DE3131637C2

DE3131637C2 - Rückstrammer für Sicherheitsgurtautomaten

Info

Publication number: DE3131637C2
Application number: DE3131637A
Authority: DE
Inventors: Artur 7060 Schorndorf Föhl
Original assignee: Trw Repa 7077 Alfdorf GmbH; TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1980-10-06
Filing date: 1981-08-10
Publication date: 1986-10-02
Also published as: AU7607281A; JPH01309850A; JPH01309851A; FR2491340B1; FR2491340A1; JPH01309849A; SE8602814L; SE8602815D0; SE450362B; SE8602813L; JPH034406B2; SE464015B; JPH034407B2; SE8602815L; SE464072B; SE8105823L; US4423846A; SE8602813D0; DE3131637A1; AU548979B2

Abstract

Für den Antrieb des Rückstrammers, das heißt die Aufwickelbewegung der Gurtwelle, ist ein im Gefahrenfall auslösbarer Kraftspeicher vorgesehen mit einem Energiewandler, der nach Auslösung des Kraftspeichers eine Kupplung mit der Gurtwelle und die Rückstramm-Rotationsbewegung bewirkt. Erfindungsgemäß ist als Energiewandler eine rotierbare Zugmittelrolle (12) vorgesehen, die mit der Gurtwelle kuppelbar ist und deren Zugmittel (16) mit dem Kraftspeicher in Verbindung steht und nach Auslösung desselben und nach Überwindung einer Rückhaltekraft (11) die Kupplungsverbindung und eine Rückstrammbewegung der Gurtwelle bewirkt.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Rückstrammer für Sicherheitsgurtautomaten gemäß dem Oberbegriff des

Patentanspruchs 1.

Rückstrammer der vorgenannten Art dienen dazu, Gurtlose im Gefahrenfall, z. B. im Crash-Fall durch Zurückziehen des Gurtbandes zx· beseitigen, so daß das Gurtband möglichst eng am Körper der zu sichernden Person anliegt und damit den freien Vorfallweg bis zum Wirksamwerden des Sicherheitsgurtsystems möglichst gering hält

Bei einem bekannten Rückstrammer der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art (DE-OS 28 09 587) ist eine Zugmittelrolle für ein flexibles Zugmittel vorgesehen mit einem Kupplungsmechanismus, der entweder durch Zentrifugalkräfte oder durch die Drehbeschleunigung der Trommel unter, der Wirkung eine? Antriebskolbens betätigt wird. Hierbei ist das Entstehen einer Kupplungsverbindung abhängig von einer vorbestimmten Rotationsbesichleunigung. Wird diese nicht erreicht, so kommt eine Kupplungsverbindung nicht zustande. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (US-PS 41 91 344) ist es in einem ähnlichen Zusammenhang bekannt, ein Scherelement in Form einer Schraube vorzusehen. Bei einer weiteren Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge mil: Gurtspannvorrichtung ist die Gi'rtwelle mit einer Außenverzahnung versehen, in die zum Zwecke der Kupplung eine radial innere Kante eines Flügelkolbens eingreifen kann, welcher Flügelkolben in einem ringförmigen Arbeitsraum durch eine Gastreibladung im Crash-Falle bewegbar ist (DE-OS 25 05 626). Bei einer bekannten Freilaufkupplung (DE-ASl5 75 963) ist ein getriebenes und ein angetriebenes Kupplungsteil vorgesehen, wobei beiden Kupplungteilen ein Schaltring zugeordnet is;t mit mehreren Klauenpaaren, die zur Betätigung einer Kupplungsklinke dienen, die ihrerseits durch Radieilbewegung eine Kupplungsverbindung zwischen den Kupplungsteilen herstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rückstrammer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so zu verbessern, daß bei konstruktiv einfacher und kostenmäßig günstiger Bauweise nach Auslösung des Kraftspeichers in kürzester Zeit eine sichere Kupplung zwischen Zugmittelrolle und Gurtspule bzw. Gurtwelle erhalten wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen.
Durch das kombinatorische Zusammenwirken der Scherelemente, der Steuerfläche und der Kupplungselemente werden letztere bei Auftreten einer vorbestimmten Scherkraft oder Abzugskraft zwangsweise in Kupplungsrichtung gesteuert und in Kupplungseingriff gebracht. Diese Kupplungsbewegung erfolgt zwangsweise und unabhängig etwa von einer bestimmten Rotationsbeschleunigung und zwar immer dann, wenn die Scherelemente der vom Kraftspeicher ausgehenden Antriebskraft nicht mehr standhalten können. Durch entsprechende Dimensionierung des Kraftspeichers ist eine solche Antriebskraft immer gewährleistet. Diese Scherelemente haben also eine Doppelfunklion und zwar eine Arretierfunktion für die Zugmittelrolle und eine Verstellfunktion für die Kupplungselemente.

