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Die Erfindung betrifft einen Aufrollautomat für einen Sicherheitsgurt, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein derartiger Aufrollautomat ist aus der DE-AS 24 32 956 bekannt. Er ist mit einer der Gurtspule in Gurtauszugsrichtung nachgeordneten Klemmeinrichtung für das Gurtband versehen. Die Klemmeinrichtung besteht aus einem um ein gehäusefestes Lager schwenkbaren Klemmhebel und einer diesem gegenüberliegenden gehäusefesten Klemmfläche. Das Gurtband ist zwischen dieser Klemmfläche und einer gegenüberliegenden Klemmfläche am Klemmhebel hindurchgeführt und wird am freien Ende des Klemmhebels umgelenkt. Dieses freie Ende des Klemmhebels wird ferner durch eine Feder beaufschlagt, die bestrebt ist, den Klemmhebel von der gehäusefesten Klemmfläche fortzuschwenken. Die Gurtspule weist am Außenumfang ihres einen Stirnflansches eine Sperrverzahnung auf, mit der ein Sperrhebel einer fahrzeugsensitiven Einrichtung verrastbar ist. Diese fahrzeugsensitive Einrichtung besteht aus einem Pendel, dessen Bewegung auf den Sperrhebel übertragen wird. Tritt am Fahrzeug eine Verzögerung von mehr als 0,4 g auf, so wird die Gurtspule durch die fahrzeugsensitive Einrichtung blockiert. Durch die dann im Gurtband auftretenden Zugkräfte wird an der am freien Ende des Klemmhebels angeordneten Umlenkstelle ein Drehmoment wirksam, durch das der Klemmhebel gegen die gehäusefeste Klemmfläche verschwenkt wird, wobei das Gurtband zwischen den zwei einander gegenüberliegenden Klemmflächen eingeklemmt wird. Im Belastungsfalle nimmt die Klemmeinrichtung praktisch alle auftretenden Beanspruchungen auf, so daß die Gurtspule mit Blockiereinrichtung in Leichtbauweise und mit geringer mechanischer Festigkeit ausgeführt werden können. Die bekannte Anordnung bewirkt aber auch eine gurtbandsensitive Blockierung des Gurtbandes. Tritt eine Gurtbandbeschleunigung von mehr als 0,5 g auf, so erfolgt eine Aktivierung der Klemmeinrichtung aufgrund der Massenträgheit der Wickelspule mit darauf aufgewickeltem Gurtband sowie aufgrund der an den Gurtbandumlenkstellen auftretenden Reibung. Die Auslöseschwelle für diese gurtbandsensitive Blockierung wird durch die Bemessung der den Klemmhebel beaufschlagenden Feder eingestellt.
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Aus der US-PS 32 14 218 ist ferner ein Aufrollautomat für einen Sicherheitsgurt bekannt, der eine auf der einen Stirnfläche der Gurtspule schwenkbar gelagerte Sperrklinke aufweist, die mit einer sie umgebenden Innenverzahnung an einem Gehäuseschenkel verrastbar ist, um eine gurtbandsensitive Blockierung der Gurtspule zu bewirken. Die Sperrklinke bildet eine Trägheitsmasse, die durch die Zentrifugalkräfte entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder in Eingriffsstellung auslenkbar ist. Im Blockierfalle müssen diese Sperrklinke und die mit ihr zusammenwirkende Sperrverzahnung die Gesamtheit der auftretenden Beanspruchungen aufnehmen. Diese Elemente müssen daher mit entsprechend hoher mechanischer Festigkeit ausgebildet werden, so daß sie auch eine große Masse aufweisen. Die große Masse der Sperrklinke bedingt eine relativ lange Reaktionszeit bis zum Wirksamwerden der Gurtspulenblockierung.
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Aus der DE-OS 23 18 957 ist ferner ein Aufrollautomat für Sicherheitsgurte bekannt, bei dem eine Gurtspulenblockierung sowohl fahrzeug- als auch gurtbandsensitiv ausgelöst wird. Für die gurtbandsensitive Auslösung wird eine an einer Stirnseite der Gurtspule schwenkbar gelagerte Sperrklinke durch Fliehkraft in Eingriff mit einer gehäusefesten Sperrverzahnung ausgelenkt. Dieselbe Sperrklinke wird fahrzeugsensitiv über eine Steuerscheibe in Sperrstellung gesteuert, indem die relativ zur Gurtspule verdrehbare Steuerscheibe durch einen Sperrhebel festgehalten wird, der durch eine Trägheitsmasse bewegt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufrollautomaten der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß im Gefahrenfalle eine sehr schnelle, vollständige Blockierung des Gurtbandes gewährleistet ist und die diese Blockierung bewirkenden Elemente sehr einfach und montagefreundlich ausgebildet sein können.
