DE3043097C2

DE3043097C2 - Trägheitsbetätigungsvorrichtung für die Blockiereinrichtung eines Sicherheitsgurts

Info

Publication number: DE3043097C2
Application number: DE3043097A
Authority: DE
Inventors: Juichiro Tokio/Tokyo Takada
Original assignee: Takata Kogyo Co Ltd
Current assignee: Takata Kogyo Co Ltd
Priority date: 1980-06-20
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1985-03-21
Also published as: NL8005986A; CA1137452A; GB2078492B; GB2078492A; MX148479A; FR2484845A1; IT8147539A0; ES263197U; ES263197Y; BE886003A; NO803512L; BR8007657A; IT1142219B; AU6382080A; FR2484845B1; US4314680A; SE8007579L; AU523317B2; DE3043097A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägheitsbetätigungsvorrichtung für die Blockiereinrichtung eines Sicherheitsgurts, bestehend aus einem Halter mit einer nach oben weisenden Stützfläche, die ein Loch und einen an den Rand des Lochs anschließenden Stützflächenabschnitt aufweist, der von einer in allen Richtungen ansteigenden Rotationsfläche um die Lochachse gebildet ist, aus einer Trägheitsmasse, die eine sphärische Fläche aufweist, mit der sie unter Einwirkung einer Trägheitskraft am Stützflächenabschnitt hochrollt, und aus einem verlagerbaren Betätigungsglied, das durch das Zusammenwirken einer Auslenkfläche mit einem Nocken durch die Verlagerung der Trägheitsmasse angehoben wird.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits bekannt (DE-OS 24 05 460). Dabei ist die Trägheitsmasse als Kugel ausgebildet, auf der das an einem Ende um eine horizontale Achse schwenkbare Betätigungsglied mit einer konischen Fläche aufliegt. Bei einer abrupten Änderung der Beschleunigung rollt die Kugel infolge der auf sie wirkenden Trägheitskraft auf der Stützfläche hoch, wobei das klinkenartige Betätigungsglied durch die Kugel mit einer Keilwirkung nach oben gedruckt wird, so daß das freie Ende des Betätigungsglieds in einem durch die Hebelübersetzung vorgegebenen proportionalen Ausmaß verlagert und in Blockiereingriff gebracht wird. Die Betätigung ist dabei abhängig von der Richtung der Beschleunigungsänderung, da sich die Hebeiübersetzung des Betätigungsglieds gegenläufig ändert, wenn die Kugel zum freien Ende oder aber zum gelagerten Ende des Betätigungsglieds rollt.

Bei einer Weiterbildung (DE-OS 27 14 340) dieser bekannten Vorrichtung ist bereits vorgesehen, die an der Kugel anliegende Kontaktfläche des Betätigungsglieds als geneigte Fläche auszubilden. Dadurch wird zwar die Ansprechzeit der bekannten Vorrichtung etwas herabgesetzt, aber die Richtungsabhängigkeit der Vorrichtung wird nicht beseitigt.

Es ist auch bereits bekannt, eine Trägheitsbetätigungsvorrichtung vorzusehen, bei der die Trägheitsmasse an ihrem oberen Ende eine sich kegelförmig nach unten verjüngende konische Aussparung aufweist, in die ein nach unten ragender Vorsprung am Betätigungsglied hineinragt (DE-OS 26 22 241). Dabei stützt sich der Vorsprung an der die konische Aussparung begrenzenden Auslenkfläche der Trägheitsmasse ab, so daß eine im wesentlichen richtungsunabhängige gleichförmige Auslösung des Blockiervorgangs erzielt wird, weil die Trägheitsmasse immer über den Vorsprung und daher nut ΐΐτΐ wcscMLiiCiicn giCiCiiLsiCiiscnueni tvicmcntcnsi m am Betätigungsglied angreift. Dabei kann entsprechend dem konischen Verlauf der Auslenkfläche der Blockiervorgang auch ohne stärkeres Anheben der Trägheitsmasse ausgelöst werden. Hier ist die Trägheitsmasse jedoch kein Rollkörper, der sich durch eine Rollbewegung verlagert, vieh.»ehr handelt es sich um ein Standpendel, das mit einem nach unten v/eisenden Schaft in einer Pfanne abgestützt ist und bei einer abrupten Beschleunigungsänderung um eine Auflagekante der Standfläche des Schafts kippt, so daß der Vorsprung des Betätigungsglieds auf der entsprechend bewegten konischen Auslenkfläche der Trägheitsmasse hochgleitet. Es besteht dabei die Gefahr, daß sich im Anschluß an den Blockiervorgang die gekippte Trägheitsmasse unter besonderen Gegebenheiten nicht wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt.

