DE3043014A1

DE3043014A1 - Aufrollautomat fuer einen sicherheitsgurt

Info

Publication number: DE3043014A1
Application number: DE19803043014
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter 7075 Mutlangen Hönl
Original assignee: TRW Repa Feinstanzwerk GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1982-06-03
Also published as: DE3043014C2; US4422594A

Description

Anmelder: REPA Feinstanzwerk GmbH
Industriegebiet

7071 AIfdorf

Aufrollautomat für einen Sicherheitsgurt

Die Erfindung geht aus von einem Aufrollautomaten für einen Sicherheitsgurt in Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei bekannten Aufrollautomaten für Sicherheitsgurte ist auf einer Seite der Gurtwelle eine Aufrollfeder angeordnet, während das gegenüberliegende Wellenende mit einer Klinkensperreinrichtung sowie mit einem fahrzeugsensitiven Auslösemechanismus zusammenwirkt. Der fahrzeugsensitive Sperrvorgang wird eingeleitet durch Auslösen des fahrzeugsensitiven, z. B. in Form einer bei Auftreten einer starken Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeugs verschiebbaren Massekugel ausgebildeten Auslösemechanismus. Mit dem Verschieben der Massekugel wird eine Klinke mit einer auf der Gurtwelle drehbar gelagerten Kupplungsscheibe verrastet, die durch einen Kupplungsnoppen eine funktionell nachgeordnete, an der Gurtwelle schwenkbar gelagerte Steuerklinke, z. B. radial nach außen verstellt. Die Steuerklinke greift verrastend in einen Steuerhebel ein, welcher seinerseits eine Sperrklinke derart verstellt, daß die Sperrklinke in eine fest am Automatengehäuse vorgesehene Sperrverzahnung eingreift, womit die Gurtwelle gesperrt ist und der Sperrvorgang abgeschlossen ist. Hierbei dient die Kupplu. crsscheibe als gurtbandsensitiver Auslösemechanismus in der We^se, daß bei plötzlichem raschem Abzug des Gurtbandes von der Gurtspule, also im Crashfalle, die

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frei drehbare Kupplungsscheibe mit ihrem Steuernoppen gegenüber der Klinkensperreinrichtung eine Relativbewegung ausführt, verbunden mit einer Betätigung der vorgenannten Steuerklinke, einer Verrastung mit dem Steuerhebel und schließlich einer Verstellung der Sperrklinke in die Sperrstellung. Bei einer derartigen Ausführung liegen wirkungsmäßig die Einrichtungen für das fahrzeugsensitive und das gurtbandsensitive Sperren in Serie hintereinander, wobei in jedem Falle bei Betätigung des fahrzeugsensitiven Auslösemechanismus' die Übertragung der Sperrbewegung über die dem gurtbandsensitiven Auslösemechanismus zugehörigen Teile erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufrollautomaten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so zu verbessern, daß eine gegenseitige funktioneile Abhängigkeit der fahrzeugsensitiven und gurtbandsensitiven Auslösemechanismen nicht mehr gegeben ist und bei einfacher, räumlich getrennter konstruktiver Ausgestaltung eine direkte, in einer extrem kleinen Zeitspanne durchzuführende Einwirkung der Auslösemechanismen auf die Klinkensperreinrichtung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Aufrollautomaten wird eine gegenseitige Abhängigkeit der beiden Sperrsysteme vermieden. Im Gegensatz zu der vorerwähnten bekannten Einrichtung liegen beim erfindungsgemäßen Aufrollautomaten die fahrzeug- und gurtbandsensitiven Auslösemechanismen und deren Teile wirkungsmäßig parallel zueinander, d. h. ein Sperrvorgang wird durchgeführt entweder durch den fahrzeugsensitiven oder aber durch den gurtbandsensitiven Auslösemechanismus oder aber durch beide Auslösemechanismen zusammen, wobei der eine Auslösemechanismus in keiner Weise die Punktion des anderen Auslösemechanismus beeinflußt. Hierbei erübrigt sich eine Kupplungsscheibe gemäß der vorerwähnten bekannten Einrichtung vollkommen. Durch die alternative oder kombinatorische Direktsperrung der Auslösemechanismen erhält man extrem kurze Sperrphasen. Nicht zu-

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letzt erhält man durch die Verwendung der beiden wirkungsmäßig zueinander parallelen und getrennten Systeme den Vorteil/ daß der Aufrollautomat auch nur mit einem Sperrsystem ausgerüstet sein kann, wobei die Teile für das andere, fahrzeugsensitive oder gurtbandsensitive Sperrsystem entfallen können.