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Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Aufrollautomaten durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Aufrollautomaten ist eine gurtbandsensitive Blockierung der Gurtspule vorgesehen, um die nachgeordnete Brems- oder Klemmeinrichtung mit sehr geringer Reaktionszeit zu aktivieren. Nach Aktivierung der Gurtbandbrems- oder Klemmeinrichtung nimmt diese praktisch die gesamten Beanspruchungen auf, so daß die Einrichtungen zur Gurtspulenblockierung sehr einfach, kosten- und montagefreundlich sowie in Leichtbauweise ausgeführt werden können.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Einzelheiten von Ausführungsbeispielen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung. Es zeigt
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Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht eines Aufrollautomaten,
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Fig. 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung des Aufrollautomaten gemäß Fig. 1,
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Fig. 3 u. 4 ein Teil des Aufrollautomaten gemäß Fig. 1 u. 2, und zwar die Einrichtung zur Gurtspulenblockierung in schematischer Seitenansicht und Draufsicht-Schnittansicht,
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Fig. 5 die Einrichtung gemäß Fig. 3 und 4 in Explosionsdarstellung,
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Fig. 6 eine andere Ausführungsform einiger Teile des Aufrollautomaten gemäß der Darstellung in Fig. 5.
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Fig. 1 zeigt in perspektivischer Rückansicht einen Aufrollautomaten für einen Sicherheitsgurt 1, der im wesentlichen aus einer Einrichtung zur Gurtspulenblockierung 2 und einer Brems- oder Klemmeinrichtung 3 besteht. Als Träger für die Einrichtung 2 dient ein U-förmiges Automatengehäuse 4 mit seitlichen Abdeckungen 5, während als Träger für die Brems- oder Klemmeinrichtung 3 ebenfalls ein U- förmiges Gehäuse 6 dient, auf dessen freie Schenkel jedenfalls Abdeckungen 7 mittels Schrauben 8 aufgesetzt sind. Die unfreien Schenkel der beiden Gehäuse 4 und 6 sind zu einer einstückigen Baueinheit miteinander verbunden, wobei diese Baueinheit mittels einer Befestigungsöffnung 9 am Rahmen eines Kraftfahrzeuges befestigt werden kann. Zur Verbindung der beiden Gehäuse 4 und 6 können z. B. Niete 10 dienen.
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Fig. 2 zeigt einen Mittelschnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Aufrollautomaten. Die Einrichtung zur Gurtspulenblockierung 2 besitzt eine nur schematisch angedeutete Gurtspule 11, auf der ein bestimmter Gurtvorrat aufgewickelt ist. Die Abzugsrichtung des Sicherheitsgurts ist durch einen Pfeil verdeutlicht. Die mit 2 bezeichnete Einrichtung besitzt in Fig. 2 nicht weiter dargestellte fahrzeugsensitive und gurtbandsensitive Aktivierungseinrichtungen, durch die bei Einwirkung einer vorbestimmten Beschleunigung auf das Fahrzeug oder auf die Person die abrollende Gurtspule 11 augenblicklich blockiert wird. In Abzugsrichtung der Gurtspule 11 nachgeschaltet ist die Brems- oder Klemmeinrichtung. Sie besitzt eine, mit einer glatten rutschfesten Oberfläche hoher Reibung ausgestattete Bremsrolle 12, die beidseitig der glatten Lauffläche Sperrverzahnungen 13aufweist. Die Bremsrolle 12 mit den Sperrverzahnungen 13 ist in Langlöchern 14 des Gehäuses 6 verschiebbar gelagert. In unmittelbarer Nähe der Bremsrolle 12 ist am Gehäuse 6 eine metallische Arretierschwinge 15 um eine Achse 16 schwenkbar gelagert. Durch eine nicht weiter gezeigte, an einem Anschlagbolzen der Arretierschwinge einerseits und an der Lagerwelle 17 der Bremsrolle 12 andererseits gelagerte Feder wird in der Ruhestellung die Bremsrolle 12 in den Langlöchern 14 in Fig. 2 nach rechts und die Arretierschwinge 15 im Gegenuhrzeigersinn gehalten, in welcher Stellung die Sperrverzahnungen 