Schließlich ist es auch bekannt, bei einer mit Kippauslösung arbeitenden Trägheitsmasse Tm unteren Ende des abwärts ragenden Schafts der Trägheitsmasse einen zentrierenden Vorsprung vorzusehen, der in eine Gummibettung ragt (US-PS 41 64 335). Diese bekannte Vorrichtung ist mit den vorgenannten Nachteilen einer kippenden Trägheitsmasse behaftet. Sofern die Gummibettung mit einer Rückstellwirkung am zentrierenden Vorsprung angreift, hemmt sie auch in nachteiliger Weise den auslösenden Kippvorgang der Trägheitsmasse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, die ein schnelles Ansprechen, eine richtungsunabhängige gleichförmige Auslösung und eine sichere Rückstellung der Trägheitsmasse miteinander verbindet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches gelöst.

Bei dieser Ausbildung kontrolliert der Vorsprung der Trägheitsmasse deren Orientierung auf der Stützfläche, so daß die erforderliche Zuordnung zwischen der Auslenkfläche der Trägheitsmasse und dem Nocken des Betätigungsgliedes stets sichergestellt ist. Dabei führt die Trägheitsmasse eine Gleitbewegung nur soweit aus, bis das radiale Spiel zwischen dem Vorsprung und der Lochwand überbrückt ist. Im übrigen führt die Trägheitsmasse eine Rollbewegung aus, so daß die Startreibung gering und die Anfangsbeschleunigung der Trägheitsmasse relativ hoch ist. Das führt in Verbindung mit der Nockenwirkung zwischen der Auslenkfläche und dem Betätigungsglied zu einem schnellen Ansprechen

auf abrupte Beschleunigungsänderungen, wobei es nur einer geringen Anhebung des Schwerpunkts der Trägheitsmasse bedarf. Es ist auch ersichtlich, daß die reibungsarme Rollbewegung der Trägheitsmasse auf der Stützfläche eine leichtgängige Rückstellung der Trägheitsmasse in die Ausgangslage begünstigt so daß nicht zu befürchten ist, daß nach der abrupten Beschleunigungsänderung die Blockierwirkung fortdauert

Zweckmäßige Ausgestaltungen, welche die Bewegungsübertragung zwischen der Trägheitsmasse und dem Betätigungsglied betreffen, ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Schrägansicht des Halters der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform,

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Betätigungsglied der Ausführungsform gemäß Fig. 1.

F i g. 4A bis 4D Seitenansichten der Ausführungsform gemäß F i g. 1 bis 3 in verschiedenen Stadien der Bewegung aus der Ruhestellung in die Arbeitsendstellung, und

F i g. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Trägheitsmasse und eines Betätigungsgliedes einer abgewandelten Ausführungsform.

