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Gurtaufroller für Sicherheitsgur-
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te mit Entriegelungseinrichtung Die Erfindung betrifft einen selbsttätig
sperrenden Gurtaufroller für Sicherheitsgurte in Fahrzeugen mit einer in einem Gehäuse
drehbar gelagerten Gurtbandaufwickelwelle, an deren Enden je ein Sperrad mit Zähnen
befestigt ist, in die mindestens ein Riegel einklinkbar ist, mit einem koaxial zur
Aufwickelwelle und relativ zu diesem drehbaren Schwungrad und mit einer den Riegel
in Sperre in griff bringenden Auslöseeinrichtung, die eine auf einem beweglich gelagerten
Trägheitskörper schwenkbar angeordnete Sperrklinke zum Ansprechen auf Fahrzeugbeschleunigung
aufweist sowie mit einem Blockierkäfig und einer Auslöseplatte versehen ist, die
konzentrisch zur Welle angeordnet sind und eine Kupplung zwischen Schwungrad und
Klinke bilden.
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Es gibt bereits Gurtaufroller, die als sogenannte Automaten bezeichnet
werden. Sie erlauben im Normalfall bei Benutzung in einem Kraftwagen die freie Bewegung
des Insassen, sofern er sich langsam bewegt, und sorgen im Notfall für ein Sperren,
d.h. Anhalten des Gurtbandes in Ausziehrichtung, damit der Insasse im Unfallmoment
gehalten und gegen den Aufprall auf andere Gegenstände geschützt ist.
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Im Unfallmoment erfährt das Fahrzeug Beschleunigungen, und außerdem
wird durch den Insassen auf das Gurtband eine
Kraft derart ausgeübt,
daß das Gurtband mit zunehmender Beschleunigung aus dem Gurtaufroller abgewickelt
wird.
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Um das Auslösen des Sperrens in unterschiedlichen Beschleunigungsrichtungen
unterschiedlich früh zu vermeiden, ist bereits eine besondere Auslöseeinrichtung
entwickelt und vorgeschlagen worden, welche den eingangs erwähnten Blockierkäfig
und die Auslöseplatte aufweist.
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Die bislang auf dem Markt befindlichen Gurtaufroller zeigen zum großen
Teil einen Nachteil, daß nämlich beispielsweise die Sperrklinke, die über dem beweglichen
Trägheitskörper schwenkbar angeordnet ist, aufgrund von zwangsläufig auftretenden
Vibrationen im Gurtaufroller auch dann zur Auslösung und zum Einklinken in die Zähne
eines Auslöserades gebracht wird, wenn es sich nicht um einen Unfall des Fahrzeuges,
sondern nur um die oben erwähnten Vibrationen handelt. Die Sperrklinke kann beispielsweise
in den Zähnen eines Schwungrades oder in den Zähnen einer Synchronisationsschale
zur Beeinflussung der Bewegung des Schwungrades in Eingriff gelangen, wenn durch
unebene Straßen Stöße auf den Trägheitskörper übertragen werden, wenn die Tür zugeschlagen
wird oder durch andere Bewegungen. Wenn die Sperrklinke dann im verriegelten Zustand
hängenbleibt, leidet der Komfort des Gurtsystems. Bei den bisherigen Gurtaufrollern
hat sich der Insasse dadurch geholfen, daß er das Gurtband in Ausziehrichtung ein
Stück weit unter großer Kraftanwendung (da der Gurtaufroller gesperrt war) herauszieht
und dann wieder losläßt. Besonders
häufig kam dieses unbeabsichtigte
Verklinken oder Sperren des Gurtaufrollers bei ziemlich voll aufgewickelter Gurtbandwelle
vor, so daß der Insasse schon vor dem Anschnallen mit diesen Unannehmlichkeiten
umzugehen hatte. Zwar könnte man verschiedene Maßnahmen ergreifen, um das zu früh-
-zeitige Blockieren des Gurtaufrollers, z.B. auch beim Abschnallen des Insassen,
wenn der Einsteckbeschlag unter Verkürzen des Gurtbandes in seine Ruheposition zurückge-t
führt, das Gurtband aufgewickelt und in der Endlage plötzlich abgebremst wird, zu
verhindern, und es sind bei einigen Gurtaufrollern bereits technisqhe Gegenmaßnahmen
mit Erfolg getroffen worden.
