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Trägheitsabhängiges Sperrsystem an Aufrollautomaten für
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Sicherheitsgurte
Titel: Trägheitsabhängiges Sperrsystem
an Aufrollautomaten für Sicherheitsgurte
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
ein träyheitsabhängiges Sperrsystem an Aufrollautomaten für Sicherheitsgurte oder
dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Trägheitsabhängige Sperrsysteme an Aufrollautomaten für Sicherheitsgurte
besitzen allgemein eine Kupplungsscheibe bzw. eine Sperrscheibe in Form einer Klauenkupplung,
welche auf der Gurtaufwickelwelle in einem gewissen Bereich axial verschiebbar gelagert
ist und welche in der einen Endlage ein Verrasten zwischen Gehäusewand und Welle
hervorruft, während in der anderen Endlage die Drehbewegung freigegeben ist.
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Die Bewegung der Kupplungsscheibe in axialer Richtung wird über einen
beschleunigten Gurtbandabzug (webbing-sensitiv-Ansteuerung) eingeleitet, wobei durch
die Beschleunigung der Gurtwelle aufgrund der Trägheit der Kupplungs- bzw.
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Sperrscheibe eine Relativbewegung zwischen Welle und Kupplungsscheibe
erzwungen wird, und zwar mittels einer schraubenförmigen Führung der Kupplungsscheibe
in einem Steilgewinde oder an entsprechenden Kurvenabschnitten eines Endflansches
der Gurtaufwickelwelle. Dadurch gerät die Kupplungsscheibe in den Eingriff mit Sperrzähnen
am Gehäuse.
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Die schraubengangförmige Führung der Kupplungsscheibe erfolgt hierbei
gegen die Kraft einer Rückstellfeder, welche die Kupplungsscheibe in den entriegelten
Zustand zu drücken versucht.
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Die Masse der Kupplungsscheibe, die Steigung der Kurven an den Führungsflächen
des Abschlußflansches bzw. die Steigung des Steilgewindes zur Führung der Kupplungsscheibe
sowie der Druck der Feder sind bestimmend für die Ansprechschwelle der Webbing-Sensitiv-Ansteuerung,
d.h., für das Blockieren derGurtufwickelwelle.
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Der bisher eingestellte und vom Gesetzgeber geforderte Ansprechwert
lag so hoch, daß die Andruckfeder entsprechend stark dimensioniert werden konnte,
so daß im Fahrbetrieb die lose gelagerte Kupplungsscheibe an den Abschlußflansch
der Gurtufwickelwelle mit einer solchen Reibung gedrückt wurde, daß Kupplungsscheibe
und Abschlußflansch aufgrund der Reibung nicht gegeneinander verschoben werden konnten,
so daß auch keinerlei Geräusche entstanden.
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Gemäß neuerer Erkenntnisse wurde die Ansprechschwelle stark herabgesetzt.
Dies hat zur Folge, daß bei vorgegebener Kupplungsscheibenmasse die Andruckfeder
sehr schwach ausgelegt werden muß, was zu einer wesentlichen Verminderung der Reibung
zwischen Kupplungsscheibe und Abschlußflansch führt. Dadurch besteht die Gefahr,
daß die Kupplungsscheibe schwimmt, also im Fahrbetrieb gegenüber der Welle, und
insbesondere auch gegenüber dem Abschluß flansch der Welle in dauernde Bewegung
gerät und dabei entsprechend starke Geräusche verursacht. Diese durch Relativbewegung
zwischen Achse und Abschluß scheibe einerseits und Kupplungsscheibe andererseits
hervorgerufenen Geräusche könnten an sich dadurch vermindert werden, daß die Masse
der Kupplungsscheibe entsprechend herabgesetzt wird. Dies ist aber zum einen aus
Festigkeitsgründen - über die Kupplungsscheibe muß ja gegebe-
nenfalls
ein sehr starker Zug an den Gurten aufgefangen werden - sowie aus Abmessungsgründen
nicht möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein trägheitsabhängiges Sperrsystem
für Aufrollautomaten der vorgenannten Art anzugeben, welche eine Relativbewegung
zwischen Kupplungsscheibe und Gurtaufrollwelle bzw. deren Abschlußflansch und damit
eine Geräuschbildung auch bei geringer Andruckkraft sicher vermeidet.
