DE2417604B2 - Steuervorrichtung für einen selbstsperrenden Sicherheitsgurtaufroller - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für einen selbstsperrenden Sicherheitsgurtaufroller mit einem elektromechanischen Beschleunigungsgeber, mit einer von einer Stromquelle gespeisten Magnetspule zum Sperren des Gurtauf rollers und einer Schaltungsanordnung zum Schalten der Magnetspule.

Es sind zwei Bauarten von Steuervorrichtungen bei selbstsperrenden Sicherheitsgurtaufrollern der vorstehend genannten Art bekannt, und zwar einerseits elektromagnetische und andererseits mechanische Vorrichtungen; die elektromagnetischen Vorrichtungen können unabhängig von der Einbaulage und von Einbauart des Gurtaufrollers angeordnet werden und besitzen eine elektromagnetische Verstärkung der Verriegelungskraft. Jedoch ergeben sich bis jetzt auch bei den bekannten elektromagnetischen Gurtaufrollerverriegelungsvorrichtungen verschiedene Nachteile, auf die im folgenden näher eingegangen wird:

1. Gewöhnlich sind die Vorrichtungen zum Verriegelnder Aufwickelrolle so eingestellt, daß sie bei einer Beschleunigung in der Größenordnung von

0,5 g ansprechen. Somit treten sie auch dann in Tätigkeit, wenn ein Stoß auftritt, wie er beim plötzlichen Abbremsen des Fahrzeugs oder häufig schon dann entsteht, wenn dasTahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt oder die Fahrbahn Unregelmäßigkeiten aufweist. Dies bedeutet, daß die Kontakte eines Beschleuniguiigs-Fühlschalters, der einem Gleichstrom-Elektromagneten zugeordnet ist, häufig geschlossen und wieder geöffnet werden, so daß die Gefahr einer erheblichen Beschädigung durch Funkenbildung besteht;

2. Um diesen Nachteil auszuschalten, könnte man an die Verwendung eines Schalters denken, der für eine hohe Schaltleistung ausgelegt ist. Ein solcher Schalter benötigt jedoch zu seiner Betätigung eine entsprechend große Kraft, und der Beschleunigungsfühler muß mit einer übermäßig großen Masse ausgestattet sein, da die An-Sprechempfindlichkeit in der Größenordnung von nur 0,5 g liegt;

3. Eine Funkenbildung an den Schalterkontakten kann dadurch vermieden werden, daß man den Kontakten einen Kondensator parallel schaltet. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, daß der Kondensator kurzgeschlossen wird, so daß die Rolle zum Aufwickeln des Gurtes möglicherweise unverriegelt bleibt;

4. die zuletzt genannte Schwierigkeit kann auch nicht durch einen Quecksilberschalter vermieden werden, da es praktisch unmöglich ist, einen solchen Schalter so auszubilden, daß er innerhalb der erforderlichen kurzen Zeit anspricht (US-PS 2705 529).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei kürzester Reaktionszeit ohne Funken- bzw. Lichtbogenbildung arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfinduc^sgemäß dadurch gelöst, daß der Beschleunigungsgeber auf eine Fahrzeugbeschleunigung beim Überschreiten eines bestimmten ersten Wertes anspricht und die Magnetspule schaltet, und daß der Beschleunigungsgeber auf einen kontaktlosen Schalter einwirkt, der mit der Magnetspule in Reihe liegt und die Magnetspule schaltet, wenn ein unter dem ersten Wert liegender bestimmter zweiter Wert überschritten wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise einer elektromagnetisch verriegelbaren Einrichtung zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes,

Fig. 2 die elektrische Schaltung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 ein Beispiel für eine bei der Schaltung nach Fig. 2 verwendbare Verstärkerschaltung,

Fig. 4 und 5 die elektrische Schaltung von zwei weiteren Ausführungsformen,

Fig. 6 und 7 die elektrische Schaltung von zwei weiteren Ausführungsformen,

Fig. 8 ein Beispiel für eine bei der Schaltung nach Fig. 7 verwendbare Verstärkerschaltung, und

Fig. 9 einen senkrechten Schnitt durch eine Einrichtung zum Betätigen eines mechanischen Beschleunigungsfühlschalters.

