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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft Sicherheitsgurtstraffer und insbesondere Sicherheitsgurtstraffer mit Universalbeschleunigungssensoren zur Verwendung bei verstellbaren Rückenlehnen.
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Hintergrund der Erfindung
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In den Vereinigten Staaten sind derzeit Vorschriften in Kraft, die bestimmte Anforderungen zum Sperren von Straffern betreffen und festlegen, daß Beschleunigungssensoren so betätigbar sein müssen, daß der Straffer bei einer von zwei Bedingungen gesperrt wird. Die erste Bedingung erfordert, daß bei Schwellenbeschleunigungen von 0,7 g der Sensor ein Sperren des Straffers in einer von drei zueinander rechtwinkligen Ebenen bewirken sollte. In diesen Ebenen muß der Straffer bei der festgelegten Beschleunigung auch bei Schrägstellungen mit Zuwächsen von 45° in einem Bereich von 180° in der Ebene sperren.
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Es werden Kraftfahrzeuge hergestellt, deren Rückenlehnen bei einer Nennkonstruktions- und Montagestellung vorgesehen sind, aus der sie vorwärts und rückwärts zu jeweiligen maximalen Vorwärts- und Rückwärtsneigungen der Rückenlehnen verstellt oder geneigt werden können. Demgemäß legt § 209 fest, daß, wenn der ersten Bedingung durch den Rückenlehnenstraffer nicht nachgekommen wird, die andere alternative Bedingung, die erfüllt werden muß, darin besteht, daß der Straffer bei Vorwärts- oder Rückwärtsneigung um 45° aus der Konstruktionsstellung der Rückenlehne sperrt. Wenn der Straffer die vorher beschriebenen Typen von Trägheitselementen aufweist, die die erste Bedingung von § 209 zur richtigen Detektion vertikal ausgerichteter Beschleunigungen nicht erfüllen, muß die zweite Bedingung erfüllt werden, bei der ein Sperren bei 45° aus der Konstruktionsstellung der Rückenlehne stattfinden muß.
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Eine der Schwierigkeiten bei der Bildung eines kommerziell erfolgreichen, neigbaren Straffers, der mit einer Änderung der Sitzneigung verstellt wird, ist die Beibehaltung der Empfindlichkeit des Straffersperrmechanismus, was typischerweise bedeutet, daß der Spalt zwischen der Sperrklinke und den Klinkenradzähnen bei einer konstanten Distanz gehalten werden muß. Dies ist schwierig, da das Trägheitsgewicht oft in einer schwenkbaren Aufnahme getragen ist und relativ zu der Sperrklinke verstellt wird, die an einer stationären Aufnahme befestigt ist. Die Empfindlichkeit des Straffersperrmechanismus sollte sowohl, wenn sich das Trägheitselement in der Nennrückenlehnenstellung befindet, als auch, wenn es um nahezu 45° geschwungen ist, wie nahe benachbart der Rückwärtsneigungsstellung, im wesentlichen gleich sein.
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Während eine Anzahl von Universalbeschleunigungssensoren nach dem Stand der Technik vorhanden ist, die zum Gebrauch in verstellbaren Rückenlehnen konstruiert sind, verwenden viele von diesen Trägheitselemente, die nicht richtig verstellt werden, um Beschleunigungen in einer ausgerichteten vertikalen Ebene zu erfassen. Ferner erfüllt keiner dieser Universalträgheitssensoren nach dem Stand der Technik erfolgreich die Spezifikationen, die ein Sperren des Straffers in einem festgelegten Winkelbereich von 45° aus seiner Stellung bei Anbringung, d. h. seiner Konstruktionsstellung erfordern.
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Aus der
EP 0 911 230 A2 ist ein Gurtstraffer zur Befestigung an einer Fahrzeugsitz-Rückenlehne offenbart. Der Gurtstraffer umfasst einen Strafferrahmen, eine Rolle und einen Sperrmachnismus für die Rolle. Ein Trägheitselement ist vorgesehen, welches in einer pendelnd gelagerten Aufnahme gehalten wird. Das Trägheitselement weist eine unbetätigte Stellung und eine betätigte Stellung auf. Es ist ein Aktuatormechanismus zum Betätigen des Sperrmechanismus vorgesehen. Ein weiterer derartiger Gurtstraffer ist in der
US 5 495 994 A offenbart.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche angegeben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Straffer an einer verstellbaren Rückenlehne befestigt sein, und der Straffer sperrt bei festgelegten Vorwärts- und Rückwärtsneigungen. Genauer umfaßt der Straffer einen Universalbeschleunigungssensor, der verschiedene Rückenlehnenneigungen kompensiert, so daß er erst dann sperrt, wenn ein Schwellenfahrzeugbeschleunigungszustand detektiert wird, und so daß er ungeachtet der erfaßten Beschleunigung sperrt, wenn die Rückenlehne und der Straffer in festgelegten Neigungen vorwärts und rückwärts aus der geneigten Konstruktionsstellung der Rückenlehne verstellt sind oder wurden. Auf diese Art und Weise ist der sensitive Fahrzeugstraffer hier besonders zur Erfüllung von Kraftfahrzeugspezifikationen zugeschnitten, die eine Straffersperrung bei festgelegten Winkelneigungen auf jeder Seite der Rückenlehnenkonstruktionsstellung erfordern.
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Typischerweise ermöglichen Sicherheitsgurtstraffer nach dem Stand der Technik, die Universalsensoren aufweisen, typischerweise gleiche Neigungen von einer Seite einer vertikalen Ebene zu der anderen, so daß sie im Gegensatz zu dem vorliegenden Straffer nicht speziell daraufhin zugeschnitten sind, um ein Sperren bei festgelegten Winkeln vorwärts und rückwärts aus einer Konstruktions- und Montagestellung der Rückenlehne sicherzustellen. Die geneigte Konstruktions- und Montagestellung der Rückenlehne ist die geneigte Stellung, in der sie von dem Hersteller geliefert wird, beispielsweise 18,5° aus der Vertikalen. Für verschiedene Hersteller oder Fahrzeuge ist der Straffer so konstruiert, daß er bei einer festgelegten Montagestellung betrieben werden kann, die vorbestimmt und bekannt ist, gewöhnlich vertikal bei Befestigung an einer Säule oder dergleichen oder zu der Vertikalen geneigt bei Befestigung an einem Sitz. Die bestimmte Spezifikation erfordert andererseits, daß der Straffer bei 45° vorwärts und rückwärts aus einer schräggestellten Konstruktionsstellung sperrbar sein muß, so daß, wenn die Konstruktionsstellung bei 18,5° liegt, der Straffer bei 63,5° rückwärts geneigt von der Vertikalen gesperrt werden muß.
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Bei einer Form der vorliegenden Erfindung umfaßt der sensitive Fahrzeugstraffer hier einen Trägheitssensor, der eine schwenkbar befestigte Universalaufnahme aufweist, die vorgespannt ist, so daß sie im wesentlichen vertikal bleibt, wenn die Rückenlehne vorwärts und rückwärts auf jede Seite der Konstruktionsstellung schräggestellt wird. Anschläge stehen mit der Aufnahme in Eingriff, um ein Schwenken der Aufnahme zu stoppen, wenn sie mit diesen in Eingriff steht. Ein Aktuatormechanismus sperrt die Strafferrolle entweder durch Betrieb des Trägheitselementes oder wenn der Straffer in eine vorbestimmte Rückwärtsneigungsstellung verstellt ist. Die Rückwärtsneigungsstellung ist so ausgeführt, daß sie sich bei einem Winkelabstand von der Konstruktions- und Montagestellung der Rückenlehne befindet, der im wesentlichen demjenigen entspricht, der in den vorher beschriebenen Straffersperrspezifikationen dargelegt ist. Wenn die Rückenlehne und der Straffer daran aus der geneigten Konstruktionsstellung nach unten geschwenkt werden, bewirkt ein distaler Vorsprung an dem Aktuatormechanismus ein Sperren des Straffers.
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Die Aufnahme steht mit dem anderen Anschlag in Eingriff, wenn der Straffer und die Rückenlehne aus der Konstruktionsstellung vorwärts in eine vorbestimmte Vorwärtsneigungsstellung verstellt wird. In dieser Stellung wird der Aktuatormechanismus den Straffer erst sperren, wenn das Trägheitselement eine Beschleunigung zumindest von 0,7 g erfaßt. Wie vorher erwähnt wurde, schreiben die relevanten Straffersperrspezifikationen auch ein Sperren bei einem vorbestimmten Winkelabstand vorwärts aus der Konstruktionsstellung vor. Sobald die Aufnahme den anderen Anschlag trifft, wenn der Straffer über diesen Punkt hinaus in Richtung der Vertikalen und dann zurückgeneigt auf der anderen Seite der Vertikalen weiter geschwenkt wird, wirkt der Straffer wie ein normaler Straffer, so daß das fortgesetzte Schwenken bewirkt, daß das Trägheitselement instabiler wird und zu einer Betätigung neigt, wenn die Aufnahme und das Trägheitselement nun mit dem Straffer schwenken. Das bestimmte Trägheitselement ist beispielsweise durch Überkippen, wenn ein Trägheitselement vom Typ eines ”Stehenden Mannes” verwendet wird, bei einer vorbestimmten Schwenkgröße desselben betätigbar. Die Stellung des Vorwärtsanschlages ist vorbestimmt und das Trägheitselement ist so gewählt, daß das Schwenken, bevor es betätigbar wird, gut in der Vorwärtsbegrenzung liegt, die durch die Straffersperrspezifikationen festgelegt ist. Und da diese Begrenzung im allgemeinen auf der Seite der Vertikalen liegt, über die die Rückenlehne nicht geschwenkt wird, ist es akzeptabel, sich auf das Trägheitselement zum Betrieb des Bedienungsmechanismus zum Sperren des Straffers zu verlassen, da durch das Schwenken des Trägheitselementes und der Aufnahme bedingte Empfindlichkeitsänderungen nicht von Belang sind.
