DE2661110C3

DE2661110C3 - Belt retractors for vehicle seat belts

Info

Publication number: DE2661110C3
Application number: DE2661110A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Dieter Adomeit
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1976-10-13
Filing date: 1976-10-13
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 1996-10-14
Also published as: DE2661110C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroller gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a belt retractor according to the Preamble of the claim.

Bei bekannten Gurtaufrollern dieser Gattung ist die Achse der Wickelrolle frei drehbar in sich im wesentlichen parallel zur Gurtabzugsrichtung erstreckenden Langloch-Führungen (US-PS 30 74 761) oder in einer Schwinge mit zur Achse der Wickel rolle paralleler Schwenkachse gelagert (US-PS 31 38 405). In beiden Fällen ist diese aus der Ruhelage für normalen Auf- und Abrollbetrieb in die Blockierlage entgegen Federkraft ver stellbare Achse der Wickelrolle zwangsgeführt, wobei im Sperr- und Blockierzustand aufgrund des möglichen Vorhandenseins von Abständen zwischen Blockierstelle und Gurtabzug-Kraftrichtung relativ große Kraftmomente auf das Aufroller-Gehäuse und die Wickelachse einwirken und diese daher entsprechend stabil di mensioniert sein müssen, um diesen Kräften standhalten zu kön nen. Im erstgenannten Fall wird die gehäusefeste Verzahnung durch mehrere Sperrzähne gebildet, während im zweitgenannten Fall lediglich ein gehäusefester Zahn vorgesehen ist. In bei den Fällen ist die gehäusefeste Verzahnung durch gesonderte Teile gebildet, die sich an der Innenseite des zylindrischen, die Wickelrolle umgebenden Gehäuses abstützen. Eine gleichmä ßige Verteilung der Blockierlast auf das Gehäuse ist bei die sen Konstruktionen nicht gewährleistet.In known belt retractors of this type, the axis is the Winding roll freely rotatable essentially parallel to itself Belt withdrawal direction extending slot guides (US-PS 30 74 761) or in a rocker with the axis of the winding roll parallel pivot axis mounted (US-PS 31 38 405). In In both cases, this is from the rest position for normal opening and closing Unroll operation in the blocking position against spring force adjustable axis of the winding roll positively guided, whereby in the locking and locked condition due to the possible presence of Distances between the blocking point and the belt pull force direction relatively large moments of force on the reel housing and Act winding axis and therefore this stable di must be dimensioned to withstand these forces nen. In the former case, the teeth are fixed to the housing formed by several ratchet teeth, while in the second If only a tooth fixed to the housing is provided. In at the cases, the housing-fixed toothing is by separate Parts formed on the inside of the cylindrical, support the housing surrounding the winding roll. An even The distribution of the blocking load on the housing is at constructions not guaranteed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gurtauf roller der eingangs angegebenen Art zu erreichen, daß in der Blockierlage die am Gurt auftretenden Zugkräfte möglichst gleichmäßig auf das Gehäuse des Gurtaufrollers übertragen wer den.The invention has for its object with a belt roller of the type specified to achieve that in the Blocking position the tensile forces occurring on the belt as possible evenly transferred to the housing of the belt retractor the.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs angegebenen Maßnahmen.This task is solved by the in the labeling part of the Measures specified in the claim.

Aus der US-PS 34 10 153 ist es an sich bereits bekannt, die gehäusefeste Blockierverzahnung eines Gurtaufrollers unmittel bar in der Bohrung von Seitenplatten eines Gehäuses anzubrin gen. Diese gehäusefeste Blockierverzahnung erstreckt sich über den gesamten Umfang der Bohrung. Die gehäusefeste Blockierver zahnung wirkt mit entsprechenden Blockierzähnen am Umfang ei ner Scheibe zusammen, die exzentrisch auf einer Kurvenscheibe gelagert ist, welche an die Achse der Wickelrolle drehfest an geschlossen ist. Bei einem solchen Gurtaufroller wird die ge samte Blockierlast von der Wickelrolle über ihre Lager auf das Gehäuse übertragen, da die exzentrisch gelagerte Scheibe le diglich die Abspuldrehung der Wickelrolle blockiert.From US-PS 34 10 153 it is known per se, the Locking teeth of a belt retractor fixed to the housing bar in the bore of side plates of a housing gen. This housing-fixed locking toothing extends over the entire circumference of the hole. The housing-fixed blocking ver serration works with corresponding blocking teeth on the circumference ner disc together, which is eccentric on a cam disc is mounted, which rotatably on the axis of the winding roll closed is. With such a belt retractor, the ge entire blocking load from the winding roll through its bearings to the Transfer housing because the eccentrically mounted disc le diglich the winding rotation of the winding roll blocked.