In Fig. 1 ist schematisch eine im Gefahrenfall in

Tätigkeit tretende elektromagnetische Steuervorrichtung zum Verriegeln eines Sicherheitsgurtes dargestellt, bei der ein normalerweise geschlossener zweiter Beschleunigungsfühlschalter vorhanden ist. Bei der Anordnung nach Fig. 1 läßt sich der Sicherheitsgurt 1 normalerweise entgegen der Vorspannkraft einer Rückholfeder 2 ungehindert von der Gurtaufwickelrolle 3 abziehen, doch wenn das Fahrzeug z. B. bei einem Zusammenstoß plötzlich zum Stillstand gebracht wird, wird die Stromzufuhr zu der normalerweise eingeschalteten Magnetspule 4 unterbrochen, so daß eine Verriegelungsklinke 31 in Eingriff mit einem Sperrad 32 gebracht wird, um die Rolle 3 festzulegen, so daß der Gurt 1 nicht weiter von der Rolle abgezogen werden kann.

Wird dagegen ein normalerweise offener zweiter Beschleunigungsfühlschalter verwendet, müßte man die Atiordnung der Magnetspule 4 und der die Klinke 31 vorspannenden Feder 30 nach Fig. 1 natürlich umkehren.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausiührungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtur^ mil einer beim Abschalten zur Wirkung kommenden Magnetspule 4, die dann, wenn sie stromlos gemacht wird, die Gurtaufwickelrolle 3 sperrt, mit einem Beschleunigungsfühlgewicht 5, das unter der Wirkung einer Vorspannfeder 6 steht und die Beschleunigungsfühlkontakte 7 normalerweise, geschlossen hält, einer Kraftmeßzelle 8, die dazu dient, den Kontaktdruck an den Kontakten 7 zu messen, einer Verstärkerschaltung 9, die dazu dient, einen kontaktlosen Schalter 10 nur dann zu öffnen, wenn der Berührungsdruck an den Kontakten 7 unter einem vorgegebenen Wert liegt, sowie mit einem Hauptschalter 11, der im Zündstromkreis des Motors des Fahrzeugs liegt. Ferner ist ein Druckknopfschalter 12 vorhanden, der geschlossen werden kann, um das Abziehen des Sicherheitsgurtes 1 von der Rolle 3 mit der Hand zu ermöglichen.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für eine Verstärkerschaltung 9 nach Fig. 2, bei der sie als Widerstandsdraht ausgebildeter Dehnungsmesser 13 vorhanden ist, der dazu dient, die Belastung der Kraftmeßzelle 8 zu ermitteln; ferner ist eine Scheinlast 14 vorhanden, die zum Augleichen von Temperaturschwankungen dient. Weiterhin ist ein Operationsverstärker 15 vorhanden, dessen einer Eingang an den Knotenpunkt α zwischen dem Dehnungsmesserdraht 13 und der Scheinlast 14 angeschlossen ist. Ein Kondensator 16 und ein Widerstand 18 bilden zusammen einen Verzögerungskreis, der dazu dient, eine rtändige sich schnell wiederholende Betätigung der Verriegelungsklinke 31 nach Fig. I zci verhindern. Eine Diode 17 dient dazu, den Verzögerungskreis wirkungslos zu machen, damit ein schnelles Ansprechen der Steuervorrichtung möglich ist, wenn der kontaktlose Schalter 10 abgeschaltet ist.