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Andererseits ist die Empfindlichkeit ein wichtiger Punkt auf der Seite der Vertikalen, auf der die Rückenlehne zwischen verschiedenen Stellungen verwendet und geschwenkt wird. Auf dieser Betriebsseite ist es wichtig, daß der mit dem Straffer verwendete Trägheitssensor im wesentlichen dieselbe Empfindlichkeit gegenüber Beschleunigungen über im wesentlichen den gesamten Bereich von Rückenlehnenneigungen beibehält. Diesbezüglich sind die Anschläge vorzugsweise so angeordnet, daß sie mit den Vorwärts- und Rückwärtsbegrenzungen der Rückenlehnenneigungen übereinstimmen, so daß über den gesamten Betriebsbereich der Rückenlehnenneigungen die Universalaufnahme relativ zu dem Straffer schwenkt und im wesentlichen vertikal bleibt und das dadurch getragene Trägheitselement in seiner vorbestimmten Stellung hält, das sich mit einem ”stehenden Mann” in einer aufrechten, nicht geschwenkten Stellung befindet. Da die Rückwärtsneigungsstellung auf dieser Betriebsseite der Vertikalen liegt, ist, anstatt sich darauf zu verlassen, daß das Trägheitselement den Straffer bei der vorgeschriebenen Winkeldistanz von der Konstruktionsstellung sperrt, der Aktuatormechanismus so konstruiert, daß er den Straffer ohne Betätigung des Trägheitselementes sperrt, um die Empfindlichkeit des Sensors bezüglich Beschleunigungen über im wesentlichen den gesamten Bereich von Rückenlehnenneigungen gleich zu halten.
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Bei einer bevorzugten Form der Erfindung ist ein Sicherheitsgurtstraffer vorgesehen, der einen Trägheitssensor aufweist, der an einer verstellbaren Rückenlehne in einem Fahrzeug befestigbar ist. Der Straffer kann eine drehbare Rolle umfassen, die ein Zahnrad zur Drehung damit trägt. Es ist ein Trägheitssensor vorgesehen, der einen Pendelaufbau umfaßt, um in einer im wesentlichen vertikalen Orientierung zu bleiben, wenn die Rückenlehne um einen vorbestimmten Winkelbereich geneigt wird, der als Begrenzungen vorbestimmte Vorwärts- und Rückwärtsneigungen der Rückenlehne aufweist. Ein Trägheitselement wird von dem Pendelaufbau in einer vorbestimmten Stellung gehalten, wenn die Rückenlehne über den vorbestimmten Winkelbereich geneigt wird, und wird von der vorbestimmten Stellung in Ansprechen auf eine vorbestimmte Fahrzeugbeschleunigung zur Sperrung der Strafferrolle verstellt. Eine Gehäuseaufnahme befestigt den Pendelaufbau schwenkbar und ist so an dem Straffer befestigt, daß, wenn der Straffer bei Einstellungen der Rückenlehne seine Neigung ändert, der Pendelaufbau relativ zu der Gehäuseaufnahme schwenkt, um seine vertikale Orientierung beizubehalten. Es ist ein Hauptaktuator vorgesehen, der durch den Trägheitssensor bei der vorbestimmten Fahrzeugbeschleunigung verstellbar ist, und es ist ein Nebenaktuator vorgesehen, der durch den Hauptaktuator verstellbar ist, um das Zahnrad zu sperren und eine Drehung der Rolle zu stoppen, wenn das Trägheitselement aus seiner vorbestimmten Stellung verstellt wird, und wenn die Rückenlehne in ihre Rückwärtsbegrenzung ohne Verstellung des Hauptaktuators oder des Trägheitselementes verstellt ist.
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Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der Vorkehrung der vorher erwähnten Haupt- und Nebenaktuatoren, die so aufgebaut sind, daß der Nebenaktuator bei der Rückwärtsbegrenzung der Rückenlehnenneigungen in einen Sperreingriff mit der Strafferrolle ohne Verstellung des Hauptaktuators oder des Trägheitselementes verstellt wird. Somit wird er, wenn sich die Rückenlehne ihrer Begrenzung der Neigung in einer Rückwärtsrichtung annähert, ungeachtet davon gesperrt, ob das Trägheitselement verstellt ist. Auf diese Art und Weise ändert sich die Empfindlichkeit des Trägheitselementes nicht, da kein Verlaß auf ein Verstellen des Trägheitselementes ist, um ein Straffersperren an der Rückwärtsbegrenzung der Rückenlehnenneigungen zu bewirken.
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Der bevorzugte Straffer ist hier so konstruiert, daß die Rückwärtsneigung gemäß den vorher beschriebenen Kraftfahrzeugspezifikationen bei 45° von der geneigten Konstruktionsstellung der Rückenlehne liegt. Während sich das Sperren des Straffers an der Rückwärtsbegrenzung der Neigung nicht auf ein Verstellen des Trägheitselementes, beispielsweise ein Kippen des ”stehenden Mannes” verläßt, entspricht 45° vorwärts aus der Konstruktionsstellung einem Schrägstellen der Rückenlehne, das von der Vertikalen vorwärts vorgesehen wird. Da die meisten amerikanischen Limousinen keine Rückenlehnen aufweisen, die von der Vertikalen vorwärts schräggestellt werden können und tatsächlich als eine Vorwärtsbegrenzung eine kleine Neigungsgröße, beispielsweise 5,5° aufweisen, mit der die Rückenlehne von der Vertikalen zurück verstellt werden kann, ist das Verstellen des Trägheitselementes, wie es durch das Schrägstellen der Rückenlehne bewirkt wird, zuverlässig, ohne Belang bezüglich Problemen hinsichtlich der Empfindlichkeit des Sperrens des Straffers.
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Somit weist im Gegensatz zu den Universalstraffern nach dem Stand der Technik der sensitive Fahrzeugstraffer vorzugsweise einen Anschlag auf, der so vorgesehen ist, daß er an der Vorwärtsbegrenzung der Rückenlehnenneigungen betätigbar ist. Sobald der Anschlag betätigbar ist, wirkt der Straffer hier wie ein regulärer Straffer, der sich nicht einstellt, wenn die Rückenlehne geneigt wird. Demgemäß bewirkt eine fortgesetzte Neigung der Rückenlehne, nachdem der Anschlag betätigbar wird, schließlich, daß das Trägheitselement betätigbar wird und bewirkt, daß der Aktuatormechanismus die Strafferrolle sperrt. Irgendwelche Empfindlichkeitsänderungen über diese Vorwärtsbegrenzung hinaus, bei der der Anschlag betätigbar ist und die durch den Funktionsmangel der Universalaufnahme im eingegriffen Zustand mit dem Anschlag verursacht werden, sind nicht von Belang, wie vorher beschrieben wurde. Solange das Trägheitselement durch fortgesetztes Schrägstellen des Straffers vor dem Vorwärtswinkelabstand von 45° von der Nennstellung betätigbar ist, der durch die relevanten Kraftfahrzeugstrafferspezifikationen erforderlich ist, besteht kein Problem bei der Erfüllung und Befriedigung dieser Anforderungen. Beispielsweise wird mit einem ”stehenden Mann”, der kippt, wenn er um 22° aus der Vertikalen geschwenkt wird, und wenn die volle Vorwärtsstellung 5,5° aus der Vertikalen zurück geneigt ist und an der ein Anschlag mit der Universalaufnahme in Eingriff steht, der ”stehende Mann” ein Sperren gut vor der Begrenzung von 26,5° auf der anderen Seite der Vertikalen 45° vorwärts von der Konstruktionsstellung von 18,5° bewirken und bewirkt genauer ein Sperren des Straffers bei annähernd 16,5° auf der anderen Seite der Vertikalen.
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Somit ist der vorliegende Straffer insbesondere gut zur Verwendung bei verstellbaren Rückenlehnen angepaßt, während die Empfindlichkeit des Trägheitselementes über den gesamten Betriebsbereich von Rückenlehnenneigungen aus der Konstruktionsneigung im wesentlichen gleich ist, während gleichzeitig Kraftfahrzeugspezifikationen bezüglich des Sperrens bei einem vorbestimmten Winkelbereich vorwärts und rückwärts aus der Konstruktionsstellung erfüllt werden, mit der die Rückenlehne von dem Hersteller geliefert wird.