Im Vergleich zu dem eingangs erläuterten Stand der Technik er gibt sich bei der Erfindung insbesondere der Vorteil, daß im Betätigungsfalle die am Gurtband auftretenden Zugkräfte sich sehr gleichmäßig auf die Zahnflanken der Verzahnung verteilen. In der Blockierstellung findet eine reaktionsfreie Lagerung statt, d. h., es stellt sich hierbei ein Gleichgewichtszustand ein zwischen dem Abstützmoment einerseits und demjenigen Mo ment andererseits, das durch die Gurtkraft beim ruckartigen Ausziehen des Gurtes erzeugt wird. Durch die Führung wird die Wickelrolle nach dem Betätigungsfall sicher und lagegenau wie der in die zentrierte Nor mallage radial zurückgeführt, und beim ruckartigen Gurtauszug wird der Wickelrolle eine Zwangsbewegung in Richtung der Blockier stellung aufgezwungen, wonach die Verzahnungen infolge der am Gurtband wirkenden großen Zugkräfte letztlich von selbst ihre ideale Blockierstellung einnehmen.In comparison to the prior art he explained gives the invention in particular the advantage that in The traction forces occurring on the webbing fall down Distribute very evenly on the tooth flanks of the toothing. Reaction-free storage takes place in the blocking position instead, d. that is, an equilibrium state arises a between the support moment on the one hand and that Mo ment, on the other hand, due to the belt force during the jerky Pulling out the belt is generated. The leadership will After the operation, the winding roll is secure and in the exact position as the in the centered Nor mallage returned radially, and with the jerky belt pull-out the winding roll becomes a forced movement in the direction of the blocking position imposed, according to which the gears as a result of large tensile forces acting on the belt ultimately by themselves take their ideal blocking position.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestell ten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by means of a in the drawing th embodiment explained below. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungs form eines Gurtaufrollers, Fig. 1 shows a section through an execution form of a belt retractor,

Fig. 2 eine schematische Skizze der auftreten den Kräfte, um das Prinzip der Wirkungs weise des Gurtaufrollers gemäß Fig. 1 zu zeigen, Fig. 2 shows a schematic sketch of the occurring forces to the principle of the effect of the belt retractor as shown in FIG. 1 to show,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Verzah nung des Gurtaufrollers. Fig. 3 is an enlarged view of the toothing of the belt retractor.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines Gurtaufrollers gemäß der Erfindung gezeigt, von dem nur die wesentlichsten und für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile dargestellt sind. Es handelt sich um eine Seitenansicht des U-förmigen Gehäuses 6, dessen beide Schenkel des U eine große, zur Ach se 5′-5′ konzentrische Bohrung 20 aufweisen, so daß die Wickelrolle 3 mit dem auf jeder Seite derselben angeordneten Zahnrad 4 mit als Sperrkörper dienenden Verzahnungen laufen kann. Die Wickelrolle 3 ist in der Zeichnung voll mit dem Gurtband 1 bewickelt, während im Betätigungsfall, also bei angelegtem Gurtband 1 der äußere Wickeldurchmesser wesent lich kleiner als gemäß Fig. 1 ist, wie Fig. 2 deutlich zeigt. Das mit der Bohrung 20 versehene Gehäuse 6 weist im sogenann ten Kontaktbereich Zähne 6a derart auf, daß der durch die äußeren Zahnspitzen des Zahnrades 4 gelegte Durchmesser et was kleiner als der innere, durch die äußeren Zahnspitzen der Zähne 6a des als Gegenkörper wirkenden Gehäuses 6 gelegte Durchmesser ist. Auf diese Weise kann das Zahnrad 4 in der sogenannten Betriebslage, wenn seine Achse 5′-5′ und damit auch die der Wickelrolle 3 mit der Achse der beiden Bohrungen 20 zusammenfällt, beim Herausziehen des Gurtbandes 1 in Rich tung des Pfeiles 21 beim Abwickeln von der Gurtbandwickel 2 ohne Störung frei in Richtung des Pfeiles 22 drehen.In Fig. 1, an embodiment of a belt retractor according to the invention is shown, of which are shown only the most essential and necessary for the understanding of the invention parts. It is a side view of the U-shaped housing 6 , the two legs of the U have a large, to the axis se 5 '- 5 ' concentric bore 20 , so that the winding roller 3 with the gear 4 arranged on each side thereof as Locking gear teeth can run. The winding roll 3 is fully wound in the drawing with the webbing 1 , while in the actuation case, that is, with the webbing 1 attached, the outer winding diameter is significantly smaller than that shown in FIG. 1, as FIG. 2 clearly shows. The housing 6 provided with the bore 20 has teeth 6 a in the so-called contact area in such a way that the diameter set by the outer tooth tips of the gear wheel 4 is somewhat smaller than the inner, by the outer tooth tips of the teeth 6 a of the housing acting as a counter body 6 placed diameter is. In this way, the gear 4 in the so-called operating position when its axis 5 '- 5 ' and thus that of the winding roller 3 coincides with the axis of the two holes 20 when pulling out the webbing 1 in the direction of the arrow 21 when unwinding turn the webbing reel 2 freely in the direction of arrow 22 without interference.