Nimmtman an, daß z. B. bei einem Zusammenstoß das Beschleunigungsfühlgewicht 5 gemäß Fig. 2 infolge seiner Massenträgheit nach links bewegt wird, verringert sich der Kontaktdruck an den Beschleunigungsfühlkontakten 7, so daß sich der Widerstandswert des zum Ermitteln der Belastung dienenden Dehnungsmessers 13 verringert, und daß die Eingangsspannung, die dem Operationsverstärker 15 über den Knotenpunkt α zugeführt wird, entsprechend gesteigert wird, so daß sie gegenüber einer, dem anderen Eingang de·. Operationsverstärkers zugeführten Bezugsspannung, stärker positiv wird. Infol-

gedessen entspricht das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 15 im negativen Sinne dem Sättigungswert, und der kontaktlose Schalter 10 wird abgeschaltet, um die Magnetspule 4 stromlos zu machen, damit die Verriegelungsklinke 31 nach Fig. 1 in Eingriff mit dem Sperrad 32 gebracht wird, um die Rolle 3 zu verriegeln, damit der Sicherheitsgurt 1 nicht weiter ausgezogen werden kann.

Danach werden die Beschleunigungsfühlkontakte 7 geöffnet, während das Beschleunigungsfühlgewicht 5 weiter beschleunigt wird, doch treten keine Funken auf, weiche die Kontakte 7 beschädigen könnten, da nur der Reststrom des kontaktlosen Schalters 10 in dem Augenblick durch die Kontakte 7 fließt, in dem sie geöffnet werden.

Bezüglich dieser Anordnung ist zu bemerken, daß selbst dann, wenn bei dem kontaktlosen Schalter 10 eine Störung derart auftritt, daß er im eingeschalteten Zustand verbleibt, im Gefahrenfall der Sicherheitsgurt durch das öffnen der Kontakte 7 zuverlässig verriegelt wird.

Wird die Steuervorrichtung nach Hg. 2 und 3 nach dem unbemerkten Auftreten einer solchen Störung bei dem kontaktlosen Schalter 10 längere Zeit hindurch weiter benutzt und werden die Kontakte 7 so stark beschädigt, daß sie keine einwandfreie Kontaktgabe mehr gewährleisten, oder tritt bei dem kontaktlosen Schalter 10 eine Störung derart auf, daß er abgeschaltet bleibt, geht die Steuervorrichtung in einen Betriebszustand über, bei dem sie auf ähnliche Weise arbeitet wie eine bekannte automatische Verriegelungseinrichtung, und dies geschieht jeweils auch dann, wenn die betreffende Störung während des Gebrauchs der Vorrichtung auftritt; hierbei bleibt die Schutzwirkung des Sicherheitsgurtes erhalten, doch kann die bequeme Benutzbarkeit für den Fahrer mehr oder weniger stark beeinträchtigt sein.. Tritt eine Störung der genannten Art auf, während das Fahrzeug abgestellt ist, kann mit Sicherheit damit gerechnet werden, daß der Fahrer das Vorhandensein einer Störung erkennt, bevor er das Fahrzeug in Betrieb setzt, denn es ist in diesem Fall zunächst nicht möglich, den Sicherheitsgurt zum Zweck des Anlegens auszuziehen. In einem solchen Fall kann der Fahrer den Gurt jedoch zunächst weiter benutzen, ohne daß eine Instandsetzung erforderlich ist, denn durch Schließen des Druckknopfschalters 12 kann der Gurt freigegeben werden.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Steuervorrichtung, die beim Abschalten zur Wirkung komm t und eine Magnetspule 4 aufweist, die im eingeschalteten Zustand den Sicherheitsgurt verriegelt, und bei der der kontaktlose Schalter 10 eingeschaltet wird, weiin sich der Druck verringert, den das Beschleunigungsfühlgewicht 5 auf einen zugehörigen Anschlag ausübt.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Steuervorrichtung, die beim Einschalten zur Wirkung kommt und einen mechanischen Schalter mit Beschleunigungsfühlkontakten 7 aufweist, dessen Kontaktarm normalerweise in Anlage an dem linken Kontakt α gehalten wird. Wird das Beschleunigungsfühlgewicht 5 gemäß Fig. 5 nach rechts bewegt, wird der kontaktlose Schalter 10 eingeschaltet, bevor der Kontaktarm des Scha'ters vollständig zur Anlage an dem anderen Kontakt m gekommen ist.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Steuervorrichtung, die beim Abschalten zur Wirkung