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Es kann auch ein anderer Anschlag an der Rückwärtsbegrenzung der Rückenlehnenneigungen vorgesehen sein, um ein relatives Schwenken zwischen dem Gehäuse und dem Pendelaufbau daran zu stoppen.
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Bei einer bevorzugten Form weist der Hauptaktuator einen distalen Vorsprung auf, auf dem der Nebenaktuator läuft, so daß die vorbestimmte Rückwärtsneigungsstellung, bei der der Nebenaktuator in das Zahnrad ohne Verstellen des Hauptaktuators oder des Trägheitselementes sperrt, annähernd 63,5° beträgt.
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Das Trägheitselement und der Hauptaktuator können zusammenwirkende bogenförmige Flächen umfassen, um eine relative Bewegung zwischen diesen ohne Verstellen des Hauptaktuators zu ermöglichen, wenn das Trägheitselement in seiner vorbestimmten Stellung ist. Auf diese Art und Weise bewirkt während des Schrägstellens der Rückenlehne und des Straffers eine relative Bewegung zwischen dem Trägheitselement und dem Hauptaktuator erst ein Sperren des Straffers, wenn eine Position von 45° aus der Konstruktionsstellung erreicht ist.
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Der Straffer kann in einer Rückenlehne angebracht sein, die annähernd 18,5° geneigt ist, und um 45° vorwärts und rückwärts von der Konstruktionsmontageneigung geneigt befindet sich der Nebenaktuator im Sperreingriff mit dem Zahnrad. Auf diese Art und Weise erfüllt der sensitive Fahrzeugstraffer hier die Straffersperrspezifikation, die erfordert, daß der Straffer bei 45° auf jeder Seite der Nennstellung gesperrt werden kann.
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Der Hauptaktuator kann einen programmierten Flächenabschnitt umfassen, so daß, wenn sich das Trägheitselement in seiner vorbestimmten Stellung befindet und wenn die Rückenlehne geneigt ist, der Nebenaktuator entlang des programmierten Flächenabschnittes verschoben wird, wobei ein im wesentlichen konstanter Spalt zwischen dem Nebenaktuator und dem Zahnrad beibehalten wird. Ein distaler Vorsprung kann benachbart des programmierten Flächenabschnittes zur Verstellung des Nebenaktuators in Sperreingriff mit dem Zahnrad vorgesehen sein, wenn die Rückenlehne in die vorbestimmte rückwärts geneigte Sperrstellung geneigt wird. Demgemäß wirken die Haupt- und Nebenaktuatoren zusammen, um die Empfindlichkeit des Sensors im wesentlichen solange konstant zu halten, bis der Nebenaktuator den distalen Vorsprung des Hauptaktuators erreicht, der beginnt, den Nebenaktuator in Richtung der Zähne des Strafferrades und in Eingriff mit diesen bei der festgelegten Winkeldistanz rückwärts von der Nennstellung zu verstellen, die der Rückwärtsbegrenzung des Verlaufes der Rückenlehne entsprechen kann.
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Bei einer bevorzugten Form der Erfindung ist ein Trägheitssensor für einen Sicherheitsgurtstraffer, der an einer einstellbaren Rückenlehne in einem Fahrzeug befestigbar ist, vorgesehen und umfaßt ein Trägheitselement zur Erfassung vorbestimmter Fahrzeugbeschleunigungen. Es ist eine Pendelaufnahme für das Trägheitselement vorgesehen, damit dieses bei verschiedenen Rückenlehnenneigungen in einer im wesentlichen vertikalen Orientierung bleibt. Das Trägheitselement wird durch die Aufnahme in einer vorbestimmten Stellung gehalten und wird aus der Stellung verstellt, wenn die vorbestimmte Beschleunigung erfaßt wird. Ein erster Aktuator ist schwenkbar an der Aufnahme befestigt, wobei der erste Aktuator in Ansprechen auf ein Verstellen des Trägheitselementes während vorbestimmter Fahrzeugbeschleunigungen schwenkt. Es ist ein Gehäuse für die Pendelaufnahme vorgesehen, das an dem Straffer befestigt ist. Ein zweiter Aktuator ist schwenkbar an dem Gehäuse befestigt, um in Sperreingriff mit dem Straffer zu schwenken. Ein erster Anschlag des Gehäuses steht mit der Aufnahme bei einer ersten Neigung der Rückenlehne in Eingriff, wobei sich der zweite Aktuator aus dem Sperreingriff mit dem Straffer befindet. Ein zweiter Anschlag des Gehäuses steht mit der Aufnahme bei einer zweiten Neigung der Rückenlehne in Eingriff, die größer als die erste Rückenlehnenneigung ist, so daß, wenn der zweite Anschlag in Eingriff mit der Aufnahme ist, der erste Aktuator den zweiten Aktuator bei der zweiten Rückenlehnenneigung in Sperreingriff mit dem Straffer schwenkt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform stellen die ersten und zweiten Neigungen der Rückenlehne die Begrenzungen der Winkeleinstellungen dar, durch die die Rückenlehne verstellt werden kann, das Trägheitselement ist ein ”stehender Mann” und die Pendelaufnahme umfaßt einen beschwerten Korb, der vertikal orientiert bleibt, wenn die Rückenlehne zwischen den ersten und zweiten Neigungen eingestellt ist, und der ”stehende Mann” während der Einstellung in einer aufrechten vorbestimmten Stellung hält, so daß die Empfindlichkeit des ”stehenden Mannes” bezüglich eines Verstellens in Ansprechen auf vorbestimmte Beschleunigungen im wesentlichen über den gesamten Bereich von Sicherheitsgurtneigungen im wesentlichen gleich bleibt.
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Zeichnungskurzbeschreibung
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines sensitiven Fahrzeugstraffers gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Universalaufnahme zeigt, die mit einem Anschlag bei einer Vorwärtsneigungsstellung des Straffers in Eingriff steht,
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2 ist eine perspektivische Ansicht des sensitiven Fahrzeugstraffers von 1 rückwärts geneigt aus der Position von 1, so daß die Aufnahme mit einem anderen Anschlag an dem Gehäuse in Eingriff steht und ein Nebenaktuator in Eingriff mit einem Zahnrad zum Sperren des Straffers verstellt ist,
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses für den Trägheitssensor,
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4 ist eine Draufsicht des Trägheitssensorgehäuses von 3,
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines Trägheitselementes vom Typ eines ”stehenden Mannes” und eines Aufnahmekorbes dafür,
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6 ist eine perspektivische Ansicht eines Pendelgewichtes zur Befestigung an der Trägheitselementaufnahme von 5,
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7 ist eine Stirnvorderansicht der Trägheitselementaufnahme von 5,
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8 ist eine Seitenvorderansicht der Trägheitselementaufnahme von 5,
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9 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptaktuators, der auf dem Trägheitselement ruht und durch dieses verstellt wird,
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10 ist eine Seitenvorderansicht des Hauptaktuators von 9, die den programmierten Flächenabschnitt desselben und einen Vorsprung benachbart dazu zeigt, auf dem der Nebenaktuator läuft, wenn der Straffer geneigt ist,
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11 ist eine Stirnvorderansicht des Hauptaktuators von 9,
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12 ist eine Draufsicht des Hauptaktuators von 9,
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13 ist eine perspektivische Ansicht eines Nebenaktuators mit einem unteren Fußabschnitt, um auf dem Hauptaktuator zu laufen, wenn der Straffer geneigt ist, und
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14 ist ein Diagramm, das die verschiedenen geneigten Stellungen des Straffers und der Rückenlehne zeigt, an der dieser befestigt ist, und die Straffersperrstellungen bei 45° vorwärts und rückwärts aus einer Rückenlehnenkonstruktionsstellung zeigt.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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In den 1 und 2 ist ein sensitiver Fahrzeugstraffer 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Straffer 10 umfaßt einen Trägheitssensor 12 zur Erfassung vorbestimmter Fahrzeugbeschleunigungen, um den Straffer 10 gegen ein Herausziehen des Gurtes von diesem zu sperren. Der Trägheitssensor 12 weist eine Universalaufnahme auf, die allgemein mit 14 bezeichnet ist und zuläßt, daß der Straffer 10 seine Orientierung über einen vorbestimmten Bereich von Neigungen, wie in 5 gezeigt ist, relativ zu der Vertikalen ändern kann, ohne daß bewirkt wird, daß der Straffer 10, wenn kein vorbestimmter Fahrzeugbeschleunigungszustand erfaßt wird, durch den Sensor 12 gesperrt wird. Der Trägheitssensor 12 ist so konstruiert, daß der Straffer 10 um Pfeil 16 um einen vorbestimmten Winkelbereich von Neigungen von der Vertikalen schräggestellt werden kann, wobei die Universalaufnahme 14 über diesen Bereich von Neigungen in einer im wesentlichen vertikalen Orientierung bleibt. Auf diese Art und Weise hält die Universalaufnahme 14 ein Trägheitselement 18 (5) ohne Verstellung in einer vorbestimmten Stellung, wenn der Straffer 10 und die Rückenlehne (nicht gezeigt), an der dieser befestigt ist, über einen vorbestimmten Winkelbereich von Straffer-(10)- und Rückenlehnenneigungen eingestellt werden. Somit erlaubt die Universalaufnahme 14, daß der Straffer 10 in einer verstellbaren Rückenlehne befestigt sein kann, so daß ein Schrägstellen der Rückenlehne die Empfindlichkeit des Sensors 12 bei der Detektion von Fahrzeugbeschleunigungen nicht wesentlich ändert und kein Sperren des Straffers 10 gegen ein Herausziehen des Gurtes von diesem bewirkt.
