des Gurtes auf Grund der Torsi onsverformung des
Torsionsstabes 2 einen vorbestimmten Betrag erreicht).
Dies hat zum Ergebnis, dass sowohl das Gleitstück 8 als auch die
das Gleitstück 8 haltende
Steuerplatte 4 an einer Drehung bezüglich der Sperrplatte 5 gehindert
sind. Das heißt,
dass die Steuerplatte 4 relativ zur Seitenplatte 101b fixiert
ist.
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Wenn
hier der Insasse sich weiter nach vorne bewegt, um dadurch den Gurt
herauszuziehen, und ein Drehmoment in Gurtrichtung weiter auf die Gurttrommel 1 wirkt,
dann wird die Leichtdruckbefestigung zwischen der Gurttrommel 1 und
der Steuerplatte 4 entfernt, so dass die Gurttrommel 1 sich
in Ausziehrichtung des Gurtes relativ zur Steuerplatte 4 dreht.
Dies hat zum Ergebnis, dass die verschwenkbaren Endseiten der jeweiligen,
sich zusammen mit der Gurttrommel 1 drehenden Sperrelemente 3 mittels
der Nockenabschnitte 4c der Steuerplatte 4 gedrückt und
betätigt
werden, da die Steuerplatte in ihrer Drehung bezüglich der Gurttrommel 1 verzögert ist,
so dass die Sicherungszähne 3a der
jeweiligen Sperrelemente 3 radial bezüglich der Steuerplatte 4 nach
außen
schwenken. Zu diesem Zeitpunkt wird der Scherstift 23,
der verhindert hat, dass die Sperrelemente 3 lose werden,
auf Grund der Ausziehenergie des Gurtes abgeschert. Da der Scherstift 23 einen
kleinen Durchmesser aufweist, und dadurch eine sehr kleine Energie
verglichen mit der Torsionskraft des Torsionsstabes 2 abgeschert
werden kann, besteht keine Gefahr, dass der abgescherte Scherstift 23 die
Energieabsorptions-Charakteristik
des Torsionsstabes beeinflussen kann.
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Da
außerdem
die jeweiligen Sperrelemente 3 in derselben Ebene wie die
innere Umfläche
der Durchgangsöffnung 110 angeordnet
sind, die in der Seitenplatte 101b ausgebildet ist, wie
in der 9 gezeigt ist, können die nach außen in radialer
Richtung der Steuerplatte 4 geschwenkten Sicherungszähne 3a der
Sperrelemente 3 in die innere Umfläche der Durchgangsöffnung 110 eingreifen.
Wenn die Sicherungszähne 3a nicht
in die innere Umfläche
der Durchgangsöffnung 110 in
Eingriff gebracht werden können,
sondern von der vorhandenen inneren Umfläche abgleiten, dann dreht sich
die Gurttrommel 1 weiter, und die Sicherungszähne 3a der
Sperrelemente 3 schwenken mit der weiteren Drehung der Gurttrommel 1 nach
außen
in die radiale Richtung der Steuerplatte 4, um dadurch
in die innere Umfläche
der Durchgangsöffnung 110 einzugreifen.
Das heißt,
dass schließlich
die Sperrelemente 3 sicher mit der inneren Umfläche der
Durchgangsöffnung 110 in Eingriff
gebracht werden können,
und dadurch die Drehung der Gurttrommel 1 in Ausziehrichtung
des Gurtes auf Grund der Torsionsverformung des Torsionsstabes 2 anhalten
können,
durch Wirkung der zweiten Sperreinrichtung.
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Zu
diesem Zeitpunkt nehmen die jeweiligen Sperrelemente 3 von
der inneren Umfläche
der Durchgangsöffnung 110 eine
Reaktionskraft auf, die in Richtung eines Pfeiles F und entlang
der Umfangsrichtung der Gurttrommel 1 geht. Da jedoch die
jeweiligen Sperrelemente 3 derart aufgebaut sind, dass deren
unteren Endflächen
keilartig zwischen die Nockenabschnitte 4c der Steuerplatte 4 und
der Haltefläche 21 für das Sperrelement
der Gurttrommel 1 eingreifen können, können die jeweiligen Sperrelemente 3 fest
verankert werden, d.h., dass die mechanische Festigkeit der Sperrelemente 3 überhaupt nicht
durch die oben genannte Reaktionskraft beeinflusst werden kann.