Durch die funktionsmäßige Trennung der beiden vorerwähnten Sperrsysteme ergibt in besonders vorteilhafter Weise die Möglichkeit einer sehr exakten und variablen Justierung der Sperrsysteme. So besteht beispielsweise durch die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 5 die Möglichkeit, daß durch unterschiedliche Einhängung der dem Massesensor zugeordneten Feder in einfacher Weise eine Variierung des Gurtbandsensitivwertes am gurtbandsensitiven Auslösemechanismus vorgenommen werden kann, ohne daß die Funktion oder Wirkungsweise des anderen Auslösemechanismus in irgendeiner Weise durch eine solche Änderung beeinflußt wird.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Aufrollautomaten mit sämtlichen, für die fahrzeugsensitive und die gurtbandsensitive Sperrung benötigten Teilen,

Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht und Schnittansicht des Aufrollautomaten gemäß Fig. 1 für fahrzeugsensitive Sperrung, wobei die für die gurtbandsensitive Sperrung benötigten Teile weggelassen sind,

Fig. 4 und 5 eine Seitenansicht und Schnittansicht des Aufrollautomaten gemäß Fig. 1 für gurtbandsensitive Sperrung, wobei die für die ίahrzeugsensitive Sperrung erforderlichen Teile weggelassen sind.

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In Figur 1 ist mit 1 ein U-förmiges Automatengehäuse bezeichnet mit Seitenplatten 2 und 3. An der Außenseite der Seitenplatte 2 befestigbar ist eine Lagerplatte 4, mit 5 ist eine Gurtwelle bezeichnet, auf die ein nicht weiter dargestelltes flexibles Gurtband zwischen Spulenflanschen 6 aufrollbar ist. Fest mit der Gurtwelle 5 verbunden sind an den Außenflächen der Spulenflansche 6 angeordnete Mitnehmer-Zahnscheiben 7, auf die außen verzahnte Sperräder 8 aufsteckbar und z. B. durch Vernieten befestigbar sind. Wie Figur 1 in Verbindung mit Figur 3 zeigt, ist der Abstand zwischen den beiden Sperrädern 8 so gewählt, daß sie bei montierter Gurtwelle 5 innerhalb im wesentlichen runder Ausnehmungen 9 in den Seitenplatten 2 und 3 zu liegen kommen. In tangential zu den Ausnehmungen 9 angeordneten keilförmigen Schlitzen 10 ist eine ü-förmige Sperrklinke 11 mit Lagerschultern 12 um ein vorbestimmtes Winkelmaß schwenkbar gelagert, wobei das Winkelmaß so bemessen ist, daß die U-förmige Sperrklinke mit dem Hochschwenken mit Sperrzähnen 13 in den Außen-Sperrverzahnungen der Sperräder 8 verrastet, dagegen in der unteren Ruhestellung die Sperräder 8 freigibt. Die Gurtwelle 5 ist beidseitig mit Lagerzapfen 14 und 14' versehen. Für die Lagerung der Gurtwelle an den Lagerzapfen 14 und 14' dient auf der Seite der Seitenplatte 2 ein Lagerteil 15, der in Form eines Zahnrades mit außenliegenden Rastzähnen 16 ausgebildet ist und einen Lagerbund 17 (Figur 3) sowie einen Lageransatz 18 aufweist. Mit dem letztgenannten Lageransatz 18 ist der Lagerteil 15 in einer Lageröffnung 19 der Lagerplatte 4 gelagert, wobei die Gurtwelle 5 mit dem Lagerzapfen 14 am Innenumfang des Lageransatzes 18 gelagert ist, wie Figur 3 zeigt. Auf der anderen Seite ist ebenfalls eine Lagerplatte 4' an der Seitenplatte 3 starr befestigt, in deren Lageröffnung 20 die Gurtwelle 5 mit dem Lagerzapfen 14' gelagert ist. Wie nicht weiter dargestellt, überragt der Lagerzapfen 14' die Seitenplatte 4' und ist in bekannter Weise mit einem Ende einer Aufrollfeder verbunden, die andererseits an einem gehäusefesten Lagerteil gelagert ist. Auf dem Lagerbund 17 (Figur 3) des Lagerteils frei drehbar gelagert ist ein Steuerteil 21, der einen hülsenartigen, konzentrisch zur Gurtwelle 5 liegenden Ansatz 22 mit Innen-Rastver-

