DE3116705A1 - Selbstsperrender gurtaufroller fuer sicherheitsgurte - Google Patents

Description

Beschreibung

Selbstsperrender Gurtaufroller für Sicherheitsgurte

Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller für Sicherheitsgurte, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Gehäuse gelagerten Gurtaufwickelwelle, die ein Profil trägt, das mit Anschlägen für ein darauf gelagertes Sperrglied versehen ist, welches wenigstens einen Sperrzahn hat, der bei Auslenkung des Sperrgliedes aus seiner nicht blockierenden Stellung in eine gehäusefeste Verzahnung eingreift, wobei das Sperrglied über ein Verbindungsmittel an eine ebenfalls auf der Welle gelagerte Steuerscheibe gekuppelt ist.

Derartige Gurtaufroller sollen bei Beschleunigung der Abrollbewegung des Sicherheitsgurtes sowie bei Beschleunigung des Fahrzeuges den Gurtaufroller blockieren und das weitere Abrollen des Sicherheitsgurtes unterbinden. Dies erreicht man, indem eine auf der Gurtaufwickelwelle gelagerte und sich mit der Welle drehende Steuerscheibe eine größere Masseträgheit als die Sperrscheibe aufweist und zusätzlich noch Anschläge für einen von einem auf Be-

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schleunigung des Fahrzeuges ansprechenden Sensor betätigbaren Hebel hat. In beiden Fällen bleibt bei Ansprechen der Blockiersysteme die Steuerscheibe hinter der Drehbewegung der Gurtaufwickelwelle zurück und lenkt dabei das Sperrglied mittels der Stift-Schlitz-Verbindung bis zum Eingriff des Sperrzahnes in ein gehäusefestes Teil des Gurtaufrollers aus. Dabei kann der Stift an der Steuerscheibe angeformt sein und in einen Steuerschlitz im Sperrglied eingreifen oder umgekehrt.

Bei einem Gurtaufroller der eingangs beschriebenen Gattung (DE-OS 28 23 334) ist an der Steuerscheibe sperrgliedseitig ein Stift angeformt, der in einen entsprechenden langlochartigen Steuerschlitz des scheibenförmigen Sperrgliedes eingreift. Bei mäßigen Abrollbewegungen dreht sich die Gurtaufwickelwelle und nimmt dabei über eine Feder die Steuerscheibe mit, die ihrerseits über die Stift-Schlitz-Verbindung das Sperrglied in gleicher Richtung dreht. Dabei liegt das Sperrglied mit seinem einen Anschlag an dem am Wellenende der Gurtaufwickelwelle angebrachten Profil an.

Bei einer derartig ausgeführten Verbindung von Steuerscheibe und Sperrglied sind Klappergeräusche nicht zu vermeiden. Durch die Vibration des Fahrzeuges stoßen das metallische Sperrglied und das ebenfalls metallische Profil des Wellenendes ständig aneinander und erzeugen so ein vernehmliches Klacken. In Anbetracht der Bestrebungen, den Komfort in einem Kraftfahrzeug ständig zu verbessern, wirkt sich das von den Gurtaufrollern erzeugte Geräusch sehr störend aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem das Sperrglied in seiner nicht blockierenden

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Stellung so gelagert ist, daß kein metallischer Anschlag zwischen Sperrglied und Wellenprofil zustandekommt.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.

Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß der Gurtaufroller nicht mehr klappern kann, weil das Sperrglied unter der Wirkung der ihrerseits gespannten Steuerscheibe nach außen gedrückt wird, wodurch sich eine gegenseitige radiale Verspannung von Sperrglied und Steuerscheibe ergibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Sperrglied unmittelbar federbelastet, indem die Feder in einer Aussparung des Sperrgliedes eingehängt ist. Hierdurch wird die Sperrscheibe unmittelbar und damit mit einer größeren Kraft beaufschlagt, d. h., die Anpressung wird erhöht, was der Geräuschdämpfung zugute kommt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, die nachstehend beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen selbstsperrenden Gurtaufroller für Sicherheitsgurte längs der Achse der Gurtaufwickelwelle,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die sog. Systemseite des selbstsperrenden Gurtaufrollers mit Sperrglied und Steuerscheibe, teilweise geschnitten und in versetzten Ebenen dargestellt,