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Aufgabe der Erfindung hingegen ist es, nach dem Blockieren ein einfaches
Ausrasten sicherzustellen, so daß der Insasse nicht in jedem Falle die erwähnte
nachteilige Kraft aufwenden muß.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Durchmesser
mindestens eines der Kupplungsteile derart groß ist, daß sein Außenrand bis nahe
an die Sperrklinke reicht, daß der Außenrand dieses Kupplungsteiles sowie die Sperrklinke
je einen Vorsprung aufweisen und daß die Vorsprünge in gegenseitiger Nachbarschaft
zueinander angeordnet und miteinander in Eingriff bringbar sind. Sinn dieser Merkmale
ist es, zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe die Sperrklinke aus dem eingerasteten
Zustand zwischen den Zähnen des Auslöserades, z.B. des Schwungrades bei direkt arbeitendem
Automat oder des SynchronisiergehSuses
bei indirekt arbeitendem
Automat, herauszulösen. Die Vorsprünge sind so in ihrer Nachbarschaft angeordnet,
daß sie zum Ausrasten der Sperrklinke dann miteinander in Eingriff bringbar sind,
wenn sich die Sperrklinke in eingerastetem Zustand befindet. Nach dem Entklinken
treten die Vorsprünge auch bei Bewegung der sie tragenden Teile nicht miteinander
in Eingriff. Durch das Anbringen von Vorsprüngen ist die Aufgabe mit äußerst einfachen
Mitteln gelöst.
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Der dem Vorsprung an der Sperrklinke gegenüberliegende Vorsprung kann
am Blockierkäfig oder an der Auslöseplatte oder einem entsprechenden weiteren Kupplungsteil
angeordnet sein, sofern nur eine Bewegung des Vorsprunges relativ zu dem an der
Sperrklinke zum Ausrasten derselben möglich ist.
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Man erkennt, daß durch die Maßnahme gemäß der Erfindung ohne wesentliche
Änderung der Konstruktion oder des Aufbaues bekannter Gurtaufroller der Komfort
des Gurtsystems mit einfachen Mitteln erheblich verbessert werden kann.
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Hinsichtlich des konkreten Aufbaues eines solchen Gurtaufrollers ist
es erfindungsgemäß zweckmäßig, wenn das Kupplungsteil, an welchem der dem Vorsprung
an der Sperrklinke gegenüberliegende Vorsprung angebracht ist, die Auslöseplatte
ist. Bei der hier im Sinne der Erfindung insbesondere ins Auge gefaßten Anordnung
ist die Auslöseplatte als Träger des auslösenden Vorsprunges besonders zweckmäßig,
weil sich hier eine günstige örtliche Position gegenüber dem Vorsprung auf der Sperrklinke
ergibt. Der hier betrachtete
Aufbau wird nachfolgend noch ausführlich
beschrieben. Bei einer anderen im Rahmen dieser Erfindung nicht beschriebenen Ausführungsform
ist es allerdings auch denkbar, daß die oben erwähnten anderen Teile, z.B. der Blockierkäfig
oder andere bewegliche Teile, diesen auslösenden Vorsprung tragen. Wichtig ist nur,
daß dieser auslösende Vorsprung in möglichst günstige Nachbarschaft zum Vorsprung
an der Sperrklinke gebracht werden kann und zwar in solcher Lage, daß bei eingerasteter
Sperrklinke der auslösende Vorsprung an dem betreffenden Kupplungsteil in Ausziehrichtung
des Gurtbandes, damit Drehrichtung der Aufwickelwelle und damit auch Bewegungsrichtung
dieses Kupplungsteiles vor dem Vorsprung auf der Sperrklinke sitzt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Vorsprünge
als Nocken ausgebildet. Deren Größe ist so gewählt, daß im ausgerasteten Zustand
der Sperrklinke beide Nocken ohne Berührung miteinander aneinander vorbeibewegt
werden können. Wenn die Sperrklinke aber durch Schläge, Stöße oder Vibrationen der
eingangs beschriebenen Art ungewollt in Einrastposition gelangt ist, steht die Nocke
auf der Sperrklinke in der Bewegungsbahn der Nocke auf dem betreffenden Kupplungsteil,
vorzugsweise der Auslöseplatte.