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zahnung 23 besitzt und mit seiner Lageröffnung 24 auf dem Lagerbund 17 des Lagerteils 15 gelagert ist. Der hülsenartige Ansatz 22 des Steuerteils 21 umschließt einen Hohlraum 25, in dem der Lagerteil 15 liegt. Der Steuerteil besitzt ferner einen ersten hebelartigen Ansatz 26 mit einem Steuerzapfen 27 auf der einen Seite und einem Lagerzapfen 28 auf der anderen Seite. Der zweite hebelartige Ansatz 29 liegt dem erstgenannten Ansatz 26 diametral gegenüber und weist einen Lagerstift 30 für eine Feder auf, die andererseits sich an einem Vorsprung 32 an der Lagerplatte 4 abstützt. Mit dem Steuerzapfen 27 ist der Steuerteil 21 in einer Nut 33 der Lagerplatte 4 um ein vorbestimmtes Maß verschwenkbar geführt. Dieses Schwenkmaß ist so gewählt, daß mit dem Verschwenken des Steuerteils 21 entgegen der Kraft der Feder 31 der Steuerzapfen 27 in Kontakt mit der Sperrklinke 11 tritt und diese in die vorerwähnte Sperrstellung anhebt, in welcher die Sperrklinke 11 mit den Sperrädern 8 verrastet. An dem Lagerzapfen 28 des Steuerteils 21 ist ein als einarmiger Hebel ausgebildeter Betätigungshebel 34 schwenkbar gelagert, der durch eine den hülsenartigen Ansatz 22 des Steuerteils 21 durchstoßende Ausnehmung 35 hindurchragt und mit einem Zahn 36 mit den Rastzähnen 16 des Lagerteils 15 verrastbar ist. An dem Lagerteil 15 außermittig an einem Lagerzapfen 37 schwenkbar gelagert ist ein in Form eines einarmigen Hebels ausgebildeter gurtbandsensitiver Massesensor 38, der durch eine Zugfeder 39 in einer zur Achse der Gurtwelle 5 hin gezogenen Ruhelage gehalten wird, welche Feder 39 an einem Ansatz 40 am Lagerteil 15 ein Widerlager besitzt. Wie aus den Figuren 1 und 4 hervorgeht, sind am Massesensor 38 mehrere, von der Schwenkachse unterschiedlich entfernte Federlager 37a, 37b und 37c in einer Ausnehmung des Massesensors 38 vorgesehen, an denen die Zugfeder 39 wahlweise eingehängt werden kann. Der Massesensor 38 ist im Querschnitt L-förmig ausgebildet, wobei er mit seinem in bezug auf den Lagerteil 15 außenliegenden Schenkel 38' den hülsenförmigen Ansatz des Steuerteils 15 überragt und mit diesem, einen Rast, ahn bildenden Schenkel 38' mit der Innen-Rastverzahnung 23 des Steuerteils 21 verrastbar ist. Der Lagerteil 15 ist fest mit dem Lagerzapfen 14 der Gurtwelle 5 verbunden. An der Lagerplatte 4 ist schließlich ein schwalben-

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schwanzförmiger Lageransatz 41 befestigt bzw. einstückig angeformt, welcher der Lagerung eines fahrzeugsensitiven Massesensors 42 dient. Der Massesensor 42 besteht aus einem Lagerteil 43, das verbunden ist mit einer Platte 44, die in den schwalbenschwanz förmigen Lageransatz 41 einsteckbar und arretierbar ist. Auf dem Lagerteil 43 in einer konisch erweiterten Ausnehmung in an sich bekannter Weise gelagert ist eine Massekugel 45, auf der frei schwenkbar ein Sensorhebel 46 ruht, der seinerseits am Lagerteil 43 schwenkbar gelagert ist.

Anhand der Figuren 2 und 3 ist der fahrzeugsensitive Sperrvorgang des beschriebenen Aufrollautomaten erläutert. Bei Auftreten einer ein vorbestimmtes Maß übersteigenden Verzögerung oder Beschleunigung am Fahrzeug, in dem der Aufrollautomat eingebaut ist, wird die Massekugel 45 außerhalb der Mitte des Lagerteils 43 verstellt, womit der Sensorhebel 46 nach oben angehoben wird. Der Sensorhebel 46 gelangt in Kontakt mit der Sensorklinke 34, verstellt diese in Richtung der Gurtwellen-Achse und bringt diese direkt in Eingriff mit den Rastzähnen 16 des Lagerteils 15. Die Folge ist, daß durch die Verrastung der am Steuerteil 21 gelagerten Sensorklinke Steuerteil 21 und Lagerteil 15 formschlüssig miteinander verbunden sind. Da der Lagerteil 15 fest mit der Gurtwelle 5 verbunden ist, wird mit dem Abziehen des Gurtbandes von der Gurtwelle 5 der Steuerteil 21 entgegen der Kraft der Feder 31 verschwenkt, so daß über den Steuerzapfen die Steuerklinke 11 in die Sperrstellung verstellt wird und mit ihren Sperrzähnen 13 mit den Sperrädern 8 verrastet, wie in Figur 2 durch gestrichelte Linienzüge verdeutlicht. Damit ist die Gurtwelle 5 und das Gurtband gesperrt. Die Entriegelung des Systems erfolgt über die Feder 31, die den Steuerteil 21 wieder in die Ruhelage zurückdrückt, nachdem sich die Massekugel 45 wieder in der Ruhelage befindet.