Fig. 3 eine Untersicht der Steuerscheibe,

Fig. 4 die Steuerscheibe in einem Schnitt nach der Linie IV - IV in Fig. 3,

Fig. 5 das Sperrglied in einer Draufsicht,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Systemseite des Gurtaufrollers mit Sperrglied und Steuer

scheibe in einer anderen Ausführungsform, teilweise geschnitten entspr. Fig. 2.

Beispielsbeschreibung

Aus Figur 1 ist der grundsätzliche Aufbau des selbstsperrenden Gurtaufrollers für Sicherheitsgurte zu entnehmen.

In einem U-förmigen Gehäuse 1 mit Schenkeln 2, 3 ist eine Gurtaufwickelwelle 4 mittels Lagerscheiben 5, 6 gelagert, auf die ein nicht dargestelltes Gurtband des Sicherheitsgurtes in mehreren Lagen aufspulbar ist. Dem einen Ende 7 der Welle 4 ist eine als Spiralfeder ausgebildete Rückspulfeder 8 zugeordnet, die mit Vorspannung eingebaut und so stark bemessen ist, daß sie in jeder Ausziehlage des Gurtes diesen selbsttätig aufspulen kann.

An dem der Rückspulfeder 8 gegenüberliegenden Ende, der sog. SystemsGite, ist die Gurtaufwickelwelle 4 mit einem schlüsseiförmigen Profil 9 versehen, auf dem ein scheibenförmiges Sperrglied 11 mit einer schlüssellochartigen Ausnehmung 12 angeordnet ist. Auf dem äußeren Umfang hat das Sperrglied 11 drei (im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 zwei) Zähne 13, die bei entsprechender Auslenkung des in seiner Ebene gehaltenen und geführten Sperrgliedes 11 mit einer Innenverzahnung 14 eines Druckringes 15 in Eingriff geraten, der mittels Verbindungen 16 auf dem ü-Schenkel 3 des Gehäuses 1 befestigt ist.

Eine napfartige Steuerscheibe 17 mit einem zur Erhöhung ihrer Masseträgheit an der Innenseite ihres äußeren Umfangrandes 18 eingelegten Drahtring 19 ist mittels einer Hülse 20 auf einen aus der Ebene des Sperrgliedes 11 hervorragenden Wellenfortsatz der Gurtaufwickelwelle gesteckt. Der äußere Umfangsrand 18 der Steuerscheibe 17 ist an seiner Außenseite mit sägezahnartig gestalteten Zähnen versehen, die in gleichmäßigen Abständen über den Umfang der Steuerscheibe 17 verteilt angeordnet sind.

Im Innenraum der napfartigen Steuerscheibe 17 befinden sich auf einem Kreis um die Hülse 20 in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnete, senkrecht zum Boden des

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Napfes stehende stegartige Vorsprünge 22, die an ihrem oberen Ende nach außen zum Umfangsrand 18 hinweisende Haken 23 aufweisen. Am Fußpunkt der VorSprünge 22 befinden sich Durchbrechungen 24 (Fig. 3 und 4), wobei der Boden der napfartigen Steuerscheibe 17 in seinem außerhalb des durch die Vorsprünge 22 und die Hülse 20 gebildeten Ringraumes etwa um seine Wandstärke mittels einer abgeschrägten Stufe 25 höher gelegt ist.

In dem von den Vorsprüngen 22 und der Hülse 20 gebildeten Ringraum der Steuerscheibe 17 befindet sich eine spiralförmige g-Wert-Feder 26 als Rückstellfeder für die Steuerscheibe 17, die mit ihrem einen Ende an einem der Vorsprünge 22 und mit dem anderen Ende an einem büchsenförmigen Widerlager 27 eingehängt ist. Das Widerlager ist über die Hülse 20 der Steuerscheibe 17 gesteckt und mittels eines nicht dargestellten Stiftes, der in eine Ausnehmung im Umfang des Wellenfortsatzes der Gurtaufwickelwelle 4 eingreift, formschlüssig mit dieser verbunden. Die Befestigung des Widerlagers 27 und damit der Steuerscheibe 17 auf der Gurtaufwickelwelle 4 erfolgt mittels einer Schraube 28.