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Diese Aufgabe wird mit einem Sperrsystem mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen eines derartigen Sperrsystems sind Gegenstand
von Unteransprüchen.
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Bei dem Sperrsystem nach der Erfindung ist gemäß den im einzelnen
noch an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Maßnahmen, eine Stabilisierung
der gegenseitigen Lage zwischen Kupplungsscheibe und Abschluß flansch vorgesehen,
die jegliche Schiebebewegung dieser Teile in zur Aufwickelachse radialer Richtung
bzw. einer kreisenden Bewegung um die Achse herum vermeidet, einer Axialbewegung
aber nicht entgegensteht.
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Das trägheitsabhängige Sperrsystem an Aufrollautomaten für Sicherheitsgurte
gemäß der Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit einem Sperrsystem gemäß
dem Stand der Technik an Hand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf
die anliegenden Zeichnungen erläutert.
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In diesen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine teilgeschnittene Draufsicht
auf ein Sperrsystem gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2 eine Seitenansicht zur Ausführungsform
nach FigX a
Fig. 3 und 4 Einzelteile eines Sperrsystems in perspektivischer
Ansicht, Fig. 5 einen Teilquerschnitt im Verbindungsbereich von Abschlußflansch
und Kupplungsscheibe gemäß dem Stand der Technik, Fig. 6 hierzu einen Abwicklungsschnitt,
Fig. 7 eine Ausführungsform des Sperrsystems nach der Erfindung in Form einer Schnittdarstellung
des Berührungsbereiches zwischen Kupplungsscheibe und Abschlußflansch bzw. als Abwicklungsschnitt,
Fig. 8 hierzu einen Abwicklungsschnitt, Fig. 9 in vergrößerter Darstellung einen
Ausschnitt der Lösung nach den Fig. 7 und 8, Fig. 10 eine andere Ausführungsform
des Sperrsystems nach der Erfindung, Fig. 11 eine gewindeprofilartige Anlageform
für die Kupplungsscheibe und Abschlußflansch, Fig. 12 einen Ausschnitt einer Variante
zur Ausführungsform nach Fig. 10 und Fig. 13 eine einseitige Innenverzahnung.
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An Hand der Fig. 1 - 6 wird im folgenden der grundsätzliche Aufbau
eines Sperrsystems an Sicherheitsgurt-Aufrollautomaten erläutert. In den Figuren
ist mit 1 der auf- bzw. abzurollende Gurt bezeichnet, welcher auf die in einem Gehäuse
drehbar gelagerte Gurtwelle aufgespult wird. Das Federsystem des Aufrollautomaten
ist
hierbei aus Übersichtigkeitsgründen weggelassen.
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An der einen Seite des Gehäuses ist innerhalb einer Abdeckung 3 das
Sperrsystem untergebracht. Das Sperrsystem besteht im wesentlichen aus einem die
Aufwickelrolle 2 abschließenden Abschlußflansch 5, einer Kupplungsscheibe 6, welche
eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Stirnverzahnung 7 an der Gehäusewand
und dem Abschlu4dflansch 5 herstellt, sowie einer Feder 8.
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Die Feder 8 drückt die Kupplungsscheibe 6 gegen den Abschlußflansch
5.
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Bei beschleunigtem Gurtabzug bleibt die Kupplungsscheibe infolge ihrer
Massenträgheit gegenüber der Wellendrehung zurück und wird über Kurvenabschnitte
9"' (vgl.
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Fig. 3) bzw. ein Steilgewinde axial gegen die Gehäusewand verschoben.
Dabei kommt sie über eine ihrer Stirnverzahnung mit der Gehäusewand in Eingriff
und blockiert die Drehung der Aufwickelwelle.
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Im Abschlußflansch 5 sind Ausnehmungen 9 vorgesehen, welche außer
der vorgenannten Kurvenflächen 9 "' Stirnflächen 9' und ebene Gleitflächen 9'' aufweisen.