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Zum Ausrasten der Sperrklinke muß daher die Auslöseplatte in Richtung
auf die vor ihr stehende Sperrklinkennocke bewegt werden, damit die Sperrklinke
außer Eingriff gedrückt werden kann. Dies gelingt im Anschluß an die vorstehend
beschriebene Funktion des Gurtaufrollers dadurch, daß das Gurtband in Ausziehrichtung
bewegt und dabei unter Mitnahme
des betreffenden Kupplungsteiles,
insbesondere der Auslöseplatte mit der sich drehenden Aufwickelwelle, die gewünschte
Bewegung der auslösenden Nocke an der Aus löseplatte hervorgerufen wird. Die Folge
ist das Wegdrücken der bei der Bewegung im Wege stehenden Nocke auf der Sperrklinke
und dadurch das Herausziehen der Sperrklinke aus dem Zahneingriff. Nun läßt der
Benutzer das Gurtband wieder los, und die einrastenden Teile kommen dann selbsttätig
alle außer Eingriff miteinander, so daß der Gurtaufroller vollständig entsperrt
ist.
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Auch im Falle der Erfindung erfolgt das Lösen bzw. das Aus rasten
nach erfolgtem Blockieren durch Ziehen am Gurtband in Ausziehrichtung und Loslassen,
allerdings gegenüber den bekannten und eingangs beschriebenen Funktionen und Bewegungen
mit dem erheblichen Unterschied, daß der Benutzer das Gurtband nicht mehr mit Kraftaufwand
herausziehen muß. Dadurch wird der Komfort des neuen Gurtbandsystems erheblich verbessert.
Durch die Maßnahmen der Erfindung ist der Drehwinkel zum Lösen kleiner als der zum
Blockieren. Auf diese Weise kommt der Automat gemäß der Erfindung in einfacher Weise
frei.
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Anstelle von Nocken als Vorsprünge an dem betreffenden Kupplungsteil,
z.B. der Auslöseplatte, kann man sich auch Hebel oder geeignete äquivalente Mechanismen
vorstellen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
einer bevorzugten
Ausführungsform in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht
durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Gurtaufrollers gemäß der Erfindung durch
die Gurtaufwickelachse, Fig. 2 eine dazu senkrechte Schnittansicht entlang der Linie
A-A in Fig. 1 und Fig. 3 eine andere Schnittansicht ähnlich der in Fig. 2, jedoch
entlang der Linie C-C in Fig. 1.
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In einem Gehäuse 1 ist Uber eine Lagerplatte 3 (in Fig. 1 rechts)
bzw. 9 (in Fig. 1 links? eine Gurtaufwickelwelle 7 und im Abstand parallel dazu
eine Drehachse 4 gelagert, an deren beiden Enden je ein Riegel 5 befestigt ist,
der in ein jeweils ihm zugeordnetes Sperrad 8 einklinken kann, wie man in Fig. 2
sieht, wobei die Sperräder 8 selbstverständlich fest mit der Gurtaufwickelwelle
7 verbunden sind. Die Riegel 5 sind Ueber eine Spiralfeder 11 außer Sperreingriff
sorgespannt, und die Aufwickelfeder 31 sorgt in bekannter Weise für die Drehrichtung
der Aufwickelwelle 7 zum Auf wickeln des nicht dargestellten Surtbandess Während
in Fig. 1 die unter der linken Abdeckkappe 30 gezeigten Einrichtungen
nicht
näher interessieren, richtet sich die Erfindung im wesentlichen auf die innerhalb
der rechten Abdeckkappe 29 und auch in den Fig. 2 und 3 gezeigten Bauteile.
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Der eigentliche Auslösemechanismus ist innerhalb dieser rechten Abdeckkappe
angeordnet und weist ein aus Kunststoff hergestelltes Stützteil 14 auf, das mittels
Schrauben 15 an der Aufwickelwelle 7 befestigt ist. Koaxial und um einen gewissen
Grad drehbar um das Stützteil 14 ist der Blockierkäfig 13 angeordnet, an welchem
oben bei 2;eine Zugfeder 26 angebracht ist, die eine Kupplungsverbindung mit der
Auslöseplatte 12 bildet.