Die Steuerscheibe 17 weist ferner einen langlochartig gestalteten Steuerschlitz 29 auf, in dem ein am Sperrglied 11 angeformter, senkrecht zu dessen Oberfläche angeordneter Stift 30 beweglich ist.

An ihrer dem Sperrglied 11 zugewandten Seite weist die Steuerscheibe 17 einen zylindrischen Zapfen 31 auf, der bezüglich der Steuerscheibenachse diametral zum äußeren Ende des Steuerschlitzes 29 angeordnet ist. Der Zapfen 31 ist hier auf der durch die Vorsprünge 22 gebildeten Kreislinie gelegen und befindet sich in der Mitte zwischen zwei solchen Vor-

Sprüngen 22 auf der Stufe 25, wobei zu beiden Seiten des Zapfens 31 in der Stufe 25 werkzeugbedingte Aussparungen 32 angeordnet sind.

Der zylindrische Zapfen 31 hat eine Länge entsprechend der Dicke des Sperrgliedes 11 und geht in seinem oberen Drittel in einen Fortsatz 33 über, auf den ein Gummiring 34 aufgeschoben ist. Die äußere Seite des Fortsatzes 33 ist bei diesem Ausführungsbeispiel sekantenartig abgeschnitten und gerade, während die nach innen zeigende Fläche des Fortsatzes 33 gekrümmt ist, so daß der aufgeschobene Gummiring 34 dort eine stärkere Ausbuchtung aufweist. Der Gummiring 34 ist durch beiderseits in Umfangsrichtung angeordnete hakenartige überstände 35 auf dem Zapfen 31 gegen Abstreifen gesichert.

Entsprechend der Lage des Zapfens 31 weist das Sperrglied 11 diametral gegenüber seinem Stift 30 eine Delle 36 auf (Figur 5), so daß der Zapfen 31 bei zusammengebautem Gurtaufroller in der Delle 36 am Sperrglied 11 anliegt.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel (Figur 6) ist als Rückstell—feder für die Steuerscheibe 17 eine spiralförmig gebogene Runddrahtfeder 37 verwendet, die mit ihrem einen Ende an einem buchsenförmigen Widerlager 38 eingehängt ist, das seinerseits in gleicher Weise wie beim vorgenannten Ausführungsbeispiel auf dem Wellenfortsatz der Gurtaufwickelwelle 4 befestigt ist. Das andere Hnde der Runddrahtfeder 37 ist senkrecht aus der Ebene der Steuerscheibe herausgebogen, dabei durch eine Durchbrechung 39 im Boden der Steuerscheibe 17 geführt und in einer Ausnehmung 40 des Sperrgliedes 11 eingehängt. Die Zähne 21 auf dem Außenumfang 18 der Steuerscheibe 17 sind gehäuseseitig durch einen umlaufenden überstand 41 abgedeckt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Steuerscheibe 17 einen Zapfen mit Gummiring 34 auf, der in gleicher Weise wie beim ersten

Ausführungsbeispiel ausgebildet ist.

Durch die beschriebene Anordnung wird eine Blockierung des Gurtaufrollers sichergestellt, und zwar sowohl bei Beschleunigung der Abrollbewegung des Sicherheitsgurtes als auch bei Beschleunigung des Fahrzeuges. Der Blockiermechanismus funktioniert dabei wie folgt: Bei mäßigen- Abrollbewegungen des Sicherheitsgurtes dreht sich die Gurtaufwickelwelle 4 in Richtung des Pfeiles 42. Sie nimmt dabei über die vorgespannte g-Wert-Feder 26 auch die Steuerscheibe 17 mit, die über die Stift-Schlitz-Verbindung 29, 30 das Sperrglied 11 in gleicher Richtung dreht. Infolge der Vorspannung der Feder 26 wird das Sperrglied 11 gegen den Zapfen 31 mit Gummiring 34 gedrückt, der in der Delle 36 des Sperrgliedes 11 eine Anlage hat, so daß der Anschlag des Sperrgliedes 11 in dessen Ausnehmung 12 nicht mehr am Profil 9 der Gurtaufwickelwelle 4 anliegt. Somit ist das Sperrglied 11 bei normaler Drehbewegung der Welle sozusagen mit der Steuerscheibe 17 radial verspannt, wodurch die Klappergeräusche vermieden sind.