Die in F i g. 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform hat einen Halter 10 mit einem ungefähr waagerecht angeordneten Boden 12, einer Seitenwand 14 zum Befestigen des Halters 10 am Rahmen einer Rückholvorrichtung und einem Stützpfosten 16 für die Lagerung eines Endes eines Schwenkzapfens 30 eines Betätigungsgliedes 28. Der Boden 12 des Halters 10 hat ungefähr in seiner Mitte ein kreisrundes Loch 18, das als Stützfläche 20 von einer konischen Fläche 20a umgeben ist, die von ihm weg ansteigt Außerhalb der konischen Fläche 20a ist eine konkave Fläche 206 angeordnet die beliebig gestaltet sein kann, vorzugsweise aber an die Gestalt eines unteren Abschnittes, mit dem in der in Fig.4C dargestellten Arbeitsendstellung eine Trägheitsmasse 22 mit ihr zusammenwirkt, zumindest annähernd angepaßt ist Die Fläche 20b erleichtert das Anhalten der Trägheitsmasse 22. wenn diese in die Arbeitsendstellung gerollt ist

Die Trägheitsmasse 22 hat einen sich nach unten verjüngenden, ungefähr konischen Vorsprung 24. der von einer sphärischen Fläche 26 umgeben ist, deren Krümmungsmittelpunkt mit dem Schwerpunkt der Trägheitsmasse 22 zusammenfällt. Die Fläche 26 ist in ihrer Größe von wenigstens gleicher Erstreckung wie der Weg. den die Trägheitsmasse 22 an der konischen Fläche 20a des Bodens 12 rollend zurücklegt. Die Trägheitsmasse 22 weist an ihrer Oberseite eine Auslenkfläche 27 ai'f, die eben ist und sich rechtwinklig zur vertikalen Achse der Trägheitsmasse 22 erstreckt, also rechtwinklig zu einer durch den Schwerpunkt der Trägheitsmasse 22 und durch die Achse des Vorsprungs 24 gehenden Linie. Die übrige Fläche der Trägheitsmasse 22, zwischen der Steuerkurvenfläche 27 an der Oberseite und der unteren, sphärischen Fläche 26 gelegen, ist eine Rotationsfläche um die vertikale Mittellinie; ihre genaue Gestalt ist jedoch von geringer Bedeutung, solange der Schwerpunkt zumindest annähernd mit dem Krümmungsmittelpunkt der sphärischen Fläche 26 zusammenfällt und im Hinblick auf gleichmäßiges Ansprechen in allen Richtungen das Trägheitsmoment in allen Richtungen gleich ist

Am Ha'ter 10 ist das Betätigungsglied 28 mit dem Schwenkzapfen 30 gelagert, der in Löchern 32 und 34 in der Seitenwand 14 bzw. im Stützpfosten 16 aufgenommen ist. Das Betätigungsglied 28 ist beim dargestellten Beispiel eine Klinke und erstreckt sich über die Oberseite der Trägheitsmasse 22; es hat einen vorderen Betätigungsabschnitt 28a, der nach oben herausragt und so angeordnet ist, daß er in ein nicht dargestelltes Sperrad

ίο einzugreifen vermag, welches zum Mechanismus gehört, der die Gurtaufwickelspule der Rückholvorrichtung gegen Drehung in der Abwickelrichtung blockiert. In einer über dem Loch 18 im Halter 10 vertikal zentrierten Stellung ragt vom Betätigungsglied 28 ein hutähnlicher Nocken 286 nach unten und liegt an der Auslenkfläche 27 an der Oberseite der Trägheitsmasse 22 an.

In der in Fig.4A gezeichneten Ruhestellung ist die Trägheitsmasse 22 vertikal in die konische Fläche 20a des Bodens 12 eingebettet. Das Loci 18 ist von etwas größerem Durchmesser ais der Abschnir vom größten Durchmesser des Vorsprunges 24 der Trägheitsmasse 22. Somit verbleibt zwischen dem Vorsprung 24 und dem Rand des Loches 18 als Spiel ein den Vorsprung 24 umgebender kleiner kreisringförmiger Zwischenraum C von beispielsweise 0,3 bis 0,4 mm.