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Da
zusätzlich
die Sperrelemente 3 in die innere Umfläche der Durchgangsöffnung 110 in
deren radialer Richtung eingreifen, gibt es keine Möglichkeit,
dass die Sperrelemente 3 eine derartige Kraft aufbringen,
die die Seitenplatte 101b relativ zur Seitenplatte 101a in
axialer Richtung des Torsionsstabes 2 abspreizt, und dadurch
kann der Eingriff zwischen der Klaue 7 und der innenverzahnten
Sperrklinke 6 nicht beeinflusst werden.
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Das
heißt,
dass entsprechend der oben genannten Gurtaufwickeleinrichtung 100 für einen
Sicherheitsgurt in dem Fall die Gurttrommel 1 mit der Basis 101 der
Gurtaufwickeleinrichtung über
die Sperrelemente 3 gekoppelt wird, in dem der Drehbetrag
der Gurttrommel 1 in Ausziehrichtung des Gurtes auf Grund
der Torsionsverformung des Torsionsstabes 2 einen vorbestimmten
Betrag erreicht, um dadurch die Drehung der Gurttrommel 1 in
Ausziehrichtung des Gurtes anzuhalten und dadurch die Torsionsverformung
des Torsionsstabes 2 zu verhindern. Dieser Anhaltevorgang
macht es möglich,
den Betrag an Torsionsverformung des Torsionsstabes 2 zur Absorption
der Stoßenergie
auf einen geeigneten Bereich zu begrenzen.
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Wenn
des Weiteren der Vorgang der Energieabsorption beendet ist, dann
wird die Drehung der Gurttrommel 1 durch die Basis 101 der
Gurtaufwickeleinrichtung über
die Sperrelemente 3 angehalten, d. h., dass die Gurttrommel 1 und
die Basis 101 der Gurtaufwickeleinrichtung über einen
Eingriff zwischen den an der Gurttrommel 1 angeordneten Sperrelementen 3 und
der inneren Umfläche
der an der Basis 101 der Gurtaufwickeleinrichtung ausgebildeten
Durchgangsöffnung
gekoppelt sind.
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Bei
diesem Aufbau brauchen die Sperrplatte 5, die innenverzahnte
Sperrklinke 6, eine Klaue 7 und andere Teile nur
einem Torsionsmoment zu widerstehen/auszuhalten, das auf den Torsionsstab 2 wirkt, aber
müssen
keine Endfestigkeit aufweisen, die sämtliche Spannkräfte aushält, die
letztendlich auf den Gurt nach dem Ende des Vorgangs der Energieabsorption
wirken.
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Als
Ergebnis dessen kann die Sperrplatte 5, die bislang herkömmlicherweise
mit einem Wachsform-Gussverfahren oder durch Kaltschmieden oder durch
MIM, oder durch Sintern oder ähnlichem
hergestellt wurde, durch Aluminium- oder Zink-Spritzguß hergestellt
werden; die innenverzahnte Sperrklinke 6, die herkömmlicherweise
durch Kaltschmieden von S45C hergestellt wurde, kann durch Druckbearbeitung
SPCC geformt werden. Als Ergebnis dessen wird bei der Herstellung
dieser Teile die Notwendigkeit eliminiert, die herkömmlicherweise
benötigten teuren
Werkstoffe und komplizierten Arbeitsverfahren zu verwenden, so dass
die Herstellkosten dieser Teile verringert werden können.
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Des
Weiteren weist gemäß der vorliegenden Erfindung
die Haltereinrichtung, die die Drehung der Gurttrommel 1 in
Ausziehrichtung des Gurtes bezüglich
der Basis 101 der Gurtaufwickeleinrichtung anhalten kann,
das in der Seitenplatte 101b ausgeformte Durchgangsloch 110 und
die Sperrelemente 3 auf, die jeweils an der basisseitigen
Endfläche
der Gurttrommel 1 angeordnet sind und mit der inneren Umfläche der
Durchgangsöffnung 101 in
Eingriff gebraucht werden können,
um dadurch die Drehung der Gurttrommel 1 in Ausziehrichtung
des Gurtes bezüglich
der Basis 101 der Gurtaufwickeleinrichtung anzuhalten.