Die anhand der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele werden nachstehend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 bis 4 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückstrammers in Seitenansicht, per-

spektivischer Ansicht und Explosionsdarstellung,

Fig.5 eine schematisch dargestellte Variante des Kupplungsprinzips für die Kupplungsverbindung zwischen Zugmittelrolle und Gurtwelle,

F i g. 6 bis 9 ein Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 in Schnittansichten und Explosionsdarstellung,

Fig. 10 bis 13 eine weitere A.isführungsform in Draufsicht, Seitenschnittansicht, Einzelschnittansicht und Explosionsdarstellung.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 bis 4 ist ein Sicherheitagurtautomat allgemein mit i bezeichnet. Als tragender Teil besitzt der Automat ein U-förmiges Automatengehäuse 2, das mittels einer Bohrung 3 z. B. am Rahmen eines Kraftfahrzeuges befestigt werden kann. Im Automatengehäuse 2 drehbar gelagert ist eine Gurtwelle 4 mit darauf aufgewickeltem Gurtband 5, die mit ihrem in den F i g. 2,3 und 4 linken Wellenende in an sich bekannter Weise mit einem im Crash-Falle Auslöse- und Sperrmechanismus, abgedeckt durch eine Abdeckung 6 in Wirkverbindung steht und im Bereich des gegenüberliegenden Wellenendes mit einer durch eine Abdeckung 7 abgedeckten Rückspulfeder verbunden ist. Die Gurtwelle 4 besitzt einen verlängerten Kupplungsansatz 8, der über die Abdeckung 7 für die Rückspulfeder hinausragt und eine Radialverzahnung 9 sowie einen radialen Einstich 10 besitzt. Ferner sind an der Abdeckung 7 drei Scherstifte 11 freiragend befestigt, auf die eine Zugmittelrolle 12 aufsteckbar ist. Der in den Einstich 10 eingedrückte Sprengring 13 hat bei Normalbetrieb des Automaten axialen Abstand zur Zugmittelrolle 12, so daß die Freigängigkeit der Gurtwelle 4 nicht behindert ist Lediglich nach Aktivierung des Automaten, also z. B. in Crash-Fall dient der Sprengring 13 der axialen Sicherung der Zugmittelrolle 12.

Mittels eines Stiftes 14 in einer Bohrung 15 der spulenartig ausgebildeten Zugmittelrolle 12 befestigt ist ein seilartiges Zugmittel 16, das zu diesem Zweck ein schlaufenartig geformtes Ende besitzt. Das Zugmittel 16 ist auf die Zugmittelrolle 12 aufgespult. Die Zugmittelrolle 12 besitzt eine axiale Ausnehmung 17, die die Radialverzahnung 9 mit freiem Abstand umzieht. In drei am Umfang der Zugmittelrolle 12 gleichmäßig verteilten Ausnehmungen 18 schwenkbar gelagert sind als Klinken ausgebildete Kupplungselemente 19, die durch Federn 20 in die freigängige Stellung, also in diejenige Stellung gedrückt werden, in der die zahnartigen Klinkenenden mit freiem Abstand von der Radialverzahnung 9 liegen. Die Ausnehmungen 18 sind so ausgebildet, daß in ihnen sowohl die mit entsprechenden Schwenkansätzen 21 ausgestatteten Kupplungshebel 19 als auch die Scherstifte 11 gelagert sind. Bei Sperrung des Automaten und bei Zug in Richtung 22 am Zugmittel 16 dreht sich die Zugmittelrolle 12 in Richtung 23, wobei die Kupplungshebel 19 auf den Scherstiften 11 auflaufen und entgegen der Kraft der Federn 20 in die Radialverzahnung 9 gedrückt werden. Bei weiteren Zug werden die Scherstifle 11 abgeschert, so daß über die Kupplungsverbindung die Gurtwelle 4 in Aufwickelrichtung gedreht wird unter Strammung der vorhandenen Gurtbandlose. Angetrieben wird das Zugmittel 16 durch einen in den Fi g. 1 bis 4 nicht dargestellten Antrieb.