Bei einem Aufprall, Überschlag oder abrupten Anhalten des Fahrzeuges, bei dem eine Beschleunigung des Bodens 12 in irgendeiner Richtung innerhalb eines im voraus festgelegten Bereiches von beispielsweise 03 g bis 0,7 g hervorgerufen wird, erzeugt die Trägheit der Trägheitsmasse 22 gemäß Fig.4A eine Kraft F von einer Größe, die ausreicht, um die Trägheitsmasse 22 entgegengesetzt zur Richtung der Beschleunigung des Bodens 12 zu bewegen. Dieser Bewegung wirken anfänglich nur eine Reibungskraft R\ an der Berührungsstelle zwischen dem Nocken 28£>des Betätigungsgliedes 28 und der Trägheitsmasse 22 und eine Reibungskraft /?2 entgegen, welche an der Stelle wirksam ist, an der die Trägheitsmasse 22 den Boden 12 berührt mit höchster Wahrscheinlichkeit auf ganzer Länge des oberen Randes des Loches 18.

Zu Beginn verschiebt sich die Trägheitsmasse 22 etwas in der Richtung der Kraft F und schließt gemäß Fig.4B denjenigen Teil des Zwischenraumes C, der an der der Kraftrichtung entgegengesetzten Seite des Vorsprunges 24 gelegen ist. Der verbleibende Zwischenraum C bietet Spiel, durch das sichergestellt ist, daß nicht durch störende Einflüsse zwischen dem Vorsprung 24 und dem Loch 18 die Rollbewegung der Trägheitsmasse 22 aus der in F i g. 4B gezeichneten Stellung in die Stellung gemäß F i g. 4C. welche die Arbeitsendstellung is% be'-irdert wird.

Der Eingriffswinkel ΛΊ, also der Winkel zwischen der Linie, welche die Bt! ührungspunkte der Trägheitsmasse 22 mit dem Halter 10 und der Trägheitsmasse 22 mit dem Betätigungsglied 28 verbindet, und der Senkrechten auf die Oberfläche der Trägheitsmasse 22 in ihrem Berührungspunkt mit dem Betätigungsglied 28, ist in der in Fig.4B gezeichneten Stellung vergleichsweise klein. Folglich ist die Reibungskraft R\ in der in F i g 4B gezeichneten Stellung im Bewegungsbeginn verhältnismäßig klein. Da der Nocken 2Sb an der in diesem Zeitpunkt nahezu waagerecht angeordneten, ebenen Steuerkurvenfläche 27 der Trägheitsmasse 22 anliegt, ist außerdem in dem Zeitpunkt, in dem die Trägheitsmasse 22 beginnt, an der Fläche 20a des Halters 10 nach links zu rollen, die anfängliche Beschleunigung des Betätigungs-

gliedes 28 ebenfalls praktisch Null. Folglich sind die mit der Erfindung erzielten Kräfteverhältnisse (Reibungskräfte und Beschleunigung des Bctätigungsgliedes 28) günstig für rasches, gleichmäßiges und exaktes Ansprechen auf eine Trägheitskraft, die durch ein gegebenes Beschleunigungsschwellennivcau erzeugt wird.

Die Trägheitskraft Ferzeugt eine Rollbewegung der Trägheitsmasse 22 an der konischen Fläche 20a des Halters 10 aus der Stellung gemäß Fig.4B in die Stellung gemäß Fig.4C, wodurch die Auslenkfläche 27 an der Oberseite der Trägheitsmasse 22 so gekippt wird, daß sie, wie weiter oben schon erwähnt, das Betätigungsglied 28 nach oben in Eingriff mit dem Sperrad bewegt. Aus Fig.4D ergibt sich, daß bei einer verhältnismäßig kleinen Versiellung dder Trägheitsmasse 22 an der konischen Fläche 20a des Halters 10 und einer entsprechend kleinen vertikalen Verlagerung dV„, die Steuerkurvenfläche 27 an der Trägheitsmasse 22 dem Nocken 2Sb des Betätigungsgliedcs 28 eine beträchtliche Vertikalverstellung dV_p erteilt, die am vorderen Betätigungsabschnitt 28;/ durch die Hebelwirkung des Betätigungsgliedes 28 vervielfacht wird.

