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Beschreibung Steuervorrichtung für automatische Gurtaufroller in Kraftfahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für automatische Gurtaufroller in
Kraftfahrzeugen mit einem zentralen Sensor zum Erfassen von Fahrzeugbeschleunigungen,
der den Strommefluß zu einem Elektromagneten des Aufrollers und damit eine Sperrklinke
steuert, die bei Stromunterbrechung vom Elektromagneten freigegeben wird und dadurch
den Aufroller im Sinne einer Blockierung beeinflußt.
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Derartige Steuervorrichtungen mit einem zentralen Sensor für das sogenannte
fahrzeugsensitive System sind bekannt (vgl. z. B.
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DE-OS 24 17 604). Die Verwendung eines zentralen Sensors hat gegenüber
der Verwendung von dezentralisierten und den einzelnen Gurtaufrollern zugeordneten
Sensoren den Vorteil, daß er an einer hinsichtlich der g-Werte besonders günstigen
Stelle des Fahrzeuges angeordnet werden und außerdem mit Elektromagneten gearbeitet
werden kann, deren Ansprechzeit kürzer zu halten ist als dieenige mechanischer Systeme.
Die Verwendung eines zentralen Sensors erfordert aber zusätzliche elektrische Leitungen
und einen zusätzlichen Schaltungsaufwand, weil der Stromkreis für den Elektromagneten
nicht unmittelbar von der Batterie des Kraftfahrzeuges versorgt werden kann. In
diesem Fall fließt nämlich auch dann ein Strom, wenn das Fahrzeug abgestellt wird
bzw. der Gurt abgelegt ist. Das führt zu unerwünscht
schneller
Erschöpfung der Batterie. Deswegen wird der Stromkreis des fahrzeugsensitiven Systems
über den Zündschalter geführt. Daraus ergeben sich aber wesentliche Komforteinbußen,
denn sobald der Motor abgestellt wird, ist auch das fahrzeugsensitive System stromlos,und
die Gurtaufroller sind blockiert. Infolgedessen kann der Gurt nur angelegt bzw.
abgelegt werden, solange die Zündung eingeschaltet ist.
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Im Zusammenhang mit Warneinrichtungen, die signalisieren sollen, daß
der Sicherheitsgurt noch nicht angelegt worden ist, wurde vorgeschlagen, als Sensor
für diese Warneinrichtungen in die Sitze des Kraftfahrzeuges jeweils einen Schalter
einzubauen, der bei Belastung des betreffenden Sitzes geschlossen wird und dadurch
die Warneinrichtung betätigt, die erst nach dem Anlegen des Sicherheitsgurtes wieder
ausgeschaltet wird (vgl. DT-OS 25 53 186). Das hat jedoch die Entwicklung von Steuervorrichtungen
der eingangs beschriebenen Art nicht beeinflußt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Voraussetzungen dafür zu schaffen,
daß der Sicherheitsgurt jederzeit an- bzw. abgelegt werden kann, wobei der angelegte
Sicherheitsgurt bei unterbrochenem Stromkreis für den Elektromagneten blockieren
soll.
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Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe sowie vorteilhafte Ausgestaltungen
derselben ergeben sich aus dem Inhalt der Patentansprüche, die dieser Beschreibung
vorangestellt sind.