Anstelle einer Klinke kann auch ein Klemmhebel vorgesehen sein der mit einem glatten Kupplungsansatz an der Gurtwelle zusammenwirkt.

In F i g. 5 ist eine Zugmittelrolle 69 schematisch angedeutet, auf die wiederum ein Zugmittel 16 aufgewickelt ist. Als Kupplungselement für die Kupplungsverbin-

dung von Zugmittelrolle 69 und der im wesentlichen glatten Umfangsfläche des verlängerten Kupplungsansatzes 35 der Gurtwelle dienen als kleine Ringe ausgebildete Wälzkörper 70, die im Normalbetrieb des Sicherheitsgurtsystems an gehäusefesten Lagerzapfen 71 gelp.gert und gehalten sind. Die Lagerzapfen 71 sind wiederum als Scherstifte ausgebildet, d.h. sie scheren ab, wenn in Richtung 72 ein ausreichend großer Zug am Zugmittel 16 angreift Die Zugmittelrolle 69 besitzt keilförmig sich der Rollenachse nähernde Steuerbahnen 73 in Form von Ausnehmungen in der Zugmittelrolle 69. Da die Wälzkörper 70 an dem, z. B. an der Abbdeckung 7 des Automatengehäuses angeformten Lagerzapfen 71 gelagert sind, werden sie an den Steuerbahnen 73 in einer Stellung gehalten, in der die Wälzkörper 70 den Abstand a von der Umfangsfläche des Kupplungsansatzes 35 haben, sodaß völlige Freigängigkeit der Gurtwelle gewährleistet ist Bei erhöhtem Zug am Zugmittel 16 in Richtung 72 werden die Lagerzapfen 71 abgeschert, wonach die Wälzkörper durch Federn 74 entlang den geneigten Steuerbahnen 73 in Richtung der Rollenachse verschoben werden bis in Kontakt mit der Umfangsfläche des Kupplungsansatzes 35 und bei weiterer Kraftbeaufschlagung in eine Klemmlage zwischen den Steuerbahnen 73 und der Umfangsfläche des Wellenansatzes 35 gelangen, so daß der Kupplungsansatz 35 und damit die Gurtwelle 4 in Aufwickelrichtung mitgenommen wird, verbunden mit einem Rückstrammeffekt am Gurtband.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.6 bis 9 wird von dem Kupplungsprinzip gemäß F i g. 5 Gebrauch gemacht. Hierbei ist ebenfalls das Zugmittel 16 auf eine spulenartig ausgebildete Zugmittelrolle 69' aufgewickelt, wobei diese Zugmittelrolle 69' eine im wesentlichen tangentiale Bohrung 109 aufweist, in die das freie Zugmittelende eingesteckt ist. Wie aus den Schnittansichten gemäß Fig.6 und 8 zu ersehen, verläuft rechtwinkelig zur Bohrung 109 in der Zugmittelrolle 69' eine Gewindebohrung 110, die die erstgenannte Bohrung 109 kreuzt und in die ein Gewindestift 111 eingeschraubt ist, wobei mittels dieses Gewindestiftes 111 das Zugmittelende in der Kreuzungsstelle von Bohrung 109 und Gewindebohrung 110 verquetscht und damit fest mit der Zugmittelrolle 69' verbunden wird.

