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Die
Erfindung betrifft einen Gurtstafferantrieb für eine Fahrzeuginsassenrückhaltesystem,
mit einem Antriebsmittel, mehreren Massekörpern, die von dem Antriebsmittel
beschleunigt werden können,
einer Antriebswelle, und einem Mitnehmerrad, wobei das Mitnehmerrad
von den Massekörpern
in Drehung versetzt werden kann, um die Antriebswelle anzutreiben.
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Ein
solcher Gurtstrafferantrieb ist aus der
DE 101 19 199 A1 bekannt.
Er dient dazu, über
eine Antriebswelle eine Gurtspule anzutreiben, um im Rückhaltefall
Gurtband aufzurollen, sodaß eine
eventuell vorhandene Gurtlose beseitigt wird. Am Mitnehmerrad ist
eine Innenverzahnung angebracht, die einen größeren Radius aufweist als die
Verzahnung der Antriebswelle. Das Mitnehmerrad ist mit Scherstiften
so im Gehäuse
des Gurtstrafferantriebs befestigt, daß die Verzahnungen im Ruhezustand
nicht ineinandergreifen. Erst wenn das Mitnehmerrad von den Massekörpern getroffen
wird und die Scherstifte brechen, wird das Mitnehmerrad aus seiner
Ruheposition gelöst
und die Innenverzahnung kann in die Verzahnung der Antriebswelle
greifen.
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Die
Erfindung schafft einen Gurtstrafferantrieb, der eingangs genannten
Art, bei dem ein Kupplungsmechanismus vorgesehen ist, der von den Massekörpern auslösbar ist,
um das Mitnehmerrad zu Beginn eines Straffvorgangs mit der Antriebswelle zu
koppeln. Der Kupplungsmechanismus gewährleistet eine einfache und
zuverlässige
kraftschlüssige Verbindung
des Mitnehmerrades mit der An triebswelle. Dadurch kann der Sicherheitsgurt
ohne Behinderung durch den Gurtstraffer benutzt werden, da die Antriebswelle
vor dem Straffvorgang frei drehbar bleibt, und dadurch ungehindert
vom Gurtstrafferantrieb Gurtband ab- oder aufgerollt werden kann.
Ein Kupplungsmechanismus ermöglicht
es auch, daß die Verbindung
zwischen der Antriebswelle und dem Mitnehmerrad am Ende des Straffvorgangs
in einem vorherbestimmten, definierten Zustand verbleibt und zwar
unabhängig
davon, ob alle Massenkörper
das Mitnehmerrad durchlaufen haben oder der Straffvorgang vorher
abgebrochen wurde, etwa weil nur eine geringe Länge an Gurtband aufgerollt
werden konnte, da nur eine kleine Gurtlose vorhanden war. Dieser Endzustand
kann sowohl darin bestehen, daß die Kopplung
zwischen der Antriebswelle und dem Mitnehmerrad erhalten bleibt,
als auch darin, daß die Kopplung
wieder getrennt wird, um den Gurtaufroller nach dem Straffvorgang
wieder normal benutzen zu können.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
ausführlich
beschrieben. Dazu wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen,
in welchen zeigt:
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1 eine schematische Darstellung
eines Gurtstrafferantriebs gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung in einem ersten Zustand;
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2 der Gurtstrafferantrieb
aus 1 in einem zweiten
Zustand;
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3 der Gurtstrafferantrieb
aus 1 in einem dritten
Zustand;
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4 der Gurtstrafferantrieb
aus 1 in einem vierten
Zustand; und
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5 eine schematische Ansicht
eines Gurtstrafferantriebs gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform
eines Gurtstrafferantriebs 10 schematisch in einem Ausgangszustand,
d.h. vor der Auslösung
eines Straffvorgangs, dargestellt. Der Gurtstrafferantrieb 10 besitzt
ein Gehäuse 12,
in dem ein Mitneh merrad 14 drehbar gelagert ist. Konzentrisch
zum Mitnehmerrad 14 ist eine Antriebswelle 16 angeordnet,
mittels welcher der Gurtstrafferantrieb 10 in bekannter Weise
einen hier nicht dargestellten Gurtaufroller antreiben kann, indem
beispielsweise die Antriebswelle 16 drehfest mit einer
Gurtspule des Gurtaufrollers verbunden ist. Die Antriebswelle 16 ist
außerdem
mit einer Verzahnung 18 versehen.