Dadurch kann der hochfeste Eingriff, der dem Drehmoment widerstehen
kann, das die Torsionsverformung des Torsionsstabes 2 verursacht
hat, durch die kompakte Eingriffsstruktur realisiert werden.
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Des
Weiteren weist die Steuerplatte 4 nur eine derartige Stärke auf,
die die Sperrelemente 3, die in der Gurttrommel 1 angeordnet
sind, in Eingriff mit der inneren Umfläche der Durchgangsöffnung 101 bringen
kann, wenn der Betrag an Torsionsverformung des Torsionsstabes 2 einen
vorbestimmten Betrag erreicht. Da die benötigte Stärke der Steuerplatte 4 nicht
zu groß ist,
kann die Steuerplatte 4 kompakt ausgestaltet werden.
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Dadurch
kann die Haltereinrichtung zum Begrenzen des Betrages der Torsionsverformung
des Torsionsstabes 2 auf einen geeigneten Bereich kompakt
gemacht werden, was es wiederum ermöglicht, dass die Gurtaufwickeleinrichtung
nicht größer wird.
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Gemäß dem oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist die spiralförmige
Nockennut 31 derart aufgebaut, dass das Gleitstück 8 allmählich von dem
anfänglichen
Endabschnitt 31, der in radialer Richtung der Sperrplatte 5 innen
gelegen ist, zum endgültigen
Endabschnitt 31b bewegt werden kann, der in radialer Richtung
der Sperrplatte 5 außen
gelegen ist. Dies ist jedoch nicht einschränkend, sondern die Nockennut 31 kann
beispielsweise auch in einer derartigen Spiralform aufgebaut sein,
die es dem Gleitstück 8 erlaubt,
sich von einer in radialer Richtung äußeren Stellung zu einer in
radialer Richtung inneren Stellung zu bewegen, oder sie kann auch
als eine C-förmige
Nockennut je nach der Einstellung des Hubes für die Energieabsorption aufgebaut
sein.
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Wenn
jedoch wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das Gleitstück 8 so
aufgebaut ist, dass es sich von radial innen nach radial außen bewegt,
dann kann ein Vorteil wie folgt verwirklicht werden: bei sich in
Betrieb befindlicher Haltereinrichtung 50 kann das Gleitstück 8 in
radialer Richtung außen
gelegen sein und dadurch kann die auf das Gleitstück 8 und ähnlichem
wirkende Kraft verglichen gegenüber
einer Ausgestaltung verringert werden, bei der das Gleitstück 8 in
radialer Richtung innen gelegen ist, wenn die Sicherungszähne 3a nicht in
der inneren Umfläche
der Durchgangsöffnung 110 eingreifen
können,
sondern von der inneren Umfläche
abgleiten, vorausgesetzt, dass dasselbe Drehmoment am Torsionsstab 2 bei
beiden Ausgestaltungen anliegt. Dies wiederum erlaubt es, die Querschnittsfläche des
Gleitstückes 8 zu
verringern und die Steigung der spiralförmigen Nockennut 31 selbst im
gleichen Raum zu verkleinern und dadurch einen größeren Hub
zur Energieabsorption bereitzustellen.
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Des
Weiteren ist das Durchgangsloch 110, das als ein Eingriffsabschnitt
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
dient, in der Seitenplatte 101b durch Nach-Innen-Ziehen
der Seitenplatte 110b geformt, so dass die derart nach
innen gezogene Durchgangsöffnung 110 es
möglich
macht, die Biegefestigkeit der gesamten Basis der Gurtaufwickeleinrichtung
zu verbessern und außerdem
zu verhindern, dass die Anordnung der Gurttrommel 1 in
Ausziehrichtung des Gurtes entfernt werden kann.
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Wenn
insbesondere jedoch ein Insasse, der den Sicherheitsgurt angelegt
hat, einen extrem großen
Körper
hat, dann muss ein relativ langer Abschnitt des Gurtes durch den
Insassen herausgezogen werden und dadurch wird der nicht aufgewickelte Abschnitt
des Gurtes relativ klein. In diesem Fall besteht die Möglichkeit,
dass beim Vorgang der Energieabsorption die gesamte Gurtmenge ausgezogen werden
kann, bevor die Betätigung der
Haltereinrichtung 50 einsetzt. Selbst in diesem Fall kann
die Durchgangsöffnung 110 entsprechend
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
die durch Nach-Innen-Ziehen der Seitenplatten 110b geformt
ist, die Entfernung der Gurttrommelanordnung verhindern.