Treten große Abrollbeschleunigungen am Sicherheitsgurt und dementsprechend große Drehbeschleunigungen der Gurtaufwickelwelle 4 auf, dann bleibt die Steuerscheibe 17 infolge ihrer durch Einlegen des Drahtringes 19 bewirkten Trägheit hinter der Drehung der Gurtaufwickelwelle 4 zurück.

Dadurch wird das Sperrglied 11 infolge seiner Führung mittels der Stift-Schlitz-Verbindung 29, 30 nach außen ausgelenkt, bis seine Zähne 13 in die Innenverzahnung 14 des Druckringes 15 eingreifen und so die weitere Drehung der Gurtaufwickelwelle 4 blockieren.

Die insoweit beschriebene Anordnung bildet das gurtbandsensitive Blockiersystem des Gurtaufrollers. Darüber hinaus kann die Steuerscheibe 17 auch mittels ihrer Außen-

verzahnung 21 von einem nicht dargestellten Hebel, der von einem auf Beschleunigung des Fahrzeuges ansprechenden Sensor in die Außenverzahnung 21 einschwenkbar ist, angehalten werden, wodurch die Steuerscheibe ebenfalls hinter der Bewegung der Gurtaufwickelwelle 4 zurückbleibt und der zuvor beschriebene Bewegungsablauf mit Blockierung der Gurtaufwickelwelle eingeleitet wird. Hierbei spricht man von einem fahrzeugsensitiven Blockiersystem.

Wird der Gurt entlastet, dreht sich die Gurtaufwickelwelle 4 unter der Wirkung der Rückspulfeder 8 kurzzeitig entgegen der Richtung des Pfeiles 42, während die Steuerscheibe 17 unter der Wirkung der Rückstellfeder 26 sich weiter in Richtung des Pfeiles 42 drehen will. Dadurch kehrt das Sperrglied 11 über die Führung mittels der Stift-Schlitz-Verbindung 29, 30 wieder in seine Ruhelage zurück.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wirkt die g-Wert-Feder direkt auf das Sperrglied 11 und drückt dieses gegen den Zapfen 31 mit Gummiring 34. Wie in der Zeichnung nicht dargestellt, ist hier der Zapfen 31 nicht mehr diametral gegenüber der Stift-Schlitz-Verbindung 29, 30 angeordnet, sondern befindet sich nur noch in einem Abstand von etwas mehr als einem Viertelkreis vor der Stift-Schlitz-Verbindung 29, 30, in Drehrichtung des Pfeiles 42 gesehen. Im übrigen ergibt sich die Geräuschdämpfung bei diesem Ausführungsbeispiel wie schon oben beschrieben.

Die in den Patentansprüchen, in der Beschreibung und in der Zeichnung offenbarten Merkmale des Anmeldungsgegen-Standes können sowohl p⁴nzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

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Patentanwälte Düsseldorf, den 27. April 1981 Dipl.-Ing. Erich Kühnemann KK/KM/sch 4 Dipl.-Ing. Klaus Kühnemann Sonderburgstraße 36 Dusseidorf 11 Telefon (Oi I 0 57 55 5.'! Postscheckkonto: Köln 794 14-501 Autoflug GmbH Industriestraße 10 2084 Rellingen 2 Patentansp r ü ehe