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Da jeder einzelne Gurtaufroller eine Einrichtung mit Riegel und Schalter
besitzt, kann der entsprechende Sicherheitsgurt jedenfalls bei ruhendem Fahrzeug
jederzeit an- bzw. abgelegt werden, weil die zum Blockiermechanismus gehörende Sperrklinke
ihrerseits durch den Riegel blockiert ist. Das An- und Ablegen des Sicherheitsgurtes
ist auch bei bewegtem Fahrzeug möglich, solange die Fahrzeugbeschleunigungen unterhalb
einer bestimmten Grenze von z.B. 0,4 g bleiben. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung
arbeitet
infolgedessen unabhängig davon, wie der Stromkreis für die Elektromagneten der einzelnen
Gurtaufroller ansonsten geführt ist, z. B. über das Zündschloß oder über andere
Geräte oder Schalter. Es ist aber auch möglich, diesen Stromkreis unmittelbar von
der Batterie des Kraftfahrzeuges zu versorgen, weil der nicht benutzte Gurtaufroller
sich bzw. seinen Elektromagneten selbsttätig von diesem Stromkreis abschaltet. Dadurch
wird nicht nur Energie gespart, es wird auch die Lebensdauer der elektrischen und
mechanischen Teile der einzelnen Gurtaufroller erhöht.
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Die Ansprechempfindlichkeit der Einrichtung mit Riegel und Schalter
läßt sich in Abhängigkeit von der abgerollten Länge des Sicherheitsgurtes, von der
Anzahl der Umdrehungen der Gurtwelle oder vom Durchmesser des auf der Gurtwelle
aufgerollten Gurtbandes einstellen. Ferner kann die Sitzbelastung des dem jeweiligen
Gurtaufrollers zugeordneten Sitzes als Kriterium für Benutzung oder Nichtbenutzung
des betreffenden Sicherheitsgurtes verwendet werden.
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Da bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung der Betriebszustand
jedes einzelnen Gurtaufrollers unabhängig von den Betriebszuständen der anderen
Gurtaufroller eingestellt wird, kann die Steuervorrichtung auch zur Inbetrieb- u.
AuRerbetriebsetzung weiterer Sicherheitselemente, z. B. Gurtstrammer und/oder Aufprallkissen,
verwendet werden, die bei entsprechendem Anschluß an die jeweilige Einrichtung des
zugeordneten Gurtaufrollers nur dann betätigt bzw. ausgelöst werden, wenn sich der
betreffende Gurtaufroller in aktivem" Zustand befindet. Das hat den Vorteil, daß
bei einem Unfall des Fahrzeugs jeweils nur die Sicherheitseinrichtungen betätigt
oder ausgelöst werden, die zum Schutz der im Fahrzeug befindlichen Personen erforderlich
sind. Das gleiche gilt, wenn ein abgestelltes, parkendes Fahrzeug gerammt wird.
Durch die benutzungsabhängige Schaltung wird auch in diesem Fall kein Gurtstrammer
oder kein Aufprallkissen ausgelöst. Dadurch werden die Kosten für den Ersatz der
Sicherheitseinrichtungen verringert.
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Die Auslösung dieser zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen, z. B.
von Gurtstrammern oder Aufprallkissen, kann beispielsweise durch einen Sensor erfolgen,
der auf die Fahrzeugverformung anspricht und in die vordere Stoßstange eingebaut
wird. Das bietet u. U. eine größere Sicherheit im Hinblick auf Fehlauslösungen.
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Diesen Sensor kann man zusätzlich mit einem Zeitglied versehen, das
bewirkt, daß der Stromimpuls, der die Auslösung des Sicherheitselementes bewirkt,
nur begrenzte Zeit aufrechterhalten wird, so daß nach einem Unfall, bei dem z. B.
einem parkenden Fahrzeug die vordere Stoßstange eingedrückt wird, eine oder mehrere
Sicherheitsgurte angelegt werden können, ohne daß zugeordnete Sjcherheitselemente
auslösen Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele
der Erfindung erläutert; es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ansicht
eines Gurtaufrollers mit teilweise weggebrochenen Bauelementen, Fig. 2 den Gegenstand
nach Fig. 1 in anderer Funktionsstellung, Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 1 in einer
weiteren Funktionsstellung, Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes
nach Fig. 1, Fig. 5 den Gegenstand nach Fig. 4 in einer der Fig. 3 entsprechenden
Funktionsstellung, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform in einer der Fig. 3 entsprechenden
Funktionsstellung, Fig. 7 ein Schaltbild unter Einbeziehung des Gegenstandes nach
Fig. 1.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.