13 der Bremsrolle 12 einen Abstand von einer kreissegmentartigen Sperrverzahnung 18 der Arretierschwinge 15 haben. Mit 19 ist eine Klemmleiste bezeichnet, die in leichter Schrägstellung zwischen den U-förmigen Schenkeln des Gehäuses 6 fest und stationär gelagert ist. Zwischen der Klemmfläche 20 der Klemmleiste 19 und einem Druckansatz 21 der Arretierschwinge 15 ist eine Klemmrolle 22 angeordnet, deren Lagerwelle in Langlöchern 23 des Gehäuses 6 verschiebbar gelagert ist. Diese Klemmrolle 22 wird durch eine zwischen Klemmleiste 19 und Klemmrolle 22 bzw. deren Lagerwelle verspannte Formfeder in einer Normalstellung gehalten, in der die Rollenoberfläche von der Klemmfläche 20 der Klemmleiste 19 entfernt ist. Das Gurtband 1 umschlingt die Oberfläche der Bremsrolle 12 teilweise. Seitlich am Führungsweg des Gurtbandes 1 befindet sich die Klemmleiste 19, über deren abgerundete Ecken das Gurtband 1 leicht hinweggleitet oder mit Abstand davon angeordnet ist und wobei beim Ausführungsbeispiel sich die Klemmrolle 22 ebenfalls leicht und mitdrehend am Gurtband abstützt. Im Aktivierungsfalle, d. h. bei Auftreten von starken Zugkräften am Gurtband 1 wird die Gurtspule 11 in der nachstehend beschriebenen Weise sofort blockiert. Durch die am Gurtband 1 angreifenden Zugkräfte wird nun die Bremsrolle 12 gemäß Fig. 2 mit ihrer Sperrverzahnung 13 in die Sperrverzahnung 18 der Arretierschwinge 15 gedrückt, womit die Bremsrolle 12 ebenfalls blockiert wird. Die Bremsrolle 12, auf die weiterhin ein Drehmoment ausgeübt wird, drückt nun die Arretierschwinge 15 in Richtung der Klemmleiste 19, wobei der Druckansatz 21 sich an der Klemmrolle 22 abstützt und letztere wiederum das Gurtband 1 mit der Klemmfläche 20 verklemmt und damit blockiert. Mit zunehmendem Zug am Gurtband 1 nimmt auch die Klemmkraft zu. Nach diesem Vorgang wirken auf die Einrichtung zur Gurtspulenblockierung keinerlei Kräfte mehr ein; diese werden vielmehr von der erläuterten Brems- und Klemmeinrichtung absorbiert.
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Anhand der Fig. 3, 4 und 5 ist der Aufbau und die Wirkungsweise der Einrichtung zur Gurtspulenblockierung 2 verdeutlicht. Mit 4 ist wiederum das aus Aluminium oder Kunststoff bestehende, U-förmige Automatengehäuse bezeichnet, das in den freien Schenkeln Lageröffnungen 24 aufweist. Die Gurtspule 11 besitzt eine zylindrische Lageröffnung 25 sowie eine Radialnut 26 für die Arretierung des Gurtbandendes, das zu diesem Zweck eine Verdickung 27 in Form einer Schlaufe für einen Stift 28 aufweist. Mit 29 ist eine Vierkant- Achswelle bezeichnet, die an einem Ende einen Nagelkopf 30 aufweist. Auf diese Achswelle 29 bis zum Nagelkopf 30 aufschiebbar ist ein Federwiderlager 31, das entsprechend eine Vierkantöffnung 32 aufweist und mit einem Radialschlitz 33 versehen ist, in das das innere Ende 34 einer spiralförmigen Aufwickelfeder 35 eingehängt ist. Das andere Federende ist in bekannter Weise an einem gehäusefesten Widerlager gelagert. Das Federwiderlager 31 besitzt ferner zwei Mitnehmerklauen 36, die in entsprechende Klauennuten 37 in der Wandung der Lageröffnung 25 der auf die Vierkantachswelle aufgesteckten Gurtspule 11 eingreifen, womit eine drehfeste Kupplung hergestellt ist. Die äußere Oberfläche des Federwiderlagers bildet hierbei ein Achslager für die Gurtspule 11. Das andere Achslager wird gebildet durch einen zylindrischen Lageransatz 38 einer Steuerscheibe 39, die ebenfalls eine axiale Vierkantöffnung 40 sowie Mitnehmerklauen 41 aufweist, mit denen die Steuerscheibe 39 mit der Gurtspule 11 drehfest kuppelbar ist. Die Steuerscheibe besitzt eine feine Außenverzahnung 42 und ist ebenfalls auf die Vierkantachswelle 29 drehfest aufsteckbar, wobei die auf diese Achswelle aufgesteckten Teile durch eine mit dem Wellenende verspannbare Federscheibe 43 miteinander verspannt werden. An der Innenseite besitzt die Steuerscheibe 39 eine nach außen hin offene Lagertasche 