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Der Straffer 10 hier ist auch spezifisch so konstruiert, daß er die Straffersperrspezifikationen erfüllt, die ein Sperren des Straffers bei festgelegten Winkelabständen vorwärts und rückwärts von seiner geneigten Konstruktionsstellung der Rückenlehne vorschreiben, wenn er von dem Kraftfahrzeughersteller angebracht und versandt wird. Zu diesem Zweck umfaßt der Straffer 10 einen Aktuatormechanismus, der allgemein mit 20 bezeichnet ist und durch das Trägheitselement 18 betätigbar ist, wenn das Trägheitselement 18 die vorbestimmte Beschleunigung erfaßt und in Ansprechen darauf verstellt wird. Wenn das Trägheitselement 18 in Ansprechen auf eine Erfassung der vorbestimmten Fahrzeugbeschleunigung verstellt wird, bewirkt der Aktuatormechanismus 20, daß der Straffer 10 gegen eine Drehung gesperrt wird. Zusätzlich ist der Aktuatormechanismus 20 so aufgebaut, daß, wenn der Straffer 10 rückwärts um eine vorbestimmte Winkeldistanz von der Konstruktionsstellung verstellt wird, wie durch die relevanten Straffervorschriften festgelegt ist, der Aktuatormechanismus 20 ein Sperren des Straffers 10 bewirkt, ohne daß es erforderlich wird, daß das Trägheitselement 18 aus seiner vorbestimmten Stellung auf der Aufnahme 14 verstellt wird. Auf diese Art und Weise verläßt sich der vorliegende Straffer 10 nicht auf das Trägheitselement 18, um ein Sperren des Straffers bei der festgelegten Winkeldistanz rückwärts von der Nennstellung zu erreichen, so daß die Empfindlichkeit des Sensors 12 im wesentlichen gleich bleibt, wenn sich der Straffer 10 über den Winkelbereich bewegt, wenn die Rückenlehne eingestellt und schräggestellt wird. Der Straffer sperrt in jeder der drei zueinander rechtwinkligen Ebenen.
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Die Vorschriften erfordern auch, daß der Straffer bei einer Winkeldistanz vorwärts aus der Nennstellung der Rückenlehne gesperrt wird, die gleich der Distanz ist, bei der er rückwärts aus der geneigten Nennstellung gesperrt wird. Wie vorher beschrieben wurde, besitzen die meisten Fahrzeuge keine Rückenlehnen, die vorwärts über die Vertikale schräggestellt werden können. Der vorliegende Straffer 10 weist einen Anschlag 22 zum Eingriff mit der Aufnahme 14 bei einer vorbestimmten Vorwärtsneigung des Straffers 10 und der Rückenlehne auf, an der dieser befestigt ist. Ein fortgesetztes Schwenken des Straffers 10 über diese vorbestimmte Vorwärtsneigungsstellung hinaus bewirkt, daß die Aufnahme 14 und das Trägheitselement 18 schwenken, wodurch bewirkt wird, daß der Aktuatormechanismus den Straffer sperrt. Wenn die Aufnahme 14 und das Trägheitselement 18 mit einer weiteren Strafferneigung weiter schwenken, wird das Trägheitselement 18 schließlich aus seiner vorbestimmten Stellung verstellt, wodurch der Aktuatormechanismus 20 betätigt wird, um den Straffer 10 zu sperren. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Trägheitselement 18 ein Trägheitselement vom Typ eines ”stehenden Mannes”, das bei einer vorbestimmten Schrägstellung oder Neigung aus der Vertikalen beispielsweise 22° überkippt. Kugeln, Pendel oder andere Trägheitselemente könnten anstelle des hier veranschaulichten Trägheitselementes verwendet werden. Abhängig von der Konstruktion könnte ein Anschlag vorgesehen und dazu verwendet werden, um den Straffer bei Verstellung um 45° vorwärts aus der Konstruktionsstellung zu betätigen und zu sperren, wenn eine solche Neigung des Sitzes zulässig wäre.
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In 14 ist eine beispielhafte Anwendung, bei der der Straffer 10 an einer Rückenlehne befestigt ist, in Diagrammform gezeigt, wobei die Rückenlehnenkonstruktionsstellung 24 um 18,5° von der Vertikalachse 26 auf einer Seite 26a derselben zurück geneigt gezeigt ist. Auf dieser Seite 26a der Vertikalen kann die Rückenlehne über einen vorbestimmten Bereich von Winkelneigungen aus ihrer vollständigen Vorwärtsstellung 28 die bei 5,5° von der Vertikalen 26 zurück geneigt gezeigt ist, in ihre vollständig Rückwärtsneigungsstellung 30 eingestellt werden. Die vollständig Rückwärtsneigungsstellung kann der Stellung 30 entsprechen, bei der der Straffer bei 45° rückwärts aus der Konstruktionsstellung 24 gesperrt ist, wie durch die Straffersperrspezifikationen vorgeschrieben ist. Die vorliegenden Erfordernisse der Spezifikation schreiben vor, daß der Straffer bei sowohl 45° vorwärts als auch rückwärts aus der Konstruktionsstellung 24 gesperrt werden muß. Angenommen, daß die Längsachse 10a des Straffers 10 mit der Achse der Rückenlehne, wenn dieser daran befestigt ist, ausgerichtet ist, wird der Aktuatormechanismus 20 den Straffer 10 sperren, wenn die Rückenlehne aus der Vertikalen 26 um 63,5° bei Position 30 verstellt ist, die der Rückwärtsbegrenzung des Rückenlehnenverlaufes entsprechen kann. Bei der Rückwärtsbegrenzung 30 der Rückenlehnenneigungen kann der Aktuatormechanismus 20 den Straffer 10 ohne das Erfordernis sperren, daß das Trägheitselement 18 aus seiner vorbestimmten Stellung relativ zu der Aufnahme 14 verstellt ist.
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Die vollständige Vorwärtsstellung 28 der Rückenlehne bei 5,5° rückwärts von der Vertikalen 26 geneigt beträgt nur 13° vorwärts aus der Konstruktionsstellung 24. Wenn sich die Rückenlehne in ihrer vollständigen Vorwärtsstellung 28 befindet, tritt die Aufnahme 14 mit dem Anschlag 22 des Straffers 10 in Eingriff. Wenn der Anschlag 22 mit der Aufnahme 14 in Eingriff steht, um so ihr Schwenken relativ zu dem Straffer 10 zu verhindern, wird, wenn eine fortgesetzte Neigung des Straffers 10 über die vollständige Vorwärtsstellung 28 hinaus erfolgt, der Straffer 10 als ein normaler Straffer wirken. Demgemäß bewirkt ein fortgesetztes Schwenken des Straffers 10 und der Universalaufnahme 14 mit diesem über die vollständige Vorwärtsstellung 28 hinaus, daß das Trägheitselement 18 aus seiner vorbestimmten Stellung um einen vorbestimmten Winkelabstand von der vollständigen Vorwärtsstellung 28 verstellt wird. Wenn der ”stehende Mann” 18 von 5 als Trägheitselement verwendet ist, kippt der ”stehende Mann” 18, wenn er um etwa 22° schräggestellt wird. Somit wird der ”stehende Mann” 18 gut vor der gesperrten Vorwärtsstellung 32 kippen, die um 45° vorwärts von der Konstruktionsstellung 26 angewinkelt beabstandet ist, bei der ein Sperren des Straffers durch die relevanten Strafferspezifikationen vorgeschrieben ist. Demgemäß bewirkt bei der Untersuchung des veranschaulichten Straffers 10, sobald der Straffer 10 die vollständige Vorwärtsstellung 28 erreicht, so daß die Aufnahme 14 mit dem Anschlag 22 in Eingriff tritt, das Trägheitselement 18 ein Sperren des Straffers 10 bei 22° von diesem Punkt, oder mit anderen Worten bei –16,5° zurück geneigt auf die andere Seite 26B der Vertikalen 26. Offensichtlich kann das Sperren des Straffers aus dieser Stellung von –16,5° solange in andere Stellungen geändert werden, wie das Sperren bei oder vor der Vorwärtsstellung 32 von 45° erreicht wird. Wie offensichtlich ist, liegt ein Sperren des Straffers bei –16,5° gut in der Spezifikation von –26,5° bei Stellung 32, die gegenwärtig erforderlich ist.