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Der dargestellte Gurtaufroller besitzt ein Gehäuse 1 mit einer darin
gelagerten Gurtwelle 2, auf die ein Gurt 3 aufgewickelt ist, der in bekannter Weise
als Dreipunktgurt aus dem Gehäuse 1 heraus über eine fahrzeugfeste Öse 4 und ein
Gurtschloß 5 zu einem nicht dargestellten fahrzeugfesten Lager geführt ist.
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Auf der Gurtwelle 2 ist als Teil des Blockiersystems ein scheibenförmiges
Sperr- oder Steuerglied 6 mit einer Umfangsverzahnung 7 befestigt, die im Blockierzustand
mit einem Sperrzahn 8 einer bei 9 schwenkbar am Gehäuse 1 gelagerten Sperrklinke
10 zusammenwirkt. Die Sperrklinke 10 steht einerseits unter der Wirkung einer Feder
11 und andererseits unter der Wirkung eines Elektromagneten 12.
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Der Elektromagnet 12 ist über Leitungen 13, 14 an eine Batterie 15
des Kraftfahrzeugs angeschlossen. In der Leitung 13 befindet sich ein Schalter 16,
der von einem zentral im Fahrzeug angeordneten Kugelsensor 17 beaufschlagt wird.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Funktionsstellung ist der Schalter
16 und damit der Stromkreis für den Elektromagneten 12 geschlossen. Infolgedessen
wird die Sperrklinke 10 in der in Fig. 1 dargestellten Lage gehalten. Der Gurt 3
kann auf- bzw. abgerollt werden. Wirken auf das Fahrzeug Beschleunigungen ein, die
z. B.
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größer sind als 0,4 g, dann öffnet der Kugelsensor 17 den Schalter
16 und unterbricht dadurch den Stromkreis für den Elektromagneten 12, der daraufhin
die Sperrklinke 10 freigibt, so daß dieser unter der Wirkung der Feder 11 in Richtung
auf das Sperr- oder Steuerglied 6 schwenkt, bis sein Sperrzahn 8 mit der Verzahnung
7 in Eingriff gerät und die Gurtwelle 2 blockiert (Fig. 2).
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Es versteht sich, daß jeder der in einem Kraftfahrzeug vorhandenen
Gurtaufroller in der beschriebenen Weise elektrisch an den fahrzeugzentralen
Sensor
gekuppelt ist.
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Bei dem insoweit beschriebenen Gurtaufroller wäre der Stromkreis des
Elektromagneten 12 mit Ausnahme der Ansprechzeiten des Sensors 16, 17 stets geschlossen,
unabhängig davon, ob der Gurt und/ oder das Kraftfahrzeug benutzt werden oder nicht.
Das würde zu einer schnellen Erschöpfung der Batterie 15 führen. Wird der Stromkreis
an beliebiger Stelle durch einen Schalter, der z.B.
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mit dem Zündschloß gekoppelt sein kann, unterbrochen, dann könnte
der Gurt nur an- bzw. abgelegt werden, solange dieser zusätzliche Schalter geschlossen
ist.
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Um die Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß der Gurt jederzeit an-
bzw. abgelegt werden kann und der angelegte Gurt nichtsdestoweniger beim Ansprechen
des Sensors 16, 17 blockiert wird, ist eine allgemein mit 18 bezeichnete Einrichtung
vorgesehen.
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Diese Einrichtung weistenenin einer Hülse 19 längsverschieblich geführten
Stößel 19 auf, der an einem Ende eine Scheibe 21 trägt.
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Zwischen der Scheibe 21 und einem Flansch 22 der Hülse 19 ist eine
Druckfeder 23 angeordnet, mit der der Stößel 20 an der Hülse 19 abgestützt ist.
Das andere Ende 24 des Stößels 20 ragt über die Hülse 19 hinaus und kann bis in
den Bewegungsbereich des Sperrhebels 10 verschoben werden (Fig. 3).