In diese Ausnehmungen 9 greifen die an der Kupplungsscheibe 6 (vgl. Fig. 4) befindlichen
Stollen 10 ein, welche entsprechend Stirnflächen 10', ebene Gleitflächen 10" und
schräge Gleitflächen 10''' aufweisen. Dabei wird, wie schon dargelegt, die Kupplungsscheibe
mit Hilfe der Feder 8 in die Ausnehmung 9 gedrückt.
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Die Fig. 5 zeigt eine Ausführung nach dem Stand der Technik. Hierbei
sind die Stirnflächen 9' bzw. 10' ebenso wie die ebenen Gleitflächen 9' und 10''
planeben zueinander ausgeführt. Bei geringer Anpreßkraft der Feder 8 besteht die
Gefahr, daß,da ja die Kupplungsscheibe auf der Welle sehr lose sitzen muß, die Kupplungsscheibe
schwimmt, d.h., sich relativ zur Welle bzw. dem Abschlußflansch 6 verschieben kann,
was zu der vorerwähn-
ten entsprechenden Geräuschbildung führt.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 wird deshalb erfindungsgemäß
eine Profilierung zwischen den Stirnflächen 9' und 10' in Form eines Profils 12
und einer Rinne 13 vorgesehen, welche ein auch nur geringfügiges Verschieben zwischen
Kupplungsscheibe 5 und Abschlußflansch 6 verhindert.
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Die Fig. 9 zeigt hierzu in etwas vergrößerter Darstellung den Berührungsbereich
zwischen Kupplungsscheibe und Abschlußflansch. Aus dieser Figur ist zu ersehen,
daß die Profilierung im Berührungsbereich halbkreisförmig gehalten ist, während
die entsprechende Rinne im Querschnitt V-förmig ausgebildet ist. Hierbei ist der
öffnungswinkel a der V-förmigen Rinne so groß gewählt, daß er größer ist, als der
Reibungswinkel , so daß es mit Sicherheit zu keiner Selbsthemmung kommt.
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Die Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Kupplungsscheibe
einen Stollen 15 aufweist, welche eine Hinterschneidung 14 des Abschlußflansches
greift. Bei einer derartigen Anordnung ist darauf zu achten, daß der Steigungswinkel
des Kurvenabschnittes, an welchem bei einer Relativbewegung zwischen Kupplungsscheibe
und Welle die Kupplungsscheibe gegen das Gehäuse gedrückt wird und die Schrägfläche
der Hinterschneidung einen Winkel p einschließen, welcher größer ist als der Reibungswinkel
q.
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Die Fig. 11 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 7,
wobei eine gewindeprofilartige Anlage der Stirnflächen vorgesehen ist.
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Fig. 12 und 13 zeigen einseitige Anlagen zwischen Kupplungsscheibe
und Abschlußflansch, wie sie in Abwandlungen und Weiterbildungen der Ausführungsform
nach Fig. 10 ausgebildet werden können.
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Bei allen Ausführungsformen empfiehlt es sich, wie an sich in den
Zeichnungen dargestellt, eine "Iehrzal von Profil- bzw. IIintcrschncidungen auf
den Unfang vorzusehen, um eine Relativbewegung zwischen ssuy:plung:;scizeibe und
Welle bzw. Abschluß flansch mit Sicherheit zu vermeiden. Im Rahmen der Erfindung
ist es aber keineswegs notwendig, bei einer Vielzahl von Berührungsflächen sämtliche
Berührungsflächen entsprechend auszubilden, sondern es genügt, wie schon dargelegt,
die gegenseitige Sicherung von Kupplungsscheibe und Abschlußflansch über einige
Punkte auf den Umfang der Scheibe zu garantieren. Dabei kann die Profilierung im
Bereich der ebenen Gleitflächen vorgesehen werden.
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Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß selbstverständlich
die Anordnung von Profil und Ausnehmung auch vertauscht werden kann, d.h., es kann
sich in einzelnen Fällen als zweckmäßig erweisen, die Rinne in einer Anlagefläche
im Abschluß flansch und die Führung an der Kupplungsscheibe anzuordnen und umgekehrt.
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Auch die Ausführungsform der Hinterschneidung läßt, wie schon die
Fig. 12 und 13 zeigen, verschiedene Abwandlungen zu, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.
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