Bei der Ausführungsform stellt die Wickelrolle 3 mit dem Zahn rad 4 einen einstückigen Kunststoffkörper dar, der außen zwei Zapfen 5 auf jeder Seite aufweist. Die Lagerung der Wickel rolle 3 erfolgt über diese Zapfen 5, wobei die vordere Seite in Fig. 1 gezeigt ist. Außen auf dem Gehäuse ist ein Stütz lager 7 aufgeschraubt, das im vorliegenden Falle aus Blech ausgestanzt ist. Ebenso gut könnte anstelle dieses armförmi gen Lagers auch eine Scheibe oder eine die ganze Gehäusewand abdeckende Fläche aufgeschraubt, vernietet oder angeschweißt sein. Es ist auch möglich, daß diese Fläche durch den Deckel des Gehäuses gebildet wird und aus Kunststoff ausgebildet ist. In Fig. 1 ist lediglich eine spezielle Ausführungsform ge zeigt, in welcher das Stützlager eine Ausnehmung 8a von der Gestalt eines verbogenen Ringes hat. Diese Ausnehmung 8a be sitzt in der Darstellung links oben eine Führung 8b. Die Zapfen 5 der Wickelrolle 3 erstrecken sich nicht nur durch die große Bohrung 20, sondern auch durch die Ausnehmung 8a des Stützlagers 7 hindurch, in welchem sie über je eine La gerbuchse 8 gehaltert sind.In the embodiment, the winding roller 3 with the toothed wheel 4 is an integral plastic body which has two pins 5 on the outside on each side. The storage of the roll roll 3 takes place via this pin 5 , the front side being shown in Fig. 1. On the outside of the housing a support bearing 7 is screwed, which is punched out of sheet metal in the present case. Instead of this arm-shaped bearing, a disk or a surface covering the entire housing wall could also be screwed, riveted or welded on. It is also possible that this surface is formed by the cover of the housing and is made of plastic. In Fig. 1 only a special embodiment is shown ge, in which the support bearing has a recess 8 a in the form of a bent ring. This recess 8 a be sits in the illustration at the top left a guide 8 b. The pin 5 of the winding roll 3 extend not only through the large bore 20 , but also through the recess 8 a of the support bearing 7 , in which they are each held over a La gerbuchse 8 .

In Fig. 1 ist die Betriebslage während normaler Bedingungen gezeigt, also nicht im Unfallzustand, so daß das Zahnrad 4 nicht im Eingriff mit den Zähnen 6a des als Gegenkörper die nenden Gehäuses 6 ist. Durch die Zugfeder 9, die an ihrem einen Ende an der ringförmigen Lagerbuchse 8 und an ihrem gegenüberliegenden Ende fest am Gehäuse oder dem Stützlager 7 befestigt ist, wird der jeweilige Zapfen 5 in die in Fig. 1 gezeigte Betriebslage, also in der Ausnehmung 8a links unten, gezogen.In Fig. 1, the operating position is shown during normal conditions, so not in the accident state, so that the gear 4 is not in engagement with the teeth 6 a of the housing 6 as the counter body. By the tension spring 9 , which is fixed at one end to the annular bearing bush 8 and at its opposite end to the housing or the support bearing 7 , the respective pin 5 is in the operating position shown in Fig. 1, that is in the recess 8 a bottom left, drawn.