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Dazu dient ein Nocken 25 eines bei 26 am Gehäuse 1 gelagerten zweiarmigen
Hebels 27, dessen anderer Arm 28 sich auf den Lagen 29 des auf die Gurtwelle 2 aufgewickelten
Gurtes 3 abstützt. Da der Nocken 25 sich auf der äußeren Stirnseite der Scheibe
21 abstützt, sorgt die Druckfeder 23 dafür, daß der Arm 28 ständig auf den Lagen
29 aufliegt.
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Insgesamt ist die Einrichtung 18 so ausgelegt, daß bei abgelegtem
und dementsprechend im wesentlichen auf die Gurtwelle 2 aufgewikkeltem Gurt 3 der
Hebel 27 mit dem Nocken 25 den Stößel 20 soweit in Richtung auf den Sperrhebel 2
verschiebt, daß das Ende 24
des Stößels 20, wie in Fig. 3 dargestellt,
einen Anschlag für den Sperrhebel 10 bildet, der infolgedessen die in Fig. 3 dargestellte
Lage auch dann nicht verlassen kann, wenn der Stromkreis des Elektromagneten 12
unterbrochen wird.
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Die Unterbrechung des Stromkreises des Elektromagneten 12 wird gleichzeitig
dadurch bewirkt, daß die Scheibe 21 am Ende des Stößels 20 bei der Längsverschiebung
des Stößels 20 in den Bewegungsbereich eines Schaltfingers 30 eines weiteren Schalters
31 gelangt, der in der Leitung 13 angeordnet ist. Wie man insbesondere aus Fig.
3 entnimmt, wird bei Verschiebung des Stößels 20 bis zum Halten des Sperrhebels
10 gleichzeitig auch der Schalter 31 geöffnet und damit der Stromkreis des Elektromagneten
12 unterbrochen.
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Infolgedessen ist bei abgelegtem und auf die Gurtwelle 2 auf gewickeltem
Gurt 3 der Gurtaufroller weder mechanisch noch elektrisch beansprucht.
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Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
die Einrichtung 18 grundsätzlich so aufgebaut, wie oben beschrieben. Allerdings
gehört der Nocken 25 zur Betätigung der Einrichtung 18 zu einem einarmigen Hebel
32, der bei 33 schwenkbar gelagert ist. Der Gurt 3 ist aus dem Gehäuse 1 heraus
durch eine Führungshülse 34 geführt, die einseitig an einem Gehäusevorsprung 35
abgestützt und damit praktisch um eine zur Achse der Gurtwelle 2 parallele Achse
kippbar ist. Das zeigt ein Vergleich der Fig. 4 und 5. Die Führungshülse 34 besitzt
einen Innenquerschnitt, der größer ist als der Querschnitt des Gurtes 3. Im Bereich
der gurtseitigen Öffnung 36 der Führungshülse 34 sind an gegenüberliegenen Innenseiten
jeweils Führungsnocken 37, 38 angeordnet, die in diesem Bereich den freien Querschnitt
zur Führung des Gurtes 3 beschränken.
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Der Gurt 3 weist seinerseits einen Anschlag 39 auf, der bei abgelegtem
Gurt 3 auf das gurtseitige Ende der Führungshülse 34 trifft und diese um den Gehäusevorsprung
35 so verschwenkt, daß sie mit ihrem gehäuseseitigen Ende 40 die Außenseite des
Hebels 32 beaufschlagt, der dadurch den Stößel 20 in die den Sperrhebel 10 blockierende
Lage bringt (Fig. 5). Dementsprechend wird bei die sem Ausführungsbeispiel zur Betätigung
der Einrichtung 18 die jeweils ausgezogene Gurtlänge verwendet.
