DE2344164A1 - Selbstblockierende aufspultrommel, insbesondere fuer sicherheitsgurte - Google Patents

Description

Takata Kojyo Co. Ltd., 28 Sakuragawa-cho, Nishikubo, Shiba Minato-ku, Tokio, Japan

Selbstblockierende Aufspultrommel, insbesondere für Sicherheitsgurte.

Die Erfindung beschäftigt sich mit Verbesserungen an Sicherheitseinrichtungen für Fortbewegungsmittel, insbesondere mit einer Aufspultrommel für einen Sicherheitsgurt, die aufgrund von Trägheitskräften selbst arretiert.

Es gibt eine große Anzahl von Fahrzeug-Sicherheitsgurt-Systemen, bei denen der Insasse auf seinen Sitz von dem angelegten Sicherheitsgurt in seiner Bewegungsfreiheit während normaler Umstände nicht beschränkt ist, weil der Sicherheitsgurt sich einerseits unter dem Einfluß einer Feder selbst aufspult und andererseits frei ausziehbar ist. Unter anormalen Betriebsumständen jedoch, beispielsweise bei sehr schneller positiver oder negativen Beschleunigung, jedenfalls unter solchen Umständen, bei denen der Insasse aus seinem Sitz wahrscheinlich herausgeschleudert werden würde, ist der Gurt automatisch gegen

HZ/gs

409811/0492

weiteres Herausziehen blockiert und hält den Insassen in dem Sitz zurück. Eine in dieser Weise arbeitende Vorrichtung ist beispielsweise eine federbelastete Gurtaufspul-Trommel, in welcher ein auf Trägheitsoder Fliehkräfte ansprechender Mechanismus bei sehr schnellem Wegziehen des Sicherheitsgurtes ausgelöst wird und die Trommel gegenüber weitertem Abziehen des Gurtes arretiert. Diese bislang verfügbaren,mit Fliehkraft selbst arretierenden Trommeln zeigen jedoch zahlreiche Nachteile und Unzulänglichkeiten. Sie sind häufig sehr teuer und wenig zuverlässig und lassen auch sonst mancherlei Wünsche offen. Als nachteilig wird insbesondere empfunden, daß die gesamte Vorrichtung aus einem sehr festen Material, beispielsweise Stahl gefertigt werden muß und daß sehr enge Toleranzen eingehalten werden müssen, um eine richtige und zuverlässige Funktion der Vorrichtung sicherzustellen, so daß diese Vorrichtungen entweder sehr teuer oder wenig zuverlässig sind und überhaupt häufiges Fehlverhalten zeigen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Aufspultrommel insbesondere für Sicherheitsgurte zu schaffen, die mil: den Nachteilen der bekannten Aufspultrommeln nicht mehr behaftet ist. Insbesondere soll die zu schaffende, durch Fliekraft selbst arretierende Aufspultrommel außerordentlich zuverlässig im Betrieb, robust, preiswert und vielseitig einsetzbar sein.

Dazu schlägt die Erfindung einen Aufspul-Trommelmechanismus für einen Gurt, ein Band ο.dgl. vor, bei dem eine Gurttrommel mit einer ersten Zahnscheibe drehbar ist, eine erste Klinke in die Zahnscheibe eingreifen kann und von einer Feder von ihr weggedrückt wird, ein erstes Kupplungsteil mit der Trommel drehbar ist, ein zweites

409811/0492

Kupplungsteil koaxial zu dem ersten Kupplungsteil und relativ zu diesem verschieblich vorgesehen ist, eine zweite, koaxiale, verschwenkbare Zahnscheibe sowie eine zweite Klinke vorgesehen sind, die durch die Relativdrehung der Kupplungsteile betätigt wird und in die zweite Zahnscheibe eingreift und mit dieser verschenkt, und schließlich ein Verbindungsstück die zweite Zahnscheibe mit der ersten Klinke verbindet und die erste Klinke zum Eingriff in die erste Zahnscheibe bringt, wobei sie mit der zweiten Zahnscheibe schwingt.