Nicht dargestellt ist eine Aufspulfeder, mit deren Hilfe der Gurt 1 auf die Wickelrolle 3 zu einem Gurtwickel 2 aufgewickelt wird. Das Zahnrad 4 läuft im normalen Aufroll- und Abrollbe trieb frei in der Bohrung 20 des Gehäuses 6.A winding spring is not shown, with the aid of which the belt 1 is wound onto the winding roll 3 to form a belt winding 2 . The gear 4 runs in normal Aufroll- and Abrollbe operated freely in the bore 20 of the housing 6th

Man erkennt aus den Fig. 1 und 2 den Gurtablaufpunkt T, an welchem der Gurt 1 von dem Wickel 2 tangential und etwa pa rallel zur Grundwand des Gehäuses 6 ausläuft. Man sieht in Fig. 1, daß derjenige Winkelbereich, innerhalb dessen sich der Kontaktbereich zwischen der Verzahnung befindet, reich lich 120° hat, wobei sich diese 120° aus der Zählung im ma thematisch positiven Sinne ergibt, wenn man etwas unterhalb des Gurtablaufpunktes T zu zählen beginnt.It can be seen from FIGS. 1 and 2 the Gurtablaufpunkt T, at which the belt 1 of the winding 2 and about tangentially pa rallel leaking to the base wall of the housing 6. One sees in Fig. 1 that the angular range within which the contact area between the teeth is rich Lich 120 °, which results in 120 ° from the counting in the ma thematically positive sense, if one is slightly below the belt drain point T. counting begins.

Anhand Fig. 2 soll rein schematisch und ohne den Anspruch auf Vollständigkeit, (insbesondere nicht mathematische Voll ständigkeit) das Prinzip der Erfindung der frei taumelnden Wickelachse erläutert werden. Bei ruckartigem Zug mit der in Richtung des Gurtbandes F gemäß Fig. 2 am Gurt 1 hebt sich die federvorgespannte Wickelachse 5′-5′ der Wickelrolle 3 mit ihrem Zahnrad 4 (bzw. rechts und links mit den beiden Zahnrädern aus der in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung her aus, so daß das Zahnrad 4 in die gehäuseseitige Verzahnung 6a einrastet. Hierbei "taumeln" die Zapfen 5 praktisch frei, nur gegebenenfalls ein wenig durch die Ausnehmung 8a geführt, da keine Abstützung des durch die Gurtkraft wirksam werdenden Momentes erforderlich ist. Um eine Beschleunigung des Bewe gungsvorganges in die Eingriffsposition zu erhalten, d. h. um die achsparallele Bewegung der Wickelrolle 3 zu einer definier ten Eingriffsbewegung zu gestalten, ist die Führung 8b vorge sehen, die dafür sorgt, daß die Lagerhülse 8 etwa unter 45° zur Gurtausziehung geführt wird, so daß der Kontaktbereich eng begrenzt in dem rechten oberen, in Fig. 1 gezeigten Sektor des Gehäuses und der dort befindlichen Verzahnung zu liegen kommt.With reference to FIG. 2 will (in particular mathematical completeness of) the principle of the invention, the freely tumbling winding axis will be explained and without purely schematically to be exhaustive. In the case of jerky pulling in the direction of the webbing F according to FIG. 2 on the belt 1 , the spring-biased winding axis 5 '- 5 ' of the winding roller 3 with its gear 4 (or left and right with the two gears from the one in FIG. 1 operating position, shown in here, so that the gear 4 in the housing-side tooth 6a engages. here, the "stagger" the peg 5 substantially free, only optionally performed a little by the recess 8 a, since there is no support of the becoming effective through the belt force torque required In order to accelerate the movement process to get into the engaged position, ie to make the axially parallel movement of the winding roller 3 to a defined th engaging movement, the guide 8 b is provided, which ensures that the bearing sleeve 8 is about 45 ° is led to belt extraction, so that the contact area is narrowly limited in the upper right sector of the housing shown in FIG. 1 and the Ve located there teeth come to rest.