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Bei 6 ragt ein zylinderförmiger Vorsprung 5', welcher Teil des Riegels
5 ist, durch das in Fig. 2 gezeigte Langloch 12' in die Auslöseplatte 12. Man erkennt
die Verbindung des Riegels 5 mit der Auslöseplatte 12 und deren Kupplung über die
Feder 26 mit dem Blockierkäfig 13. Zu letzterem gehören die in bestimmter Lage zu
den Zähnen der Sperräder 8 angeordneten Zähne 13' und die Segmente 13'', welche
eine Drehung des Blockierkäfigs 13 relativ zur Auslöseplatte 12 zeigen.
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Etwa auf halbem Radius.des Gurtaufrollers liegt die leicht gekrümmte,
längliche Blockierklinke 20, die mit ihrem zapfenförmigen Vorsprung 20a im Schwungrad
21 entgegen der Kraft einer Feder 40 in der Lageröffnung 41 des Schwungrades 21
schwenkbar ist. An dem dem Vorsprung 20a der Blockierklinke 20 gegenüberliegenden
Ende ist die Feder 40 befestigt und hält sich an ihrem gegenüberliegenden Ende .in
nicht gezeigter
Weise am Schwungrad.21. Zwischen dem Ende der
Blockierklinke 20 mit der Feder 40.und dem Ende mit dem Vor-..
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sprung 20a ist eine Nockenfolgerfläche 42 in Gestalt einer nach innen
in Richtung Welle 7 ragenden Nase angeordnet. In dem in den Figuren gezeigten Normalzustand
liegt die vorstehend beschriebene Nase an der Nockenfläche 43 des StUt2-teils 14
an.
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In Fig. 1 ist rechts von der Blockierklinke 20 weiterhin koaxial und
auf der Höhe des Vorsprunges 20a das Schwungrad 21 drehbar angeordnet, welches auch
in Fig. 3 sichtbar ist. Man erkennt in Fig. 3 den durch die Lageröffnung 4.1 ragenden
Vorsprung 20a der Blockierklinke 20, der in Axialrichtung durch die Halterung 43
gehalten ist. Das Schwungrad 21 ist über die Feder 23 mit der Synchronisierungsschale
24 verbunden, deren Zähne 44 außen sichtbar sind In den Fig 1 und 2 ist unter der
Synchronisierungsschale 24 mit Abstand die fahrzeugempfindliche Auslöseeinrichtung
mit dem kugelförmigen, in dem schalenförmigen Lager 16 gehaiterten Trägheitskörper
17, auf welchem die Sperrklinke 18 um den Drehstift 19 schwenkbar aufgelegt ist.
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Im Betrieb bewegt sich der Trägheitskörper 17 wegen einer bestimmten
Fahrzeugbeschleunigung im Unfallmoment relativ zur Schale 169 Dadurch wird die Sperrklinke
18 angehoben und tritt mit der Synchronisierungsschale 24 in Eingriff und hält diese
ueber die Zähne 44 an. Dadurch wird die Relativdrehung des Schwzngrades.21 gegenüber
dem Gehäuse 1 angehalten, weil sich das Schwungrad 21 infolge des Ausziehens
von
Gurtband und damit der Drehung der Aufwickelwelle 7 in Ausziehrichtung gedreht hat.
Die Aufwickelwelle 7 dreht weiter, und deshalb wird der Vorsprung 20a in Fig. 2
ein Stück weit in Uhrzeigerrichtung gedreht, wenn man annimmt, daß sich die Aufwickelwelle
7 in Gegenuhrzeigerrichtung dreht. Ersichtlich tritt die Nockenfläche 43 nun mit
der Nockenfolgerfläche 42 derart in Eingriff, daß die Blockierklinke - vom Stützteil
14 über die Nockenfläche 43 geschoben - entgegen der Kraft der Feder 40 radial so
nach außen geworfen wird, daß das zahnförmig ausgebildete Ende der Blockierklinke
20, an welchem die Feder 40 befestigt ist, in die Zähne 13' des Blockiergehäuses
13 eingreift. Auf diese Weise wird die Bewegung des Stützteils 14, d.h. der Aufwickelwelle
7, auf den Blockierkäfig 13 und über die Feder 26 auf die Auslöseplatte 12 betragen.