Die Bewegung der Trägheitsmasse 22 wird durch Anstoßen ihres unteren Vorsprungs 24 an die Wand des LocLes 18 gestoppt, wobei das Anlegen der Trägheitsmasse 22 an die äußere konkave Fläche 206 des Bodens 12 des Halters 10 mitwirkt. Außerdem ist das Betätigungsglied 28 in vollem Eingriff mit einem Zahn des nicht dargestellten Sperrades, so daß es sich in der Arbeitsendstellung nicht weiter nach oben bewegen kann. Weil die Trägheitsmasse 22 zwischen dem Betätigungsglied 28 und dem Halter 10 eingeschlossen ist, wird sie in jedem Falle daran gehindert, sich aus dem Halter 10 zu lösen; es ist somit unnötig, den Halter 10 mit Umfangswänden zum Festhalten der Trägheitsmasse 22 auszustatten.

Aus der in Fig.4C dargestellten Arbeitsendstellung roiit die Trägheitsmasse 22 ohne weiteres in die vertikale Stellung gemäß Fig.4A oder 4B infolge einer Klemmwirkung zurück, wobei zwischen dem Betätigungsglied 28 und dem Halter 10 der Keil- oder Klemmwinkel Wbzw. Λ2 wirksam ist, der von der Neigung der konischen Fläche 20a des Halters 10 und der Neigung der Auslenkfläche 27 der Trägheitsmasse 22 gebildet wird.

Die bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 bis 4 dargestellte Konfiguration der Steuerkurve und des Bewegungsabnahmegliedes läßt sich durch verschiedene andere ersetzen. Beispielsweise kann die ebene Auslenkfläche 27 gemäß F i g. 5 durch eine konische Auslenkfläehe 27' ersetzt sein, die bei einer gegebenen vertikalen Verlagerung der Trägheitsmasse 22' eine größere Vertikalverstellung des Betätigungsgliedes 28' erzeugt als eine ebene Fläche.

55

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. TYägheitsbetätigungsvorrichtung für die Blokkiereinrichtung eines Sicherheitsgurts, bestehend aus einem Halter (10) mit einer nach oben weisenden Stützfläche (20), die ein Loch (18) und eine an den Rand des Lochs (18) anschließende konische Fläche (20a) aufweist, die von einer in allen Richtungen ansteigenden Rotationsfläche um die Lochachse gebildet ist, aus einer Trägheitsmasse (22), die eine sphärische Räche (26) aufweist, mit der sie unter Einwirkung einer Trägheitskraft (F) an der konischen Fläche (2Oa^ hochrollt, und aus einem verlagerbaren Betätigungsglied (28,28'), das durch das Zusammenwirken einer Auslenkfläche (27,27') mit einem Nokken (28ty durch die Verlagerung der Trägheitsmasse (22) angehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse (22) einen mit radialem Spie! (<C) nach unten in das Loch (18) der Stützfläche (20) ragenden Vorsprung (24) aufweist und daß in an sich bekannter Weise das Betätigungsglied (28, 28') den nach unten ragenden zenlrischen Nokken (286, 28ö'^ aufweist, der mit einer an der Oberseite der Trägheitsmasse (22,22') angeformten rotationssymmetrischen Auslenkfläche (27, 27') zusammenwirkt.

2. Trägheitsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkfläche (27) der Trägheitsmasse (22) annähernd eben ist und rech'-vinklig zur Achse der Trägheitsmasse (22) angeordnet ist.

3. Trägheitsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkfläche (27') der Trägheitsmasse (22') eine konkave konische Fläche ist.