kommt und einen mechanischen Schalter mit Beüchleunigungsfühlkontakten 7 sowie einen zusätzlichen Beschleunigungsfühlschalter 19 aufweist, welch letzterer so eingestellt ist, daß er bei einer Beschleunigung in Tätigkeit tritt, die geringer ist als diejenige, auf welche der Schalter mit den Fühlkontakten 7 eingestellt ist, so daß der kontaktlose Schalter 10 durch das Ausgangssignal des zusätzlichen Schalters 19 betätigt werden kann.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Steuervorrichtung, die beim Abschalten zur Wirkung kommt und so ausgebildet ist, daß dann, wenn das Beschleunigungsfühlgewicht 5 bei einem Zusammenstoß od. dgl. gei laß Fig. 7 nach rechts bewegt wird, zuerst die Kontaxte 27 geöffnet werden, um den konlaktlosen Schalter 10 über die Verstärkerschaltung 9 zu öffnen, woraufhin die Kontakte 7 geöffnet werden, während sich das Gewicht 5 weiter von ihnen entfernt.

wobei die vorher stärker gespannte Feder 20 entlastet wird. Ein Beispiel für eine bei der Steuervorrichtung nach Fig. 7 verwendbare Verstärkerschaltung 9 ist in Fig. 8 dargestellt.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform einer Schalterkonstruktion, bei der die Kontakte 7 und 27 nach Fig. 7 und 8 vorhanden sind. Das Beschleunigungsfühlgewicht 5 wird entgegen der Vorspannkraft einer Feder 21 längs einer geneigten Fläche 22 nach oben bewegt, wenn es in seitlicher Richtung oder nach oben beschleunigt wird, und hierbei bewegt das Gewicht einen Stift 23 nach oben. Der Stift 23 weist an seinem oberen Ende einen Absatz auf; wird der Stift nach oben bewegt, drückt er zuerst eine erste Kontaktfeder 24 nach oben, um die Kontakte 27 zu öffnen, und danach drückt er mit dem Absatz eine zweite Kontaktfeder 25 nach oben, um die Kontakte 7 zu öffnen.

I licr/u 2 Watt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung für einen selbstsperrenden Sicherheitsgurtaufroller mit einem elektromechanischen Beschleunigungsgeber, mit einer von einer Stromquelle gespeisten Magnetspule zum Sperren des Gurtaufrol'.ers und einer Schaltungsanordnung zum Schalten der Magnetspule, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsgeber (5) auf eine Fahrzeugbeschleunigung beim Überschreiten eines bestimmten ersten Wertes anspricht und die Magnetspule (4) schaltet, und daß der Beschleunigungsgeber auf einen kontaktlosen Schalter (10) einwirkt, der mit der Magnetspule in Reihe liegt und die Magnetspule schaltet, wenn ein unter dem ersten Wert liegender bestimmter zweiter Wert überschritten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Beschleunigungsgeber (S) Kontakte (7) und ein federvorgespanntes Gewicht (5) zum Überbrücken der Kontakte aufweist und mit dem kontaktlosen Schalter (10) verbunden ist, so daß diesem ein vom Beschleunigungsgeber beeinflußtes elektrisches Signal zugeleitet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen weiteren mechanischen Beschleunigungsgeber (19), der von dem elektromechanischen Beschleunigungsgeber (5) getrennt und mit dem kontrAtlosen Schalter (10) verbunden ist (Fig. 6).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Beschleunigungsgeber (5) zwei i aare von Kontakten (7,27) aufweist, von denen das eine Kontaktpaar (27) in Reihe mit dem kontaktlosen Schalter (10) und das andere Kontaktpaar (7) in Reihe mit der Magnetspule (4) liegt, und die Kontaktpaare so eingestellt sind, daß sie nacheinander schließen (Fig. 7).