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Somit wird, während das Trägheitselement 18 nicht zuverlässig ist, um den gesperrten Zustand des Straffers 10 um 45° rückwärts von der Konstruktionsstellung 24 zu erreichen, ein Betrieb des Trägheitselementes 18 dazu verwendet, um den Straffer 10 vor der gesperrten Vorwärtsstellung 32 auf der anderen Seite 26B der Vertikalen 26 zu sperren. Eine solche Zuverlässigkeit des Betriebs des Trägheitselementes 18 über die vollständige Vorwärtsstellung 28 hinaus beeinflußt die Leistungsfähigkeit des Straffers 10 nicht negativ, da über den Betriebsbereich von Rückenlehnenneigungen zwischen Stellungen 28 und 30 auf der Betriebsseite 26a der Vertikalen die Universalaufnahme 14 voll funktionsfähig ist, um so die Konsistenz hinsichtlich der Empfindlichkeit des Trägheitselementes 18 auf Fahrzeugbeschleunigungen beizubehalten. Da die gesperrte Vorwärtsstellung 32 gut über der vollständige Vorwärtsstellung 28 der Rückenlehne hinaus und tatsächlich auf der anderen Seite 26b der Vertikalen liegt, auf der die Rückenlehne nicht betätigbar ist, werden irgendwelche Änderungen der Empfindlichkeit, die durch Vertrauen auf den Betrieb des Trägheitselementes 18 bewirkt werden, um den Straffer 10 zu sperren, wenn er die gesperrte Vorwärtsstellung 32 erreicht, den Betrieb des sensitiven Fahrzeugstraffers 10 hier nicht nachteilig beeinflussen. Ferner kann, da der Betrieb des Trägheitselementes 18 zum Sperren des Straffers 10 an der gesperrten Rückwärtsstellung 30 nicht zuverlässig ist, die Empfindlichkeit des Trägheitssensors 12 über den gesamten Betriebsbereich von Rückenlehnenneigungen zwischen der vollständigen Vorwärtsstellung 28 und zu der vollständigen gesperrten Rückwärtsstellung 30 im wesentlichen gleich beibehalten werden.
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Der Straffer 10 kann eine Vielzahl von Formen annehmen, einschließlich der veranschaulichten Form, wobei der Straffer 10 Seitenwände 33 und 34 aufweist, die durch eine Stirnwand 36 miteinander verbunden sind. Eine Rolle (nicht gezeigt) ist zur Drehung zwischen den Wänden 33 und 34 gelagert, wobei die Rolle eine Länge eines Sicherheitsgurtbandes aufweist, das darauf gewickelt ist und das von diesem zur Verwendung bei der Rückhaltung von Passagieren in ihren Sitzen in einem Kraftfahrzeug herausgezogen und zurückgezogen werden kann. Der Rollenrahmen trägt einen Sperrmechanismus in der Form eines Klinkenrades 38, das sich mit der Rolle dreht und eine Vielzahl von Zähnen 40 aufweist, die um seinen Umfang ausgebildet sind. Ein Sperren des Straffers 10 gegen ein Herausziehen des Sicherheitsgurtbandes, das auf die Rolle aufgewickelt ist, wird bei Verstellen des Aktuatormechanismus 20 in Eingriff mit den Klinkenradzähnen 40 erreicht, um so eine fortdauernde Drehung des Klinkenrades 38 und der Rolle, die den darauf aufgewickelten Sicherheitsgurt trägt, zu blockieren.
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Der bestimmte Sperrmechanismus kann von dem hier beschriebenen und veranschaulichten abgewandelt werden, da viele Formen von Sperrmechanismen existieren, die kommerziell verwendet sind und die durch einen Aktuatormechanismus, wie beispielsweise den Aktuatormechanismus 20, betätigt werden könnten.
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Die Universalaufnahme 14 ist in den 5–8 gezeigt und liegt vorzugsweise in der Form eines Korbes 42 vor, der ein Gewichtselement 44 (6) aufweist, das daran befestigt werden kann, um den Korb in die richtige vertikale Stellung 26 zu schwenken. Schwenkachsen oder Drehzapfen 46 erstrecken sich seitlich auswärts von jeder Seite des Korbes 42, um die Universalaufnahme 14 mit beschwertem Korb schwenkbar an dem Straffer 10 und genauer dem Sensorgehäuse 48 zu befestigen, wie nachstehend detaillierter beschrieben ist. Der Korb 42 weist eine Innenfläche 50 auf, die verschiedene Durchmesser besitzt, wie hier beschrieben ist, und an seinem Boden ist eine im wesentlichen flache ringförmige Auflage 52 zur Aufnahme des Bodens des ”stehenden Mannes” 18 darauf vorgesehen. Der ”stehende Mann” 18 weist einen sich verjüngenden unteren Abschnitt 54 und einen vergrößerten oberen Kopfabschnitt 56 auf. Die ringförmige Auflage 52 des Korbes trägt das untere Teil des unteren Abschnittes 54 des ”stehenden Mannes”, so daß der ”stehende Mann” 18 in einer vorbestimmten und im wesentlichen aufrechten Stellung beibehalten wird, wenn sich die Aufnahme 14 in ihrer vertikalen Orientierung befindet.
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Die Schwenkachsen 46 der Aufnahme 14 definieren eine Schwenkachse 58 für die Universalaufnahme 14 mit beschwertem Korb, wenn dieser schwenkbar an dem Gehäuse 48 befestigt ist. Die Schwenkachse 58 ist im allgemeinen mit dem Boden des Korbabschnittes 42 der Aufnahme 18 und insbesondere dessen Auflage 52 ausgerichtet, auf der der ”stehende Mann” 18 zur Erfassung von Beschleunigungen des Fahrzeugs schwenkt. Wenn der Korb 42 und das befestigte Gewichtselement 44 einen Pendelaufbau bildet, der schwerer als der kleine leichtgewichtige ”stehende Mann” 18 ist, wird die kleinere Masse und Trägheit des leichteren ”stehenden Mannes” 18 bewirken, daß er im Gegensatz zu dem schwereren Pendelaufnahmeaufbau 14 eine größere Empfindlichkeit gegenüber Fahrzeugbeschleunigungen aufweist. Somit wird der ”stehende Mann” 18 im Vergleich zu dem schwereren Pendelaufnahmeaufbau 14 mit seinem größeren Gewicht und seiner größeren Trägheit, der zuerst bei einer niedrigeren Schwelle, aber mit einer wesentlich langsameren Rate als der ”stehende Mann” in Ansprechen auf Beschleunigungen des Fahrzeugs verstellt wird, mit einer schnelleren Rate aus seiner vorbestimmten aufrechten Stellung in Ansprechen auf Fahrzeugbeschleunigungen verstellt, die ein vorbestimmtes Schwellenniveau erreichen.
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Beabstandete vertikale Vorsprünge 60 erstrecken sich aufwärts von dem oberen Teil des Korbes 42 an seinen vorderen und rückwärtigen Enden entlang einer Seite des Korbes 42. Die Vorsprünge 60 umfassen jeweils eine Öffnung 62 zur schwenkbaren Befestigung eines Hauptaktuators 64 daran. Der Hauptaktuator 64 ist in den 9–12 gezeigt und umfaßt einen Querkörperabschnitt 66 mit einer Schwenkwelle 68, die entlang einer Seite des Körperabschnittes 66 ausgebildet ist. Die Schwenkwelle 68 umfaßt ein im Durchmesser verringertes vorderes und ein rückwärtiges Ende 70 und 72 zur schwenkbaren Befestigung in den Vorsprungsöffnungen 62. Die Wellenenden 70 und 72 können mit einer Verjüngung oder einer Abschrägung ähnlich den Öffnungen 62 zur engen Einpassung darin versehen sein.
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Der Körperabschnitt 66 des Hauptaktuators weist einen gewölbten Abschnitt 74 auf, der sich konvex von dem oberen Teil des Körpers 66 erstreckt. Ähnlicherweise weist der Kopfabschnitt 56 des ”stehenden Mannes” 18 einen gerundeten oder gewölbten Abschnitt 76 auf, der sich konvex aufwärts von seiner flachen Oberseite erstreckt. Der Körper 66 weist eine Kammer 78 auf, die unter dem gewölbten Abschnitt 74 ausgebildet ist und eine Fläche (nicht gezeigt) aufweist, die konvex geformt ist, um mit der Krümmung des gewölbten Abschnittes 74 auf seiner Unterseite übereinzustimmen.
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Somit ragt, wenn der Aktuator 64 schwenkbar an der Trägheitselementaufnahme oder dem Pendelaufbau 14 wie beispielsweise durch Schwenkwelle 68 und ihre Vorsprünge 60 schwenkbar befestigt ist und wenn der ”stehende Mann” 18 in seiner aufrechten Stellung in dem Korb 42 durch die ringförmige Auflage 52 getragen ist, die abgerundete Oberseite 76 des ”stehenden Mannes” 18 in die Kammer 78 und in Eingriff mit der Unterseite des gewölbten Abschnittes 64 des Aktuators 74 vor. Es ist bevorzugt, daß die jeweiligen gewölbten Abschnitte 74 und 76 des Aktuators 64 und des ”stehenden Mannes” 18 im wesentlichen den gleichen Krümmungsradius aufweisen, so daß die Relativbewegung zwischen der Aufnahme 14 und dem Trägheitselement 18 vor dem Kippen des Trägheitselements 18 in Ansprechen auf die vorbestimmte Schwellenbeschleunigung keine Verstellung oder kein Schwenken des Aktuators 64 bewirkt, da dies die Empfindlichkeit des Aktuatormechanismus 20 während des größten Teiles des relativen Verlaufes oder der relativen Bewegung zwischen den gewölbten Abschnitten 74 und 76 ändern könnte. Auf diese Art und Weise erfolgt weder eine wesentliche Änderung der Empfindlichkeit noch ein vorzeitiges Sperren des Straffers 10 durch den Aktuatormechanismus 20, bevor die Schwellenbeschleunigung erfaßt wird.