Aus den F i g. 6 bis 9 ergibt sich weiterhin eine besonders vorteilhafte, erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der für die Kupplungsverbindung zwischen Zugmittelrolle 69' und Wellenende 35' verantwortlichen Teile. Es ist ersichtlich, daß das Wellenende 35' eine Umfangs-Kerbverzahnung 112 aufweist, auf die drehfest eine Zwischenbuchse 113 aufgesteckt bzw. aufgepreßt ist. Die Zwischenbuchse 113, die eine glatte Umfangsfläche aufweist, ist nabenförmig ausgestaltet und weist einstückig einen Stirnflansch 114 mit angesenkter Axialbohrung 115 auf. Mittels einer Schraube 116 ist die Zwischenbuchse 113 mit Stirnflansch 114 mit dem Wellenende 35' verschraubt, wobei das Wellenende 35' zu diesem Zweck eine Gewindebohrung 116' besitzt. Bei Normalbetrieb des Automaten ist der Stirnflansch 114 mit geringem Abstand entfernt von der äußeren Stirnfläche der Zugmittelrolle 69'. Die Zugmittelrolle 69' ruht bei Normalbetrieb des Automaten drehfest auf Lagerzapfen 71', die wiederum als Drehlager für die rollenartig^n Wälzkörper 70 dienen und die an der Abdeckung 7 in Form von dünnen, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Stiften angeformt sind. Mit 71" ist ein zusätzlicher Abscherzapfen bezeichnet, der ebenfalls an der Abdeckung 7 angeformt ist und der die Rückhaltekraft

für die Zugmittelrolle 69' bestimmt. Der Abscherzapfen 71" ist vorzugsweise nach dem Aufsetzen der Zugmittelrolle 69' am freien Ende verformt oder verschweißt, wie F i g. 7 zeigt. Für die Aufnahme des Abscherzapfens 71" ist in der Zugmittelrolle 69' eine Bohrung 117 vorgesehen. Die Wälzkörper 70 befinden sich bei normaler Betätigung des Automaten an den von der Drehachse am weitesten entfernten Enden bzw. Ecken der Steuerbahnen 73' und sorgen für eine Zentrierung der Zugmit- ξ telrolle 69' gegenüber dem Wellenende 35' derart, daß

zwischenden Wälzkörpern 70 und dem äußeren Umfang der Zwischenbuchse 113 ein Abstand vorhanden ist. Bei Aktivierung des Rückstrammsystems, d. h. nach Zug am Zugmittel 16 d. h. nach Einwirken eines Drehmomentes auf die Zugmittelrolle 69' verformen sich zunächst die Lagerzapfen 7Γ elastisch mit nachfolgender Abscherung einschließlich des Abscherzapfens 71", der die Ruhe- und Zentrierlage der Zugmittelrolle 69' gegenüber dem Wellenende 35' bestimmt Infolge Massenträgheit bei Beschleunigung in Richtung 118 am Zugmittel 16 tritt eine sofortige Kupplung zwischen Zugmittelrolle 69' und Zwischenbuchse 113 ein, indem die Wälzkörper 70 an den Steuerbahnen 73' entlanggleiten und in Kontakt mit dem Außenumfang der Zwischenbuchse 113 treten. Hierbei dient der Stirnflansch 114 der Zwischenbuchse 113 als axiale Sicherung für die Zugmittelrolle 69'.