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Der
Gurtstrafferantrieb weist weiterhin ein Antriebsmittel auf, das
in den Figuren als Treibrohr 20 mit einem geschlossenen
Ende und einem offenen Ende, welches in das Gehäuse 12 mündet, dargestellt
ist. Im Inneren des Treibrohres 20 sind mehrere Massekörper in
Form von Stahlkugeln 22 und am geschlossenen Ende eine
Treibladung 24 untergebracht.
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Das
Mitnehmerrad 14 ist an seinem Umfang mit Ausnehmungen 26 versehen,
welche so ausgebildet sind, daß sie
jeweils eine der Stahlkugeln 22 aufnehmen können. Weiterhin
ist das Mitnehmerrad 14 mit einer Kupplungsklinke 30 ausgestattet.
Die Kupplungsklinke 30 ist an einem Ende schwenkbar am
Mitnehmerrad 14 gelagert. An einem anderen, freien Ende
der Kupplungsklinke 30 sind Zähne 32 ausgebildet,
mit denen die Kupplungsklinke 30 in die Verzahnung 18 der
Antriebswelle 16 greifen kann, um das Mitnehmerrad 14 mit
der Antriebswelle 16 zu koppeln. Eine Entkupplungsfeder 34 zwischen
dem freien Ende der Kupplungsklinke 30 und dem Mitnehmerrad 14 hält die Kupplungsklinke 30 in
ihrer in 1 gezeigten
Ausgangsstellung, in welcher sie nicht in die Verzahnung 18 der
Antriebswelle 16 greift.
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Ein
Schwenkhebel 40 ist an einem ersten Ende 42 schwenkbar
im Gehäuse 12 gelagert.
Mit einem zweiten, freien Ende 44 ragt der Schwenkhebel 40 in
die Mündung
des Treibrohres 20. Der Schwenkhebel 40 ist über einen
Steuerhebel 46 mit der Kupplungsklinke 30 gekoppelt.
Dabei greift ein erstes Ende des Steuerhebels 46 etwa in
der Mitte des Schwenkhebels 40 an, während das zweite Ende des Steuerhebels 46 über ein
Gelenk 48 an dem freien Ende der Kupplungsklinke 30 angreift.
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Der
Gurtstrafferantrieb 10 ist also mit einem von der Kupplungsklinke 30,
der Verzahnung 18, dem Schwenkhebel 40 und dem
Steuerhebel 46 gebildeten Kupplungsmechanismus versehen,
der von den Massekörpern 22 auslösbar ist,
um das Mitnehmerrad 14 zu Beginn eines Straffvorgangs mit
der Antriebswelle 16 zu koppeln, wie im folgenden beschrieben
ist.
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In
der in 1 dargestellten
Ausgangsstellung ist die Antriebswelle 16, wie bereits
beschrieben, nicht mit dem Mitnehmerrad 14 gekoppelt. Somit kann
sich die Antriebswelle 16 vom Gurtstrafferantrieb unbeeinflußt drehen.
Ein mit der Antriebswelle 16 verbundener Gurtaufroller
wird daher in seiner Funktion von dem Gurtstrafferantrieb 10 nicht
behindert.
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Zur
Auslösung
des Gurtstrafferantriebs 10 wird die Treibladung 24 gezündet. Der
dabei entstehende Gasdruck treibt die Massekörper 22 aus dem Treibrohr 20.
Dabei betätigt
die erste der Stahlkugeln 22 den Schwenkhebel 40.
Damit wird die Kupplungsklinke 30 über die aus dem Schwenkhebel 40 und dem
Steuerhebel 46 bestehende Hebelvorrichtung in die Verzahnung 18 der
Antriebswelle 16 eingesteuert. Die Stahlkugeln 22 treten
aus der Mündung
des Treibrohrs 20 aus und treffen auf das Mitnehmerrad 14,
wobei sie in den Ausnehmungen 26 aufgenommen werden und
dabei das Mitnehmerrad 14 in Drehung versetzen. Da das
Mitnehmerrad 14 nunmehr mit der Antriebswelle 16 gekoppelt
ist, wird die Antriebswelle 16 ebenfalls angetrieben, wodurch
ein mit der Antriebswelle 16 verbundener Gurtaufroller
Gurtband aufwickeln kann, um eine eventuell vorhandene Gurtlose
zu beseitigen.
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Damit
sich das Mitnehmerrad 14 drehen kann, ist die Verbindung
zwischen dem Schwenkhebel 40 und der Kupplungsklinke 30 trennbar,
vorzugsweise indem das Gelenk 48 zwischen Steuerhebel 46 und
Kupplungsklinke 30 lösbar
ausgebildet ist, beispielsweise in Form eines abscherbaren Verbindungsstiftes.