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Der Hauptaktuator 64 weist einen länglichen Verlängerungsabschnitt 80 (9–12) auf, der sich im allgemeinen parallel zu der Schwenkwelle 68 quer zu dem Körperabschnitt 56 und über dessen gewölbten Abschnitt 74 erstreckt. Der Verlängerungsabschnitt 80 umfaßt einen Abschnitt 81 desselben, der mit einem oberen konturierten Eingriffsflächenabschnitt 82 versehen ist, um einen Nebenaktuator 84 (13) zu tragen, der darauf läuft, wenn der Straffer 10 und die Rückenlehne schräggestellt werden. Der Nebenaktuator 84, der dem Hauptaktuator 64 ähnlich ist, weist eine Schwenkwelle 86 auf, die sich seitwärts an seinem vorderen Ende erstreckt, um den Aktuator 84 an dem Sensorgehäuse 48 schwenkbar zu befestigen, wie nachstehend detaillierter beschrieben ist. Rückwärts und quer zu der Schwenkwelle 86 erstreckt sich ein Pickel- oder Sperrklinkenabschnitt 88. Der Sperrklinkenabschnitt 88 erstreckt sich rückwärts zu einem distalen Ende oder Zahn 90, der rechteckig ist, um eine flache Anschlagfläche 90a zum Eingriff in die Zähne 40 des Klinkenrades 38 zu schaffen, wenn das Fahrzeug die Schwellenbeschleunigung erreicht oder bei den festgelegten Neigungsstellungen 30 oder 32 aus der Konstruktionsstellung 24. Der Sperrklinkenabschnitt 88 umfaßt einen abhängigen Fußvorsprung 92, der auf einem oberen Teil des Verlängerungsabschnittes 80 des Hauptaktuators ruht.
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Der Nebenaktuator 84 ruht auf dem Hauptaktuator 64, und jeweilige Schwenkachsen dieser Aktuatoren sind unter 90° zu einander angeordnet. Der Eingriffsflächenabschnitt 82 an dem Hauptaktuator 64 ist relativ zu der Kontur der Fläche 82 konturiert, so daß, wenn der Fußvorsprung 92 des Nebenaktuators durch Schrägstellung der Rückenlehne und des Straffers 10 daran entlang verschoben wird, das distale Ende 90 des Sperrklinkenabschnittes 88 des Nebenaktuators beständig von den Klinkenradzähnen 40 beabstandet ist. Somit wird die Empfindlichkeit des Sperrmechanismus beibehalten, wenn der Korb schwenkt. Das heißt, die Kontur des Flächenabschnittes 82 ist so programmiert, daß ein im wesentlichen konstanter Spalt 94 zwischen dem Ende 90 des Sperrklinkenabschnittes 88 des Nebenaktuators und den Zähnen 40 des Klinkenrades 38 während der Schrägstellung der Rückenlehne über den größten Teil der Rückenlehnenneigung beibehalten wird. Durch das Konstanthalten des Spaltes 94 ändert sich die Empfindlichkeit des Sensors 12 bezüglich Fahrzeugbeschleunigungen nicht, trotzdem die Rückenlehne bei verschiedenen Winkeln der Neigung zu der Vertikalen 26 angeordnet ist. Genauer definiert die konturierte Eingriffsfläche 82 vorzugsweise einen Bogen eines Kreises, der ein Zentrum aufweist, das im wesentlichen mit der Schwenkachse 58 des Pendelaufnahmeaufbaus 14 übereinstimmt. Demgemäß wird, wenn sich der Straffer 10 über den Winkelbereich der Rückenlehnenneigungen bewegt, der Nebenaktuator 84 in einem kreisförmigen Weg um den programmierten Flächenabschnitt 82 bewegt, wobei sein distales Ende 90 bei einem konsistenten Abstand 94 von den Klinkenradzähnen 40 gehalten wird.
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Wie vorher diskutiert wurde, ist der Aktuatormechanismus 20 so aufgebaut, daß, wenn die Rückenlehne und der Straffer 10, der daran befestigt ist, in ihre Rückwärtsneigungsstellung 30 verstellt werden, der Aktuatormechanismus 20 und insbesondere der Hauptaktuator 64 und Nebenaktuator 84 zusammenwirken, um den Straffer 10 gegen die Gurtabwicklung von diesem zu sperren, wie in 2 gezeigt ist. Diesbezüglich umfaßt die Verlängerung 80 des Hauptaktuators 64 einen distalen Abschnitt oder Vorsprung 96, der sich rückwärts von einem Abschnitt 81 desselben, der die konturierte Eingriffsfläche 82 umfaßt, in Richtung der Klinkenradzähne 40 erstreckt. Somit bewegt sich, wenn der Straffer 10 rückwärts schräggestellt ist, der Fußvorsprung 92 des Nebenaktuators 84 schließlich von der konturierten Eingriffsfläche 82 auf die flachere Fläche 98 des Vorsprungs 96. Wenn der Fußvorsprung 92 des Nebenaktuators den distalen Vorsprungsabschnitt 96 der Verlängerung 80 erreicht, bewirkt ein fortgesetztes Schwenken des Straffers 10 in Richtung der Rückwärtsneigungsstellung 30, daß der Fußvorsprung 92 auf der flachen Fläche 98 läuft, so daß das distale Ende 90 des Nebenaktuators in Richtung der Klinkenradzähne 40 bewegt wird. Wenn der Straffer 10 in die Rückwärtsneigungsstellung 30 schräggestellt ist, wird der Fußvorsprung 92 des Nebenaktuators durch das rückwärtige Ende 96a des Vorsprunges 96 getragen, wobei sein rechteckiges Ende 90a in einen Sperreingriff mit den Klinkenradzähnen 40 bewegt wird, wie in 2 gezeigt ist.
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Auf diese Art und Weise ist der Vorsprung 96 des Verlängerungsabschnittes 80 des Hauptaktuators 64 betätigbar, um zu bewirken, daß der Nebenaktuator 84 den Straffer 10 bei der vorgeschriebenen Winkeldistanz, d. h. 45° von der Konstruktionsstellung 24 bei Rückwärtsneigungsstellung 30 ohne das Erfordernis sperrt, daß der ”stehende Mann” 18 verstellt wird oder kippt, um zu bewirken, daß der Hauptaktuator 64 zum Anheben des Endes 90 des Nebenaktuators 84 in Eingriff mit den Zähnen 40 verstellt wird. Wie vorher beschrieben wurde, kann dadurch, daß die Zuverlässigkeit des Betriebs des ”stehenden Mannes” 18 bei oder über die rückwärtige Stellung 30 von 45° hinaus vermieden ist, die Empfindlichkeit des Sensors 12 während des Schwenkens der Rückenlehne und des Straffers 10 im wesentlichen unverändert bleiben, bis sie einen Punkt erreichen, der nahe der Rückwärtsneigungsstellung 30 ist, an dem der Fußvorsprung 92 beginnt, auf dem distalen Vorsprung 96 des Verlängerungsabschnittes 80 des Hauptaktuators zu laufen, so daß das Nebenaktuatorende 90 beginnt, in Richtung der Klinkenradzähne 40 angehoben zu werden. Demgemäß besteht nur eine kurze Winkeldistanz der Rückenlehnenneigung, während der der Fußvorsprung 92 auf dem Hauptaktuatorvorsprung 96 läuft. Während dieser Zeit ist der Sensor 12 empfindlicher gegenüber Fahrzeugbeschleunigungen, da das distale Ende 90 des Nebenaktuators beginnt, sich näher zu den Klinkenradzähnen 40 zu bewegen, so daß es infolge des abnehmenden Spaltes 94 dazwischen schneller damit in Eingriff verstellt wird. Diese erhöhte Empfindlichkeit des Sensors 12 besitzt wenig praktische Folgen, da dies nur auftritt, wenn die Rückenlehne über beinahe den gesamten Weg zurück in ihre rückwärtigste Neigungsstellung 30 verstellt ist, in der die Rückenlehne vermutlich selten verwendet wird, insbesondere auf der Fahrerseite des Fahrzeugs.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, wird als nächstes das stationäre Gehäuse 48 genauer beschrieben, das an der Rahmenseitenwand 34 befestigt ist. Das Gehäuse 48 weist eine Seitenwand 100 auf, die an der Strafferseitenwand 34 an deren Boden unter dem Zahnrad 38 befestigt ist. Wie vorher erwähnt wurde, sind sowohl die Pendeluniversalaufnahme 14 und insbesondere ihr Korb 42 und der Nebenaktuator 84 schwenkbar an dem Gehäuse 48 befestigt. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 48 einen Seitenarm 102 auf, der parallel zu der Seitenwand 100 ist und mit dieser mittels einer Vorderstirnwand 104 verbunden ist, die einstückig mit dem rückwärts angewinkelten Abschnitt 105 der Wand 104 ist, der an dem vorher beschriebenen Queranschlag 22 endet. Die Seitenwand 100 weist einen vorderen oberen zylindrischen Ansatz 106 und einen rückwärtigen unteren zylindrischen Ansatz 108 auf, die zu Öffnungen 110 und 112, die in dem Seitenarm 102 ausgebildet sind, ausgerichtet sind. Die Öffnung 110 ist an dem oberen Ende des im wesentlichen vertikalen Abschnittes 114 des Armes 102 ausgebildet, und die Öffnung 112 ist in dem sich rückwärts erstreckenden Abschnitt 116 des Armes 102 an dem oberen Teil seines nach oben gedrehten Endes 118 ausgebildet. Die Aufnahme 14 für das Pendel oder den beschwerten Korb ist an dem Gehäuse 48 mit Schwenkachsen 46 schwenkbar befestigt, die in den zylindrischen Ansatz 108 und die Öffnung 112 eingesetzt sind, die zueinander ausgerichtet sind, so daß die Vorsprünge 60 benachbart der Seitenwand 100 des Gehäuses 48 liegen.