44, in der eine in Form einer zweiarmigen Klinke ausgebildete Trägheitsmasse 45 gelagert ist. Diese Trägheitsmasse 45 ist um einen Stift 46 schwenkbar und wird durch eine vorgespannte Feder 47 in der nicht-aktivierten Stellung mit einem Schenkel gegen einen Anschlag 48 innerhalb der Lagertasche 44 gedrückt, wie insbesondere Fig. 4 zeigt. Mit 49 ist ein mit einer Innenverzahnung 50 versehener Ring bezeichnet, der mittels Rastklipsen 51 in entsprechenden kreissegmentförmigen Öffnungen im Automatengehäuse 4 verrastbar und mit dem Automatengehäuse drehfest verbindbar ist. Wie insbesondere Fig. 3 zeigt befindet sich in der fertigmontierten Stellung die Steuerscheibe 39 außerhalb der Innenverzahnung 50 des Ringes 49, wogegen die Trägheitsmasse 45 sich in Höhe dieser Innenverzahnung 50 befindet und in der Ruhestellung, d. h. in der nicht-aktivierten Stellung durch die Feder 47 von der Innenverzahnung 50 entfernt gehalten wird.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist die Kupplungsverbindung zwischen Federwiderlager 31&min;, Gurtspule 11&min; und Steuerscheibe 39&min; gegenüber dem erläuterten Ausführungsbeispiel gemäß den vorhergehenden Figuren leicht verändert. Statt einer Klauenverbindung besitzt das Federwiderlager 31&min; sowie der Lageransatz 38&min; der Steuerscheibe 39&min;eine Kupplungsverzahnung 52 in Form einer angeschlagenen Kerbverzahnung. Entsprechend sind an beiden Enden der axialen Lageröffnung in der Gurtspule 11&min; Gegenverzahnungen 53 eingearbeitet. Die Teile 31&min;, 11&min; und 39&min; können auf eine, einen Nagelkopf 54 aufweisende Achswelle 55 aufgesteckt und durch eine Spannscheibe 56 gegeneinander verspannt werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Achswelle 55 wegzulassen und die Teile 31&min;, 11&min; und 39&min; durch nicht weiter dargestellte Rast- oder Schnappverbindungen üblicher Bauart miteinander zu verbinden und zu verspannen.
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Weiterhin ist in den Fig. 4 und 5 allgemein mit 57 ein fahrzeugsensitiver Aktivierungssensor bezeichnet, bestehend aus einem gehäusefesten Lagerkörper 58 für eine Massekugel 59 und einem schwenkbaren und bei Verschieben der Massekugel 59 aus der Ruhe-Mittenlage in Richtung der Außenverzahnung 42 der Steuerscheibe 39 verstellbaren Sperrhebel 60.
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Sämtliche vorbeschriebenen Teile der Einrichtung zur Gurtspulenblockierung 2 können in Leichtbauweise z. B. aus Aluminium oder Kunststoff hergestellt sein, da sie im Aktivierungsfalle keine großen Kräfte aufnehmen müssen.
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Im Aktivierungsfalle, also bei Auftreten einer ein vorbestimmtes Maß übersteigenden Beschleunigung am Fahrzeug wird die Gurtspule 11 oder 11&min; augenblicklich blockiert entweder durch den gurtbandsensitiven Aktivierungssensor, nämlich die aus der Ruhelage bis zum Eingriff mit der Innenverzahnung 50 ausschwenkenden Trägheitsmasse 45 oder aber durch den fahrzeugsensitiven Aktivierungssensor 57, der mit dem Auslenken der Massekugel 59 aus der Mittenlage durch Eingriff des Sperrhebels 60 in die Außenverzahnung 42 der Steuerscheibe 39 ebenfalls eine augenblickliche Blockierung der Gurtspule 11 bewirkt. Die Folge ist eine sofortige Aktivierung der Brems- und Klemmeinrichtung gemäß Fig. 2, wonach das Gurtband 1 nicht mehr weiter abziehbar ist. Da die an der Gurtspulen-Blockiereinrichtung auftretenden Kräfte außerordentlich gering sind, kann die Außen- und/oder Innenverzahnung sehr feinzahnig ausgeführt sein, so daß nur ein sehr geringer Sperrweg zustande kommt. Hierbei besitzt die Einrichtung zur Gurtspulenblockierung keine eigentlichen Sperrmittel, die große Zugkräfte aufzunehmen haben. Selbstverständlich kann anstelle des mechanischen Massesensors auch ein elektromechanisches Ansteuerelement verwendet werden, das z. B. mit der Außenverzahnung 42 der Steuerscheibe 39 zusammenwirkt.