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Die
Entkupplungsfeder 34 ist so bemessen, daß die Kupplung
zwischen Mitnehmerrad 14 und Antriebswelle 16 infolge
der Friktion zwischen den Zähnen 32 der
Kupplungsklinke 30 und der Verzahnung 18 erhalten
bleibt, solange das Mit nehmerrad 14 noch ein Antriebsmoment
auf die Antriebswelle ausübt.
Erst wenn über
die Kupplungsklinke 30 kein Drehmoment mehr auf die Antriebswelle 16 übertragen
wird, löst
die Entkupplungsfeder 34 die Kupplungsklinke 30 aus
dem Eingriff in die Verzahnung 18. Die Antriebswelle 16 ist
dann wieder frei drehbar, sodaß der
Gurtaufroller seine ihm zugedachte Funktion wieder erfüllen kann.
Auf diese Weise ist nach dem Ende des Straffvorgangs ein definierter
Zustand gewährleistet.
Dies ist vorteilhafterweise auch dann der Fall, wenn der Straffvorgang
beendet wird, bevor alle Stahlkugeln 22 das Mitnehmerrad 14 passiert
haben. Ein solcher Fall tritt beispielsweise dann auf, wenn keine
oder nur eine sehr geringe Gurtlose vorhanden war, sodaß nur ein
sehr geringer Betrag von Gurtband aufgerollt werden konnte.
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Es
kann unter Umständen
gewünscht
sein, daß am
Ende des Straffvorgangs der Gurtstrafferantrieb nicht von der Antriebswelle
entkoppelt ist sondern mit dieser gekoppelt bleibt, um einen definierten Zustand
herzustellen. In diesem Fall kann anstelle der Entkupplungsfeder 34 eine
Kuppelfeder, beispielsweise in Form einer Druckfeder vorgesehen sein,
die dafür
sorgt, daß die
Kupplungsklinke nach dem Ende des Straffvorgangs im Eingriff mit
der Verzahnung bleibt. Vor dem Straffvorgang kann die Kupplungsklinke
beispielsweise von einem Hebelsystem zurückgehalten werden, das von
den Massekörpern
betätigt
wird und daraufhin die Kupplungsklinke freigibt, damit diese in
die Verzahnung der Antriebswelle greifen kann.
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Eine
zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers 110 ist
in 2 schematisch dargestellt,
wobei für
bereits bekannte Bauteile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet
wurden.
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In
dieser Ausführungsform
ist die Kupplungsklinke 130 mit einem Steuernocken 136 versehen, der
in eine der Ausnehmungen 126 des Mitnehmerrades 114 ragt.
Eine Stahlkugel 122, die in diese Ausnehmung 126 eintritt,
betätigt
den Steuernocken 136 und steuert damit die Kupplungsklinke 30 in
die Verzahnung 118 des Mitnehmerrads 114. Auf
diese Weise kann auf eine Hebelvorrichtung, wie sie in der ersten
Ausführungsform
vorgesehen war, verzichtet werden.
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Der
Steuernocken 136 ragt vorzugsweise in diejenige Ausnehmung 126,
in welche die erste der Stahlkugeln 122 trifft, damit die
Kupplung zwischen Mitnehmerrad 114 und Antriebswelle 116 gleich
zu Beginn der Drehung des Mitnehmerrads 114 stattfindet.
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In
einer Variante der beschriebenen Ausführungsformen kann vorgesehen
sein, daß die
Kupplungsklinke statt an dem Mitnehmerrad an der Antriebswelle vorgesehen
ist und z.B. in eine Innenverzahnung am Mitnehmerrad greifen kann.
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In
einer weiteren Variante können
mehrere Kupplungsklinken vorgesehen sein, die nebeneinander oder über den
Umfang des Mitnehmerrades oder der Antriebswelle verteilt angeordnet
sind. Die mehreren Kupplungsklinken können vorteilhaft um einen Bruchteil
der Teilung der Verzahnung versetzt angeordnet sein, damit auch
dann eine sichere Kopplung gewährleistet
ist, falls zufällig
beim Einkoppeln einer Klinke Zahn auf Zahn trifft. Zum Einsteuern
der zusätzlichen
Klinken können
gegebenenfalls zusätzliche
Hebelmechanismen vorgesehen sein, die mit dem Hebelsystem für die erste
Klinke gekoppelt oder unabhängig
voneinander von den Massekörpern
betätigbar
sind