Diese Aufspultrommel, die unter der Einwirkung von Fliehkräften selbst blockiert_;überwindet die zahlreichen Nachteile und Unzulänglichkeiten bisheriger Vorrichtungen. Diejenigen Komponenten, die stärker ausgeführt werden müssen, erfordern nur eine' geringe Präzision, wie beispielsweise die erste Zahnscheibe und die Klinke, während die mit hoher Präzision herzustellenden Bauteile nur einer geringeren Belastung standhalten müssen, beispielsweise der Fliehkraftmechanismus, und können demzufolge preiswerter hergestellt werden, beispielsweise in der Form von Harz-Spritzteilen oder stranggepreßten Teilen, so daß im Ergebnis die erfindungsgemäß verbesserte Vorrichtung preiswerter hergestellt werden kann und gleichwohl außerordentlich zuverlässig arbeitet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer teilweisen weggebrochenen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufspultrommel;

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Stirnansicht des Fliehkraftmechanismus in normaler Ruhestellung;

0 9 81 1 /0492

-ti -

Fig. 4 eine der Fi-g. 2 ähnliche Darstellung des

Fliehkraftmechanismus in einer ausgelösten Stellung;

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie X-X in Fig.2

Fig. 6 eine der Figur 5 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem Alarm-Mechanismus.

In den Figuren 1 bis 5, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, bezeichnet d?s Bezugszeichen 1 im Ganzen eine U-förmige Halteklammer mit einer Bodenplatte und zwei Seitenplatten, welche querliegende, aufeinander ausgerichtete mittlere Lageröffnungen und außerdem querlieqende, aufeinander ausgerichtete Schmetterlingsöffnungen 9 in ihren unteren inneren Rändern aufweisen. In den Lageröffnungen ruht eine Welle 2, die über die öffnungen vorsteht und den Kern einer Trommel bildet, wobei ein Ende der Welle 2 von einer geeignet unterqebrachten Spiral-Aufwickelfeder 4 ergriffen ist. Durch die Spiral—Aufwickelfeder 4 wird die Trommelwelle 2 εο vorgespannt, daß sie normalerweise den mit der Trommel verbundenen Sicherheitsgurt 3 aufwickelt. Mit der Welle 2 verbunden und mit ihr drehbar und an den aufeinander zuweisenden Innenseiten der Klammer-Seitenwände angeordnet sind zwei ähnlich ausgeführte Zahnscheiben 5. Eine erste Rastklinke 6 weist einen verschwenkbaren Bügel auf, der an gegenüberliegenden Stirnseiten mit rechtwinkligen Nasen versehen ist, die in die Schmetterlings-Öffnungen 9 eingreifen und in diesen verschaukelt werden können. Weiterhin sind ein Paar Klinkenstücke als seitliche Nasen vorgesehen, die mit dem Bügel verschwenkt werden können und dabei in die Zahnscheiben 5 eingreifen können. Eine Haarnadelfeder 8 sitzt an einer der stirnseitigen Nasen der Rastklinke und drückt federnd die Rastklinke 6 von der Zahnscheibe 5 weg.

409811/0492

BA QflJGINAL

Ein Fliehkraftmechanismus ist in einem Deckel 7 durch Schrauben 21 auf der Außenseite einer Halteklammer-Seitenwand gegenüber der Aufspulfeder 4 befestigt und steuert die Rastklinke 6, die,die Trommel.arretieren kann. Der Trägheitsmechanismus ist ohne besondere Präzisionsanforderungen konstruiert und beispielsweise als Gußform oder Harz—Spritzform oder im Wege der Spritz-Pressformung hergestellt und weist ein erstes Kupplungsteil 15 auf, das an einem Ende der Welle 2 festsitzt und mit diesem drehen kann. Das Kupplungsteil 15 ist von kreisförmiger Konfiguration und besitzt eine Umfangsnut an der Peripherie sowie eine nach außen weisende Nase oder einen Stopper 23, der die Umfangsnut unterbricht, sowie eine in peripherer Richtung Abstand aufweisende Ausnehmung 22, die von nach innen zusammenlaufenden Seitenflächen gebildet wird. Ein ringförmiges oder zweites Kupplungsteil 14 ist koaxial zum ersten Kupplungsteil 15 angeordnet und umgibt es und weist mit perihpherem Abstand nach innen gerichtete Nocken 24 auf, die in der peripheren Nut in dem Kupplungsteil 15 gleiten, so daß bei langsamer Beschleunigung des Kupplungsteiles 15 das Kupplungsteil 14 synchron mit rotiert, jedoch bei einer plötzlichen Beschleunigung des Kupplungsteiles 15 das Kupplungsteil 14 wegen seines Beharrungsvermögens hinter der Drehung des Kupplungsteiles 15 zurückbleibt und daher relativ zu diesem sich nach rückwärts dreht, und zwar um einen Betrag, der von dem Stopper 23 begrenzt wird.