Der Schlitz 12' in der Auslöseplatte 12 bringt beide Riegel 5 in Eingriff mit den
Zähnen des Sperrades 8. Dabei fällt der Riegel nicht genau in die Lücke zwischen
den Zähnen des gegenüberç liegenden Sperrades 8, sondern in der oben beschriebenen
Weise mit einer Voreilung von etwa 5°. Dadurch wird eine Einrastung mit Sicherheit
gewährleistet, Die dann noch notwendige Drehbewegung von weniger als 50 bzw. der
Schlupf damit der Riegel 5 genau in den Grund der Lücke zwischen den zwei Zähnen
des Sperrades gelangen kann, wird durch die Feder 26 absorbiert.. Durch diese Maßnahmen
und auch durch die bestimmte Anordnung der Zähne 13' des Blockierkäfigs 13 sowie
dessen Segmente 13'' zur Auslöseplatte 12 und auch deren Relativlage zuden Zähnen
der Sperräder ermöglicht ein synchroniertes Eingreifen der Klinke 5.
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Der Auslösevorgang aufgrund eines übermäßig beschleunigten Ausziehens
des Gurtbandes erfolgt in gleicher Weise mit der Ausnahme, daß das Schwungrad 21
nicht über die Synchronisierungsschale 24 und die zwischengeschaltete Feder 23,
sondern durch seine eigene Trägheit bzw. das Drehmoment zum Anhalten bzw. Abbremsen
gegenüber der Aufwickelwelle 7 gebracht wird.
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Die eingang erwähnten Nocken erkennt man aus den Fig. 1 und 2. Bei
der hier gezeigten Ausführungsform ist das betreffende Kupplungsteil nicht der Blockierkäfig
132 sondern die Auslöseplatte 12, welche die Aufwickelwelle 7 bzw. deren Achse konzentrisch
umgibt. Auch in Fig. 2 erkennt man die rund um die Achse verlaufende Auslöseplatte
12 mit ihrem äußeren Rand 50, dessen Durchmesser mit D bezeichnet ist, Auf der dem
Langloch 121 in der Åuslöseplattegegenüberliegenden Seite derselben, dh. in Fig.
2 unten, erkennt man die angesetzte Nocke 51, welcher die Nocke 52 auf der Sperrklinke
18 gegenüberliegt. Im Zustand der Fig. 2 ist die Sperrklinke 18 ausgerastet gezeigt.
Folglich liegt die sperrklinkenseitige Nocke 52 außerhalb des Bewegungsweges der
Auslöseplatte 12 bzw. ihres äußeren Randes 15 und der Nocke 51. Es wurde oben erwähnt,
daß beim Herausziehen des Gurtbandes die Aufwickelwelle 7 sich in der Darstellung
der Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Damit dreht sich auch die Auslöseplatte
12 bzw. ihr äußerer Rand 50 im Gegenuhrzeigersinn, so daß die Nocke 51 in Fig. 2
nach rechts oben bewegt wird.
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Wird nun entgegen der Ausführungsform in den Fig. 1 und 2 durch eine
der unerwünschten Vibrationen die Sperrklinke 18 in Sperreingriff mit den Zähnen
44 der Synchronisationsschale 24 gebracht und bleibt sie dort hängen, dann befindet
sich die sperrklinkenseitige Nocke 52 in dem oben beschriebenen Bewegungsweg der
auslösenden Nocke 51 und kann von dieser so erfaßt werden, daß dabei die Sperrklinke
18 aus dem Eingriff der Zähne 44 herausgedrückt wird.
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Läßt der Benutzer das Gurtband dann los, so daß sich die Aufwickelwelle
7 wieder im Uhrzeigersinn zurückdreht, wenn auch nur: um einen kleinen Winkel, dann
gelangt die Blokkierklinke 20 außer Eingriff mit den Zähnen 13' des Blokkierkäfigs
13, und der gesamte Sperrzustand des Gurtaufrollers wird aufgelöst. Dies aber ist
der gewünschte Effekt, und man erkennt, mit welch einfachen Mitteln die erhebliche
Verbesserung des Komforts eines solchen Gurtaufrollers ist.