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Auch die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 dargestellte Einrichtung
18 ist in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, aufgebaut. Der mit der Scheibe
21 des Stößels 20 zusammenwirkende Nokken 25 ist an eine Zahnscheibe 41 angeformt,
die bei 42 so am Gehäuse 1 gelagert ist, daß eine auf der Gurtwelle 2 befestigte
Scheibe 43,die an ihrem äußeren Umfang einen Zahn 44 trägt, mit der Zahnscheibe
41 zusammenwirken kann. Die Anzahl der Zähne der Zahnscheibe 41 ist so gewählt,
daß der Drehwinkel der Zahnscheibe 41 kleiner ist als 3600, wenn der Gurt 3 vollständig
von der Gurtwelle 2 abgezogen wird. Anders ausgedrückt bilden die Zahnscheibe 41
und die Scheibe 43 mit dem Zahn 44 ein Zählwerk, das die Umdrehungen der Gurtwelle
2 zählt und bei einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen, wenn nämlich der abgelegte
Gurt vollständig auf die Gurtwelle 2 aufgewickelt worden ist, die Einrichtung 18
betätigt. Um zu verhindern, daß sich die Zahnscheibe 41 selbsttätig weiterdreht,
steht sie unter der Wirkung einer an einem Vorsprung 45 des Gehäuses befestigten
Blattfeder 46, die die Zähne der Zahnscheibe 41 beaufschlagt.
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Der in Fig. 7 dargestellte Gurtaufroller entspricht in seinem grundsätzlichen
Aufbau dem in den Fig. 1 - 3 dargestellten Gurtaufroller. In die Leitung 13 des
Stromkreises für den Elektromagneten 12 ist ein Druckschalter 47 eingebaut, der
als Kontrollschalter funktioniert und dem Benutzer die Möglichkeit gibt, durch Drücken
des Schalters festzustellen, ob der Sperrhebel 10, wie gewünscht, funktioniert.
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Außerdem liegt im Bewegungsbereich der Scheibe 21 ein Schaltfinger
48 eines weiteren Schalters 49, der an ein Steuergerät 50 angeschlossen ist, das
zu einem Stromkreis gehört, der der Aktivierung eines zusätzlichen Sicherheitselementes
51, wie eines Gurtstrammers oder eines Aufprallkissens, dient. Das Steuergerät 50
wird durch den Impuls eines nicht dargestellten, auf die Fahrzeugverformung ansprechenden
Sensors aktiviert, der z.B. in der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs angeordnet
ist. Zum Steuergerät 50 gehört ein Zeitglied, das den Impuls nur eine begrenzte
Zeit aufrechterhält. Das Steuergerät ist über Leitungen 52, 53 an die Batterie 15
angeschlossen, wobei die Leitung 53 über das Zündschloß 54 geführt ist.
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Bei eingeschalteter Zündung und offenem Schalter 49 ist das Steuergerät
50 aktiviert und kann bei einem entsprechenden Impuls von dem nicht dargestellten,
auf die Fahrzeugverformung ansprechenden Sensor das Sicherheitselement 51 (Gurtstrammer,
Aufprallkissen) auslösen. Nimmt die Einrichtung 18 die in Fig. 3 dargestellte Funktionsstellung
ein, wird der Schalter 49 geschlossen, und das Sicherheitselement 51 kann nicht
mehr ausgelöst werden.
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Tritt zwischenzeitlich eine Fahrzeugverformung ein, so wird der Impuls
des betreffenden Sensors nur eine Zeitlang aufrechterhalten. Deswegen ist es unschädlich,
wenn beim späteren Anlegen des Gurtes der Schalter 49 wieder geöffnet wird.
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Da jedem Sitz im Kraftfahrzeug ein Gurtaufroller mit der beschriebenen
Steuervorrichtung zugeordnet ist, wird bei einem Unfall auch nur das Sicherheitselement
51 ausgelöst, das einem angelegten Sicherheitsgurt zugeordnet ist.
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Die in der Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung offenbarten
Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen
untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.