Mit der Welle 2 wird koaxial verschwenkbar eine kappenförmige, zweite Zahnscheibe 13 gehalten, die eine kreisförmige Stirnwand mit einer exzentrischen öffnung 13· und eine kreisförmige Mantelwand aufweist, welche die Kupplungsteile 14 und 15 umgibt und an ihrer Innenseite mit nahe beieinanderliegenden Klinkenzähnen versehen ist.

40981 1 /0492

-C-

Ein länglicher Schwenkzapfen 17 ist in geeigneter Weise fest auf dem Kupplungsteil 14 befestigt und trägt verschwenkbar eine zweite Rastklinke oder Klaue 16, die in die Zähne der Zahnscheibe .3 eingreifen oder von ihnen wegschwingen kenn. Die Klaue 16 besitzt ein inneres, in konvergierenden Seiten auslaufendes Ende, das mit der Ausnehmung 22 zusammenwirkt. An gegenüberliegenden Seiten des Schwenkzapfens 17 ist an dem Kupplungsteil 14 ferner ein Paar von Stiften 19,20 angeordnet und ein weiterer Stift oder eine Nase 16' ist in der Nähe des inneren Endes der zweiten Rastklinke 16 lokalisiert. Eine Drahtfeder 18 weist eine um den Stift 16' gewundene Schlaufe auf und liegt mit ihren vorstehenden Seitenarmen auf den Stifien 19 und 20 und drückt federnd die zweite Klaue 16 in ihre zurückgezogene Fosition, jedenfalls außer Eingriff mit der Zahnscheibe 13, und drückt das Kupplungsteil 14 in eine zurückgezogene Stellung, die relativ zum Kupplungsteil 14 im Gegensinn des Uhrzeigers bei der Ansicht nach Fig. 3 liegt. .

Ein Verbindungsstück verbindet die Zahnscheibe 13 mit der Rastklinke 6 und weist einen Arm 10 auf, der an einem Ende eine rechtwinklige öffnung 11 zur passenden Aufnahme eines entsprechenden Endvorsprunges der Rastklinke 6 und am anderen Ende einen Stift 12 trägt, der drehbar in die exzentrische Zahnscheibenöffnung 13' eingreift, so daß ein Hin- und Herschwingen der Zahnscheibe 13 ein entsprechendes Schwingen der Rastklinke 6 zur Folge hat.

Das Betriebsverhalten des soweit beschriebenen Mechanismus¹ erläutern die Fig. 3 und 4, wobei in Fig. 3 der Ruhezustand der Klaue oder der zweiten Rastklinke '!6 in normalem Betrieb und in Fig. 4 der bei Notfällen eingenommene Zustand der Klaue darsgestellt ist. Wenn der Sicherheitsgurt 3 langsam herausgezogen wird, wie das bei normaler Verwendung

4098 1 1 /0492

BAD ORIGINAL

des Gurtes der Fall ist, drehen sich das Trägheitsrad oder Kupplungsteil 14 und das Kupplungsteil 15 mit gleicher Geschwindigkeit, vgl.Fig.3; wenn an dem Sicherheitsgurt 3 jedoch ruckartig gezogen wird, beispielsweise bei plötzlichem Abstoppen des Fahrzeuges oder in sonstigen anormalen Situationen, bleibt die Drehung des Trägheitsrades 14 geringfügig hinter der Kupplungsplatte 15 zurück, was dazu führt, daß die Klaue 16 von einer Seitenfläche der Ausnehmung 22 in Eingriff mit einem der Zähne der Rastscheibe 13 qedrückt wird und sie in Drehung versetzt.

Diese Drehung wird über den Kupplungsarm 10 auf die Rastklinke 6 übertragen, die wiederum in die Zähne der Zahnscheibe 5 eingreift und eine weitere Drehung der Welle 2 verhindert und damit ein weiteres Herausziehen des Sicherheitsgurtes unterbindet, so daß der Sicherheitsgurt 3 an dem'Körper des auf dem Sitz sitzenden Insassen festgelegt bleibt und ihn sicher hält.