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Wenn die Schwenkwellenenden 70 und 72 schwenkbar in den Vorsprungsöffnungen 62 befestigt sind, erstreckt sich der Hauptaktuatorkörperabschnitt 66 quer und weg von der Strafferwand 34 und der Gehäusewand 100, die daran befestigt ist. Mit dieser Anordnung ist der Verlängerungsabschnitt 80 des Hauptaktuators von der Gehäusewand 100 seitlich beabstandet und erstreckt sich rückwärts, so daß sein Abschnitt 96 über den Korb 42 hinausragt, wie in den 1 und 2 gezeigt ist. Zusätzlich ist der obere Ansatz 106 des Gehäuses und die damit ausgerichtete Öffnung 110 zur schwenkbaren Befestigung von verringerten abgeschrägten Enden 86a und 86b der Schwenkwelle 86 des Nebenaktuators im allgemeinen über die Vorsprungsöffnungen 62 beabstandet. Demgemäß wird der Nebenaktuator 84, der schwenkbar an dem Gehäuse 48 über Ansatz 106 und dessen Öffnung 110 befestigt ist, über dem Hauptaktuator 64 angeordnet sein, der schwenkbar an dem Korb 42 und so befestigt ist, daß der sich rückwärts erstreckende Sperrklinkenabschnitt 88 des Nebenaktuators 84 über den sich rückwärts erstreckenden Verlängerungsabschnitt 80 des Hauptaktuators 64 ausgerichtet ist, wobei der Fußvorsprung 92 an den oberen Flächenabschnitten 82 oder 98 der Verlängerung 80 getragen ist. Auf diese Art und Weise kann ein Kippen des ”stehenden Mannes” 18 bewirken, daß der Hauptaktuator 64 mit seinem Verlängerungsabschnitt 80 um die Schwenkwelle 68 verstellt und geschwenkt wird, die ihrerseits den Nebenaktuator 84, der durch den Hauptaktuatorabschnitt 80 getragen ist, um seine Schwenkwelle 86 und in Eingriff mit den Klinkenradzähnen 40 zum Sperren des Straffers gegen eine Gurtabwicklung von diesem anhebt und schwenkt.
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Wie in den 5–8 gezeigt ist, umfaßt der Korb 42 vorzugsweise einen oberen ringförmigen Abschnitt 120, wobei sich ein sich verjüngender Zwischenabschnitt 122 abwärts davon zu einer horizontalen Leistenwand 124 erstreckt, die radial einwärts von dem Boden des sich verjüngenden Abschnittes 122 vorragt. Ein unterer sich verjüngender Abschnitt 106 erstreckt sich von dem radial inneren Rand der Leistenwand 124 nach unten zu der ringförmigen Auflage 52. Somit verjüngt sich die Innenfläche 50 des Korbes 42 allgemein von dem ringförmigen Abschnitt 120 mit größerem Durchmesser nach unten zu einem kleineren Durchmesser an den Boden des unteren sich verjüngenden Abschnittes 106, an dem die Auflage 52 ausgebildet ist.
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Der Gehäuseseitenarm 102 (3 und 4) ist seitwärts von der Seitenwand 100 beabstandet, um so die Größe des Gehäuses 48 zu minimieren. Diesbezüglich weist der Korb 42 einen Halterungsabschnitt 127 auf, der an der Seite der ringförmigen und sich verjüngenden Abschnitte 120 und 122 des Korbes ausgebildet ist, die von der Gehäusewand 100 beabstandet sind, und der einen vorwärts gerichteten, in Querrichtung verlaufenden Anstoßabschnitt 127a zum Eingriff mit Anschlag 129 aufweist, der an dem inneren Rand 116a des Gehäusearmabschnittes 116 ausgebildet ist, wie in 3 gezeigt ist. Um die Aufnahme 14, das Trägheitselement 18 und den Hauptaktuator 64 mit Spielraum zu versehen, wenn das Gehäuse 48 zusammen mit dem Straffer 10 in Richtung der Rückwärtsneigungsstellung 30 geschwenkt wird, ist der Innenrand 114a des vertikalen Abschnittes 114 des Gehäusearmes mit einem Ausschnittsbereich 115 versehen. Auf diese Art und Weise tritt keine Überlagerung des vertikalen Armabschnittes 114 auf, wenn der Straffer 10 und das Gehäuse 48 rückwärts geschwenkt werden. Die Seitenwand 100 ist mit einem einstückigen Flansch 100a versehen, der sich um ihren unteren Umfang erstreckt, um daran eine Gehäuseabdeckung (nicht gezeigt) durch eine Reibpassung eng aufnehmen zu können, so daß das Gehäuse 48 den Sensor 12 darin einschließt, während an dem Boden und der Seite des Straffers 10 wenig Raum eingenommen wird.
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Da die Aufnahme 14 mit beschwertem Korb oder Pendel schwenkbar an dem Gehäuse 48 befestigt ist, erstreckt sich der Halterungsabschnitt 127 seitwärts über den Gehäusearm 102 hinaus. Zusätzlich sind zwei Anschläge 22 und 129 vorwärts auf einer Seite der Schwenkachse 58 angeordnet. Somit wird, wenn die Auflage schwenkt und bewirkt, daß der Straffer 10 rückwärts in Richtung der Rückwärtsneigungsstellung geschwenkt wird, das Gehäuse 48, das an dem Straffer 10 befestigt ist, um Achse 58 geschwenkt, um den Armabschnitt 116 in Richtung der Pendelaufnahme 14 und genauer den Anschlag 129 in Eingriff mit dem Anstoßabschnitt 127a des Korbhalterungsabschnittes 127 zu bringen, sobald der Straffer 10 die Rückwärtsneigungsstellung 30 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Fußvorsprung 92 des Nebenaktuators 84 an dem Ende 96a des Verlängerungsabschnittes 80 des Hauptaktuators, so daß das Nebenaktuatorende 90 in Eingriff mit den Klinkenradzähnen 40 steht, wie vorher beschrieben wurde. Demgemäß stimmt an der Rückwärtsneigungsstellung 30 ein Eingriff der Aufnahme 14 und genauer des in Querrichtung verlaufenden Halterungsabschnittes 127a mit dem Anschlag 129 mit dem Sperren des Strafferklinkenrades 38 durch den Aktuatormechanismus 20 und genauer durch Zusammenwirken des Hauptaktuators 64 und des Nebenaktuators 84 überein. Da die Rückenlehne vorzugsweise nicht über die rückwärtigste Neigungsstellung 30 verstellt wird, wird ein Eingriff des Anschlages 129 mit dem Korbabschnitt 127 so, daß die Aufnahme 14 bei Neigungen des Straffers 10 über die Stellung 30 hinaus nicht eingestellt wird, keine praktische Bedeutung haben.