Nach Fig. 2 läßt sich das Prinzip so erläutern, daß zwischen demjenigen Moment, welches durch die Gurtkraft mit dem Hebel a erzeugt wird und zwischen dem Abstützmoment durch den Zahn eingriff, d. h. die Kraft F_w und den Hebel a, in der mit den Zähnen 6a versehenen Gehäusebohrung 20 von selbst ein Gleich gewichtszustand einstellt. Bei dieser Betrachtung sind Rei bungen und andere kleinere Faktoren außer acht gelassen, man erkennt aber im Prinzip, wie das Zahnrad 4 mit der Wickelrol le 3 beim plötzlichen Ruck im Gurt nach rechts oben in den Kontaktbereich und damit in Sperrzustand gezogen wird.According to Fig. 2, the principle can be explained in such a way that between the moment which is generated by the belt force with the lever a and between the supporting torque through the tooth, ie the force F _w and the lever a, in which the teeth 6 a provided housing bore 20 automatically sets an equilibrium state. In this observation, rubbing and other minor factors are disregarded, but you can see in principle how the gear 4 with the winding roller 3 is pulled upwards in the contact area and thus in the locked state in the event of a sudden jerk in the belt.

Fig. 3 zeigt das Gehäuse 6, die außen rings um den Umfang des als Sperrkörper wirkenden Zahnrades 4 angeordneten Zähne und die lediglich im Kontaktbereich vorgesehenen Zähne 6a am Ge häuse 6. Außerdem ist gestrichelt die Lage der Ausnehmung 8a gezeigt, in deren linken oberen Teil die Führung 8b als etwa unter 45° zur Vertikalen geneigten Gerade stückweise angedeu tet ist. Im rechten oberen Sektor des Kreises gemäß Fig. 3 hat die Führung 8a etwa die Krümmung des Zapfens 5 bzw. sei nes Lagerringes, und im Teil unten rechts ist die Führung 8a ausgebeult, um möglichst eine berührungsfreie Lage des Zapfens 5 im Falle des Sperreingriffs zu gewährleisten. Die Betriebslage des Zapfens 5 ist durch die durchgehende Kreislinie mit der Wickelachse 5′ gezeigt. Nach dem Einrastvorgang der Zähne des Zahnrades 4 in die gehäusefeste Verzahnung 6a hat sich der Zapfen 5 in die mit strichpunktierten Linien gezeigte Stellung mit der Wickelachse 5′′ bewegt. Man sieht die reaktionsfreie Lagerung im Sperrzustand. Fig. 3 shows the housing 6 , the outside around the circumference of the gear acting as a locking gear 4 teeth and the only provided in the contact area teeth 6 a on the Ge 6th In addition, the position of the recess 8 a is shown in broken lines, in the upper left part of which the guide 8 b is indicated in parts as a straight line inclined at approximately 45 ° to the vertical. In the upper right sector of the circle according to FIG. 3, the guide 8 a has approximately the curvature of the pin 5 or its bearing ring, and in the part at the bottom right the guide 8 a is bulged in order to provide a contact-free position of the pin 5 in the case of To ensure locking intervention. The operating position of the pin 5 is shown by the continuous circular line with the winding axis 5 '. After the engagement of the teeth of the gear 4 in the housing-fixed toothing 6 a, the pin 5 has moved into the position shown with dash-dotted lines with the winding axis 5 ''. You can see the reaction-free storage in the locked state.

Claims

Belt retractor for vehicle seat belts, with a winding roller rotatable about its axis and displaceably mounted in the housing for winding up the extendable belt, the turn-off rotation of which, with the aid of a blocking device, can be blocked against further pulling off the belt at an acceleration of the belt pull-off which exceeds a predetermined amount by two each One end of the winding reel fixed gears, which are moved with appropriate gear teeth under the guidance of the axis of the winding reel in a handle and prevent further unwinding of the belt if the winding reel moves against the spring force against spring force from the normal position to the blocking position is characterized in that

(a) the direction in which the axis of the winding roll ( 3 ) is guided is approximately 45 ° to the belt withdrawal line;
(b) the teeth ( 6 a) fixed to the housing are each arranged in a bore ( 20 ) in the legs of the U-shaped housing ( 6 );
(c) the teeth ( 6 a) fixed to the housing extend on the belt take-off side of the winding roller ( 3 ) in an angular range of approximately 120 °;
(d) this angular range begins approximately 10 ° below the tangential belt run-off point (T);
(e) the winding roller ( 3 ) can perform a wobble movement when engaged with the gear teeth ( 6 a); and
(f) the winding roll ( 3 ) can be displaced during engagement into an engagement position in which the winding axis is non-reactive.