Damit die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Erfolg arbeiten kann, ist es wesentlich, daß der auf dem Sitz sitzende Insasse den Sicherheitsgurt auch wirklich trägt. Um den Insassen dazu zu veranlassen, den Sicherheitsgurt ordnungsgemäß zu tragen, kann eine Alarmvorrichtung vorgesehen sein, die ein Alarmzeichen abgibt, wenn der Sicherheitsgurt nicht in der richtigen Weise getragen wird. Die, in der erfindungsgemäßen Vorrichtung untergebrachte Alarmeinrichtung zeigt Fig. 6 im Querschnitt, wobei die Alarmeinrichtung elektrisch arbeitet und ein Alarmzeichen abgibt, es sei denn, der Sicherheitsgurt wird um eine bestimmte Länge herausgezogen. In diesem Fall ist der Präzisions-Fliehkraftmechanismus zwischen dem Rahmen 1 und der Zahnscheibe 5 befestigt, und ein Antriebsrad der außerhalb des Rahmens 1 befestigten Alarmeinrichtung ist beispielsweise über einen Paßsitz an der Welle 2 befestigt, so daß das Antriebsrad eine Drehung eines inneren Getriebes der Alarmeinrich-

409811/0492

tung bewirkt und einen in einem Behälter angeordneten Mikroschalter auslöst, wodurch ein zugehöriger elektrischer Alarmgeber angehalten wird. Somit wird die Alarmeinrichtung unter Verwendung der Welle 2 der erfindungsqemäßen Vorrichtung betrieben. In diesem Fall kann die Kupplungsplatte 15 einstückig an der Zahnscheibe 5 festgelegt sein, während in allen anderen Merkmalen Aufbau und Betrieb der in Fig.6 dargestellten Ausführungsform im wesentlichen der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ähnlich ist. Zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung bemerke man noch, daß die im Notfall von dem Sicherheitsgurt übertragene Energie durch die gemeinsame Wirkung der hochfesten und starken Zahnscheiben und Klinken absorbiert wird, während der Trägheitsmechanismus, der außerordentlich genau und präzise ausgelegt ist, von dem Arretiermechanismus abgesondert und von Kraftübertragung isoliert ist, so daß sich in einfacherer Weise ein präzise arbeitender Mechanismus und ein größeres Feld verwendbarer Materilien ergibt. Schließlich ist noch hervorzuheben, daß eine die Aufmerksamkeit des Insassen erregende Alarmeinrichtung für das Tragen des Sicherheitsgurtes in der erfindungsgemäßen Vorrichtung untergebracht werden kann. Somit ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung außerordentlich wirkungsvoll hinsichtlich der erzielten Sicherheit für den Fahrer oder Insassen ist.

Dem Fachmann ist klar, daß an der soweit beschriebenen Erfindung mancherlei Änderungen vorgenommen werden können, ohne daß dadurch von dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken abgewichen wird.

Insgesamt wurde ein selbst-arretierender Sicherheitsgurt-Aufnahmemechanismus beschrieben, der eine U-förmige Klammer und eine drehbare Trommel mit zwei seitlichen Zahnscheiben aufweist, wobei die Trommel in den Seitenwandungen der Klammer dreht. Ein verschwenkbarer, mit Rastnasen versehener

409811/0492

·*■" 234A164

Bügel ist zwischen den Seitenwänden angeordnet und kann in die Zähne der Zahnscheiben eingreifen und ist in Freigaberichtung federbelastet. Ein Kupplungsrad dreht sich mit der Trommel und trägt einen im Reibschluß mitdrehenden Kupplungsring, wobei die beiden Kupplungsteile drehbar eine Klaue ergreifen, so daß deren relative Drehung aufgrund einer plötzlichen Beschleunigung der Trommel die Klaue in Eingriff mit einer zweiten Zahnscheibe bringt und diese festlegt, die ihrerseits den Bügel über einen Verbindungsarm verschwenkt und die Zahnscheiben d,er Trommel durch die zugehörigen Klinken festlegt. Eine getriebegesteuerte Alarmeinrichtung wird von einem mit der Trommel drehbaren Treibrad angetrieben.

409811/0492

Claims (10)

Ansprüche

1. Automatisch arretierende Aufspulvorrichtung,insbesondere für einen Sicherheitsgurt, gekennzeichnet durch eine Auf spul trommel (.2) für den Gurt o.dgl., eine mit der Aufspuitrommel drehbare Zahnscheibe (5); eine mit der Zahnscheibe in Eingriff bringbare Klinke (6), die federnd in eine Freigabestellung vorgespannt ist; durch einen Trägheitsmechanismus (13,14,15...) mit einem Antriebsteil (15), das auf ein plötzliches Wegziehen des Gurtes o.dgl. von der Trommel anspricht und auf ein weiteres Bauteil (14) einwirkt, welches die Klinke in Eingriff mit der Zahnscheibe bringt.

2. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Aufspultrommel (2), durch eine erste Zahnscheibe (5), die mit der Trommel drehbar ist; durch eine erste Klinke (6), die in der Nähe der ersten Zahnscheibe angeordnet ist und zur Festlegung der Trommel gegen Drehung in einer Richtung in die Zahnscheibe eingreifen kann; durch ein mit der Trommel drehbares erstes Kupplungsteil (15) sowie ein koaxial zu dem ersten Kupplungsteil angeordnetes und auf diesem schleifendes zweites Kupplungsteil (14); durch eine zweite Zahnscheibe (13), die koaxial zu den Kupplungsteilen angeordnet ist; durch eine zweite Klinke (16), die in der Nähe der zweiten Zahnscheibe angeordnet ist und in Abhängigkeit von einer Relativdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil betätigbar ist; sowie durch eine Auslöseeinrichtung (10,17,18), die in Abhängigkeit von dem Verkippen der zweiten Zahnscheibe die Klinke in Eingriff mit der ersten Zahnscheibe bringt.

40981 1/0492

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Befestiqungsklammer (1) mit Grundplatte und zwei seitlichen Abstand aufweisenden Seitenplatten, zwischen denen sich die Trommel (2) erstreckt und zwischen denen die erste Zahnscheibe angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei erste Zahnscheiben auf gegenüberliegenden Seiten der Trommel und zwischen den Seitenplatten angeordnet sind; daß eine erste Klinke jeder der Zahnscheiben zugeordnet ist; daß ein verschwenkbarer Bügel sich zwischen den Seitenplatten erstreckt und die ersten Klinken verbindet; und daß die Auslöseeinrichtung auf das Verschwenken der zweiten Zahnscheibe anspricht und den Bügel (6) verschwenkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung einen Verbindungsarm aufweist, der auf dem Bügel befestigt ist und mit diesem verschwenken kann und einen exzentrisch befestigten Stift (12) trägt, der in die zweite Zahnscheibe (13,13·) eingreift.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Kupplungsteile zylindrisch ist und eine periphere Nut aufweist; daß das andere Kupplungsteil einen ringförmigen Mantel aufweist, der das zylindrische Teil umgibt und nach innen gerichtete Nocken besitzt, die in der peripheren Nut verschiebbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch Gekennzeichnet, daß die erste Klinke durch eine Feder außer Eingriff von der Zahnscheibe gehalten wird.

409811/04

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Klinke durch eine Feder außer Eingriff von der zweiten Zahnscheibe gehalten wird.

9. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine außerhalb eines Seitenabschnittes eines U-förmigen Rahmens angeordnete Verbindungsplatte; durch eine Zahnscheibe; durch eine Kupplungsplatte; durch ein in der Zahnscheibe befestigtes Trägheitsrad; durch eine an dem Trägheitsrad befestigte Klaue; durch zwei an beiden Enden der Innenseite des U-förmigen Rahmens vorgesehene Rastelemente; und durch eine guer über dem Rahmen in enger Nachbarschaft zu den Rastelementen angeordnete Klinke, derart, daß bei plötzlicher und heftiger Geschwindigkeitsveränderunq des Fahrzeuges die Klaue in die Rastscheibe unter dem Einfluß des Trägheitsrades eingreift, das mit Verzcgeruna Gegenüber der Kupplungsplatte rotiert, so daß die Klaue eine Drehung der Rastelemente und daraufhin in Verbindunc mit der durch die Relativbewegung zwischen Zahnscheibe und Kupplungsplatte ausgelöste Verbindungsplatte ein Herausziehen des Sicherheitsgurtes verhindert, und wobei eine Alarmeinrichtung vorgesehen ist, die die Aufmerksamkeit des Insassen auf das Tragen des Sicherheitsgurtes lenkt.

10. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine drehbare Trommel, auf die ein Gurt ο.dgl. aufwickelbar ist; durch eine erste mit der Trommel drehbare Zahnscheibe; durch eine erste, in die Zahnscheibe eingreifbare Klinke; durch ein Antriebselement, das mit der Trommel drehbar ist; durch ein Trägheitsteil, das relativ zu dem Antriebselement drehbar ist und normalerweise dem Antriebselement folgt und bei plötz-

4098 11/0492

lh

licher Beschleuniqunq des Antriebselementes hinter diesem zurückbleibt; durch ein verdrehbares Auslöserad, das koaxial mit der Trommel angeordnet ist; durch eine auf der Relativdrehur.g zwi ε -r en dem Antriebsteil und dem Trägheitsteil ansprechende Einrichtung, die das Auslöserad in einer Vorwartsricntunq verschwenkt; sowie durch eine auf die Vorwartsschwenkuna des Auslöserades ansprechende Einrichtung, die die erste Klinke in Eingriff mit der ersten Zahnscheibe bringt.

40981 1/0492