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Auf
der anderen Seite kann als Eingriffsabschnitt, der sperrteilseitig
auf der Basis der Gurtaufwickeleinrichtung angeordnet ist, natürlich ein
Bauteil mit einer ausreichenden Festigkeit, welches getrennt zur
Basis der Gurtaufwickeleinrichtung ausgebildet ist, aber mit der
Basis der Gurtaufwickeleinrichtung befestigt ist, anstelle der nach
innen gezogenen Durchgangsöffnung 110 verwendet
werden.
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Außerdem ist
die Sperreinrichtung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
derart aufgebaut, dass die an der Sperrplatte drehbar gelagerte Klaue
am Sicherungsabschnitt der Gurtaufwickeleinrichtung befestigt ist,
um dadurch die Drehung der Sperrplatte in Ausziehrichtung des Gurtes
anzuhalten. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt, sondern
die Sperreinrichtung kann beispielsweise derart aufgebaut sein,
dass Sperrzähne an
der Sperrplatte ausgeformt sind, und dass außerdem die Klaue rotierbar
an der Basis der Gurtaufwickeleinrichtung gelagert ist.
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Des
Weiteren ist der Aufbau der Gurttrommel, des Torsionsstabes, der
Haltereinrichtung und der Halterbetätigungseinrichtung nicht auf
die der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern diese Teile können
natürlich
erfindungsgemäß in anderen
verschiedenen Weisen aufgebaut sein.
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Wenn
ein Drehmoment vorbestimmter Größe oder
größer auf
Grundeiner Last, die auf den Gurt wirkt, zwischen dem Gurt und dem
Sperrteil wirkt, dann wird gemäß der von
der Erfindung bereitgestellten Gurtaufwickeleinrichtung für einen
Sicherheitsgurt nach dem Anhalten der Drehung eines Sperrteils in
Ausziehrichtung des Gurtes in einem Notfall des Fahrzeugs die Stoßenergie
durch Verformung des sich plastisch verformenden Bauteils absorbiert. Wenn
zusätzlich
der Betrag der Relativdrehung zwischen der Gurttrommel und dem Sperrteil
einen vorbestimmten Betrag erreicht oder überschreitet, dann betätigt die
Halterbetätigungseinrichtung
die Haltereinrichtung, um dadurch direkt die Drehung der Gurttrommel
in die Ausziehrichtung des Gurtes relativ zur Basis der Gurtaufwickeleinrichtung
anzuhalten, so dass der Verformungsbetrag des sich plastisch verformenden
Bauteils, das zur Absorption der Stoßenergie verwendet wird, auf
einen geeigneten Bereich begrenzt werden kann.
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Da
des Weiteren die Drehung der Gurttrommel durch die Basis mittels
der Haltereinrichtung beim Beenden des Vorgangs der Energieabsorption angehalten
wird, müssen
andere Bauteile, wie beispielsweise das Sperrteil und ähnliches
(beispielsweise die Sperrplatte 5, die innenverzahnte Sperrklinke 5,
die Klaue 7, die Stützwelle 11)
nur der Kraft standhalten, die ein zwischen der Gurttrommel und dem
Sperrteil angeordnetes, sich plastisch verformendes Bauteil verformen
kann (beispielsweise einen Torsionsstab und/oder eine plastisch
verformte Nut). Das heißt,
dass diese Teile keine Endfestigkeit aufweisen müssen, die sämtliche Spannkräfte erträgt, die
auf den Gurt nach Beendigung des Vorgangs der Energieabsorption
wirken.
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Daher
ist es gemäß der Erfindung
möglich, eine
Gurtaufwickeleinrichtung für
einen Sicherheitsgurt bereitzustellen, die eine kostengünstige Einrichtung
zur Energieabsorption aufweist, die sicher in der Lage ist, eine
Verformungsmenge des sich plastisch verformenden Bauteils auf einen
vorbestimmten Bereich zu begrenzen.