Die gurtbandsensitive Sperrung ist anhand der Figuren 4 und 5 verdeutlicht. Im Crashfalle fällt der durch den Sicherheitsgurt gesicherte Fahrzeuginsasse nach vorne, womit das Gurtband von der Gurtwelle mit hoher Beschleunigung abgezogen wird.

Durch die sich drehende Gurtwelle 5 wird auf den damit verbundenen Lagerteil 15 ein Beschleunigungsmoment aufgebracht. Dadurch wird der hebelartige Massesensor 38 entgegen der Kraft der Feder 39 aus der Ruhelage gebracht und verrastet mit der Innen-Rastverzahnung des Steuerteils 21. Die Folge ist, daß der Steuerteil 21 verschwenkt wird und dabei die Sperrklinke 11 - wie erläutert - in die Sperrstellung verstellt. Mit der Verstellung des Massesensors 38 nach außen wird wiederum zwischen Steuerteil 21 und Lagerteil 15 eine formschlüssige Verbindung geschaffen, wodurch der Sperrvorgang eingeleitet wird. Die Rückstellung des Systems in die Ruhelage erfolgt nach Aufhebung des Beschleunigungsmomentes durch die Zugfeder 39.

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Claims

Patentansprüche

1. Aufrollautomat für einen Sicherheitsgurt in Fahrzeugen, mit einer Einrichtung zur Gurtspulenblockierung im Gefahrenfall, bestehend aus einer Klinkensperreinrichtung, die durch einen fahrzeugsensitiven und/oder einen gurtbandsensitiven Auslösemechanismus selbsttätig betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer Sperrverzahnung (Sperräder 8) der Gurtwelle (5) verrastbare Sperrklinke (11) vorgesehen ist, zu deren Betätigung ein auf der Gurtwelle frei drehbar gelagerter Steuerteil (21) dient, mit dem ein mit der Gurtwelle drehfest verbundener, eine Rastverzahnung (Rastzähne 16) aufweisender Lagerteil (15) durch Eingriff einer am Steuerteil gelagerten und durch einen fahrzeugsensitiven Massesenso (42) direkt verstellbaren Sensorklinke (34) und/oder durch einen am Lagerteil (15) gelagerten und mit dem Steuerteil (21) verrastbaren gurtbandsensitiven Massesensor (38) zu seiner Verstellung in die Sperrstellung kuppelbar ist.

2. Aufrollautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (21) scheibenförmig ausgebildet ist und eine mit fahrzeugsensitiven Massesensor (42) verrastbare Innen-Rastverzahnung (23) aufweist.

3. Aufrollautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gurtbandsensitive Massesensor (38) als einarmiger,entgegen Federkraft (39) von innen nach außen in die Raststellung verschwenkbarer Hebel ausgebildet ist.

4. Aufrollautomat nach Ans7ruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Lagerteil (15) in Form eines Zahnrades mit außenliegenden Rastzähnen (16) ausgebildet ist, an dem außermittig der gurtbandsensitive Massesensor (38) schwenkbar gelagert ist.

5. Aufrollautomat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in Form eines einarmigen Hebels ausgebildete Massesensor (38) durch eine Feder (39) in der Ruhelage gehalten ist und daß mehrere Federlager (38a, b, c) für verschiedene Vorspann-

. kräfte der Feder (39) vorgesehen sind.

6. Aufrollautomat nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerteil (15) einen Lagerbund (17) aufweist, auf dem der Steuerteil (21) frei schwenkbar gelagert ist, und ferner einen Lageransatz

(18) besitzt, mit dem er im Automatengehäuse gelagert ist, welcher der Lagerung der Gurtwelle (5) dient.

7. Aufrollautomat den den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (21) einen von der Innen-Rastverzahnung (23) umgebenen Hohlraum (25) aufweist, in dem der Lagerteil (15) angeordnet ist.

8. Aufrollautomat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hülsenförmigen, die Innen-Rastverzahnung (23) tragenden Ansatz (22) des Steuerteils (21) eine Ausnehmung (35) vorgesehen ist, durch die eine mit dem fahrzeugsensitiven Massesensor (42) zusammenwirkende Sensorklinke (34) hindurchgreift und mit den Rastzähnen (16) des Lagerteils (15) verrastbar ist.

9. Aufrollautomat nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerteil (21) in Form eines Hebels ausgebildet ist, entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (31) um ein vorbestimmtes Winkelmaß verschwenkbar ist in eine Sperrstellung, in welcher er die am Automatengehäuse schwenkbar gelagerte Sperrklinke (11) von außen nach innen bis zur Verrastung mit der gehäusefesten Sperrverzahnung (Sperräder 8) verstellt.