1. Selbstsperrender Gurtaufroller für Sicherheitsgurte, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Gehäuse gelagerten Gurtaufwickelwelle, die ein Profil trägt, das mit Anschlägen für ein darauf gelagertes Sperrglied versehen ist, welches wenigstens einen Sperrzahn hat, der bei Auslenkung des Sperrgliedes aus seiner nicht blockierenden Stellung in eine gehäusefeste Verzahnung eingreift, wobei das Sperrglied über ein Verbindungsmittel an eine ebenfalls auf der Welle gelagerte Steuerscheibe gekuppelt ist, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, das Sperrglied (11) in seiner die Gurtaufwickelwelle (4) nicht blockierenden Stellung mit der Steuerscheibe (17) nachgiebig verspannende Verbindung (26, 31, 34, 36, 37) zwischen Steuerscheibe (17) und Sperrglied (11), so daß das Sperrglied (11) in dieser Stellung spielfrei gelagert ist.

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2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Verbindung im wesentlichen aus einem Vorsprung (31) besteht, der an der Steuerscheibe (17) oder am Sperrglied (11) angeordnet ist und in der nicht blockierenden Stellung am Sperrglied bzw. an der Steuerscheibe zur Anlage gebracht ist.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (31) mit einem Mantel

(34) oder Teilmantel aus nachgiebigem Werkstoff versehen ist.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorsprung (31) an der Steuerscheibe (17) befindet und am äußeren Umfang des Sperrgliedes (11) anliegt.

5. Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung als Zapfen (31) ausgebildet ist, dessen Länge der Dicke des jeweils erfaßten Bauteils entspricht.

6. Gurtaufroller nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (31) einen Gummiring (34) trägt, der durch überstände (35) auf dem Zapfen (31) festgehalten ist.

7. Gurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (31) oder ein Fortsatz (33) des Zapfens auf seiner Außenseite flach und auf seiner am Sperrglied (11) anliegenden Seite gebogen gestaltet ist.

8. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsmittel zwischen Sperrglied (11) und Steuerscheibe (17) am Sperrglied (11) ein Stift (30) angeformt ist, der in einen langlochartigen Steuerschlitz (29) im Boden der Steuerscheibe (17) beweglich eingreift.

9. Gurtaufroller nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die napfartige Steuerscheibe (17), wie an sich bekannt, in ihrem Innenraum eine g-Wert-Feder

(26) als Rückstellfeder enthält, die mit ihrem einen Ende an einem von mehreren im Innenraum der Steuerscheibe (17) kreisförmig angeordneten Vorsprüngen (22) und mit ihrem anderen Ende an einem sich zusammen mit der Gurtaufwickelwelle (4) drehenden Widerlager (27) eingehängt ist und daß der Zapfen (31) diametral gegenüber dem äußeren Ende des Steuerschlitzes (29) angeordnet ist.

10. Gurtaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (31) auf dem durch die Vorsprünge

(22) zum Einhängen der g-Wert-Feder (26) gebildeten Kreis zwischen zwei Vorsprüngen (22) auf einer umlaufenden Stufe (25) im Boden der Steuerscheibe (17) angeordnet ist.

11. Gurtaufroller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung beiderseits des Fußpunktes des Zapfens (31) Aussparungen (32) vorgesehen sind.

12. Gurtaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (11) diametral gegenüber dem Stift (30) eine Delle CS) aufweist.

13. Gurtaufroller nach Anspruch 1-8, gekennzeichnet durch eine aus Runddraht bestehende g-Wert-Feder (37) im Innern der napfartigen Steuerscheibe (17), die mit ihrem einen Ende an einem sich zusammen mit der Gurtaufwickelwelle (4) drehenden Widerlager (38)

befestigt und deren anderes Ende senkrecht aus der Ebene der Steuerscheibe (17) gebogen, durch eine
Durchbrechung (39) im Boden der Steuerscheibe (17) geführt und in eine Ausnehmung (40) im Sperrglied (11) eingehängt ist.

14. Gurtaufroller nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (31) in einem Abstand

von etwa einem Viertelkreis in Drehrichtung des Sperrgliedes (11) vor der Stift-Schlitz-Verbindung (29, -30) angeordnet ist.

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