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Ein Schwenken des Straffers 10 vorwärts von der Rückwärtsneigungsstellung 30 und in Richtung der vollständigen Vorwärtsstellung 28 bewirkt, daß der Wandabschnitt 105 in Richtung des Gewichtselementes 44 der Aufnahme 14 mit beschwertem Korb geschwenkt wird. Sobald die vollständige Vorwärtsstellung 28 der Rückenlehnenneigung bei 5,5° in diesem Fall erreicht worden ist, wie in 1 gezeigt ist, steht die Aufnahme 14 und genauer ihr Gewichtselement 44 in Eingriff mit dem Anschlag 22 an dem Gehäusewandabschnitt 105. An diesem Punkt ist der Aktuatormechanismus 20 nicht in Sperreingriff mit dem Straffer 10, ohne daß das Fahrzeug die zur Verstellung des Trägheitselementes 18 erforderliche Schwellenbeschleunigung erreicht. Wenn ein fortgesetztes Schwenken des Straffers 10 über die vollständige Vorwärtsstellung von 5,5° zu einer Stellung von –26,5° stattfinden würde, würde der Straffer 10 als ein normaler Straffer 10 wirken, da die Aufnahme 14 nicht länger einstellt, wobei der ”stehende Mann” kippt, um den Sperrmechanismus 20 zu betätigen und den Straffer zu sperren. Das heißt, das Trägheitselement vom Typ eines ”stehenden Mannes” ist so konstruiert, daß es bei einer Neigung von 22° kippt, so daß ein Schrägstellen des Straffers 10 vorwärts um 22° aus der vollständigen Vorwärtsstellung 28 der Rückenlehne bewirken würde, daß der ”stehende Mann” 18 kippt und seinerseits bewirken würde, daß der Aktuatormechanismus 20 den Straffer 10 sperrt. Wie oben beschrieben ist, entstehen, da ein Schwenken des Straffers 10 über die vollständig Vorwärtsstellung 28 hinaus vorzugsweise nicht im Betriebsbereich der Rückenlehnenneigungen liegt, keine Probleme bezüglich Änderungen der Empfindlichkeit des Trägheitssensors 12, wie es bewirkt wird, wenn die Aufnahme 14 in Eingriff mit dem Anschlag 22 steht und der Straffer 10 über die vollständige Vorwärtsstellung 28 hinaus vorwärts geschwenkt ist. Diesbezüglich ist die Zuverlässigkeit in bezug auf das Kippen des ”stehenden Mannes” 18 akzeptabel, um ein Sperren des Straffers 10 an einem Punkt vor der gesperrten Konstruktionsstellung 32 zu bewirken.
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Es werden nun die Konstruktionsdetails des veranschaulichten Gewichtselementes 44 beschrieben, das dazu dient, um den Korb 42 relativ zu der Rückenlehne und den Sitzdrehungen zu schwenken. Vorzugsweise wird eine Schwalbenschwanzpassung zwischen dem Gewichtselement und dem Korb verwendet. Zu diesem Zweck kann ein trapezförmiger Befestigungsfuß 128 an dem Boden des Korbes 42 zur Befestigung des Gewichtselementes 44 daran vorgesehen sein. Das Gewichtselement 44 weist obere Arme 130 und 132 auf, die jeweilige Seitenflächen 130a und 132a umfassen, die geneigt sind und voneinander weglaufen, wenn sie sich von dem oberen Teil in Richtung des unteren Teiles ihrer jeweiligen Arme 130 und 132 erstrecken. Die Flächen 130a und 132a definieren eine Trapezraum dazwischen, der im wesentlichen mit der Form des Befestigungsfußes 128 übereinstimmt. Die Arme 130 und 132 erstrecken sich von einem Hauptkörperabschnitt 134 des Gewichtselementes 44 aufwärts und beabstandet von seinen vertikalen Seiten 136 und 138, so daß eine obere Schulterfläche 140 des Körperabschnittes 136 zwischen Seiten der Arme 130 und 132 und Körperabschnittsseiten 136 und 138 ausgebildet ist. Unterhalb der geneigten Flächen 130a und 132a erstreckt sich ein erhöhter Anstoßabschnitt 141 zwischen den Armen 130 und 132 und ragt über die obere Fläche 140 des Körperabschnittes hinaus. Ein paar kleiner halbkreisförmiger Stoßfängervorsprünge 142 sind von der Bodenfläche 144 des trapezförmigen Fußabschnittes 128 angehoben und zentral zwischen seinen gegenüberliegenden geneigten Flächen 146 und 148 beabstandet. Die Stoßfängervorsprünge 142 sind seitlich voneinander mit einer Distanz beabstandet, die geringfügig größer als die Länge der Arme 130 und 132 ist.
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Um das Gewichtselement 44 an dem Korb 42 und genauer die Arme 130 und 132 an dem Befestigungsfuß 128 zu befestigen, ist der Befestigungsfuß 128 so orientiert, daß seine geneigten Flächen 146 und 148 in gegenüberliegender enger eingepaßter Beziehung mit den geneigten Armflächen 130a und 132a liegen, um so eine relative Bewegung in einer Richtung von vorne nach hinten oder Längsrichtung zwischen dem Gewichtselement 44 und dem Korb 42 zu verhindern. Wenn der trapezförmige Befestigungsfuß 128 in dem trapezförmigen Raum aufgenommen ist, der zwischen den Armen 130 und 132 und genauer zwischen seinen gegenüberliegend geneigten Flächen 130a und 132a definiert ist, sind die erhöhten Stoßfänger 142 in engem Paßsitz mit jeder Seite des Anstoßabschnittes 141, um so das Gewichtselement 44 davon abzuhalten, sich bezüglich des Korbes 42 seitwärts zu verstellen.
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Wie gezeigt ist, kann das Gewichtselement 44 mit einem unteren Abschnitt 148 unter dem Körperabschnitt 136 versehen sein, um das Gewicht und die Trägheit des Gewichtselements 44 zu erhöhen und sicherzustellen, daß es im wesentlichen vertikal bleibt, wenn der Sitz und der Straffer 10 geschwenkt werden, und so daß der ”stehende Mann” 18 auf erfaßte Fahrzeugbeschleunigungen richtig reagiert, wie oben beschrieben ist. Zusätzlich verjüngt sich die Innenfläche 50 des Körpers 42 nach unten zu einem Durchgang, der in dem Korbfußabschnitt 128 ausgebildet ist und mit einem ähnlichen Durchgang 150 ausgerichtet ist, der sich vertikal durch das Gewichtselement 44 erstreckt, so daß Feuchtigkeit oder Staub, der in das Gehäuse 48 und den beschwerten Aufnahmekorb 18 gelangt, hindurch entweichen kann.
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Wenn der Korb 42 und das Gewichtselement 44 aufgebaut sind, ist der ”stehende Mann” 18 in dem Korb 42 so angeordnet, daß der untere Abschnitt 54 des ”stehenden Mannes” an seinem Boden 54a durch die ringförmige Auflage 52 getragen wird, wie vorher beschrieben ist. Die Durchmesser über den unteren sich verjüngenden Abschnitt 126 des Korbes 42 sind an allen Punkten ausreichend größer als die entsprechenden Durchmesser des unteren Abschnittes 54 des ”stehenden Mannes”, um so Raum für eine seitliche Verstellung oder ein Kippen des ”stehenden Mannes 18 in dem Korb 42 vorzusehen. Der Abschnitt 54 des ”stehenden Mannes” weist eine Höhe auf, die größer als die des unteren Abschnittes 146 des Korbes ist, so daß der vergrößerte Kopf 56 des ”stehenden Mannes” 18 in dem Bereich angeordnet ist, der durch den ringförmigen Abschnitt 120 und den sich verjüngenden Zwischenabschnitt 122 des Korbes 42 definiert ist. Wiederum sind die Durchmesser der Korbabschnitte 120 und 122 größer als die entsprechenden Durchmesser des Kopfes 56 des ”stehenden Mannes”, um so ausreichend Raum für eine seitliche Verstellung und ein Überkippen des ”stehenden Mannes” 18 zu schaffen, wenn die Fahrzeugschwellenbeschleunigung erreicht ist.
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Der ”stehende Mann” 18 umfaßt eine Schulter 152 zwischen dem unteren Abschnitt 54 und seinem vergrößerten oberen Kopfabschnitt 56, die mit der Korbleistenwand 124 in Eingriff steht, wenn der ”stehende Mann” 18 aus seiner aufrechten Stellung kippt. Auf diese Art und Weise wird der ”stehende Mann” 18 davon abgehalten, daß er zu weit überkippt, so daß der Eingriff der Schulter 152 des ”stehenden Mannes” mit der Korbwand 124 zuläßt, daß der ”stehende Mann” 18 sich selbst zurück in seine aufrechte Stellung aufrichten kann, sobald die Fahrzeugbeschleunigungen unter die Schwellenbeschleunigung absinken, so daß der Sensor 12 wiederum Fahrzeugbeschleunigungen detektieren kann, die die Schwellenbeschleunigung überschreiten, die zum Kippen des ”stehenden Mannes” 18 erforderlich ist. Ähnlicherweise hält, wenn der Straffer 10 über die Konstruktionssperrstellungen 30 und 32 mit Rückwärts- und Vorwärtsneigung hinaus schräggestellt ist, der Eingriff zwischen der Schulter 152 des ”stehenden Mannes” und der Korbleistenwand 124 den ”stehende Mann” 18 in derselben übergekippten Stellung, in der er bereit ist, in seine aufrechte Stellung zurückzukehren, wenn der Straffer 10 zurück in eine Neigung geneigt wird, die zwischen den Stellungen 30 und 32 liegt.
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Während hier bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben und veranschaulicht worden sind, sei angemerkt, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen für Fachleute offensichtlich sind. Somit decken die angefügten Ansprüche alle Änderungen und Modifikationen ab, die in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.