In weitgehender Übereinstimmung mit dem Kupplungsprinzip gemäß F i g. 5 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 bis 13 seitlich der Seitenplatte 2' eines U-förmigen Automatengehäuses 2 eine Zugmittelrolle 169 angeordnet die auf dem die Seitenplatte 2" überragenden Wellenansatz 135 der Gurtwelle 4 drehbar gelagert ist Die Zugmittelrolle 169 besitzt am Außenumfang wiederum das Profil einer Seilscheibe, auf dem das Zugmittel 16 aufgewickelt und in der Bohrung 209 befestigt ist. Um den Außenumfang einer im Durchmesser den Umfang des Wellenansatzes 135 übersteigenden Lagerbohrung 120 verteilt sind drei Ausnehmungen, die zur Rollenachse hin geneigte Steuerbahnen 173 bilden. Zwischen Außenumfang der Lagerbohrung 120 und Wellenansatz 135 befindet sich ein aus thermoplastischem Material bestehender, buchsenartiger Käfig 121, der mit drei fensterartigen Öffnungen 122 versehen ist, in denen als Walzen ausgebildete Wälzkörperl23 gehalten sind. Wie Fi g. 12 zeigt, besitzt der Käfig 121 dünne, federartige Ansätze 124, die in die Öffnungen 122 mit Vorspannung hineinragen, und die die Wälzkörper 123 radial nach Außen gegen die abgesetzte Ringwand der Zugmittelrolle 169 drücken. Sind solche Ansätze nicht vorhanden, so ist der Grundriß jeder Öffnung 122 etwas kleiner als diejenige des Wälzkörpers 123, so daß auf diese Weise die Wälzkörper in einer äußeren Freigabestellung gehalten werden.

Der Käfig 121 besitzt drei achsparallele, lappenartige Scherelemente 125, die in drei entsprechenden Öffnungen 126 der Seitenplatte 2' gelagert sind und die Zugmittelrolle 169 bis zu einem vorbestimmten Drehmoment drehfest mit dem Automatengehäuse 2 verbinden. Die Zugmittelrolle 169 ist wiederum mittels eines Abscherzapfens 171 in einer Bohrung 171' der Seitenplatte 2' drehmomentbegrenzt drehfest mit der Seitenplatte 2' verbunden. Im Anschluß an den Wellenansatz 135 weist die Gurtwelle 4 einen dünneren Wellenansatz 127 mit Mitnehmerschlitz 128, auf dem ein Ende einer Gurtband-Rückspulfeder 129 gehalten ist. Zugmittelrolle 169 und Rückspulfeder 129 sind umgeben von einer Abdekkung 130 mit Zwischenboden 131 zwischen Rückspulfeder 129 und Zugmittelrolle 169.

Im Aktivierungsfalle, also dann, wenn am Zugmittel 16 ein plötzlicher Zug in Richtung A auftritt wirkt auf die Zugmittelrolle 169 ein Drehmoment, das zur Abscherung des Abscherzapfens 171 führt. Zwischen Käfig 121 und Zugmittelrolle 169 erfolgt hierbei eine Relativbewegung und die Wälzkörper 123 werden entlang den Steuerbahnen 173 aus ihrer Ruhe- oder Freihaltelage im Käfig in Richtung Rollenachse bewegt bis zum Kraft-Schluß mit dem Wellenansatz 135. Nun werden auch die Scherelemente 125 abgeschert und somit der Rückstrammvorgang eingeleitet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rückstrammer für Sicherheitsgurtautomaten, mit einem im Crash-Fall auslösbaren Kraftspeicher, der über ein flexibles Zugmittel mit einer Zugmittelrolle verbunden ist, die bei Normalbetrieb von der Gurtwelle entkoppelt ist und nach Auslösen des Kraftspeichers mittels einer Kupplung aus an ihr gelagerten, radial in Richtung eines Kupplungsansatzes der Gurtwelle bewegbaren Kupplungselementen mit der Gurtwelle kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Scherelemente (11, 71, 71', 123) am Gehäuse (2) fixierten Kupplungselemente (19; 70; 123) durch die Rotation der Zugmittelrolle (12; 69'; 169) zwangsgesteuert in Eingriff mit dem Kupplungsansatz (8; 135) der Gurtwelle gedrückt werden.

2. Rückstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Automatengehäuse (2) Scherelemente (Scherstift 11) angeordnet sind, die in die Bewegungsbahn der durch Federn (20) in Ausrückstellung gehaltenen Kupplungselemente (19) ragen und bei Beginn der Rotation der Zugmittelrolle (12) die Kupplungselemente (19) in die Eingriffsstellung drücken.

3. Rückstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als an sich bekannte Klinkenkupplung ausgebildet ist, deren Kupplungsansatz (8) eine Radial-Verzahnung (9) aufweist.

4. Rückstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als an sich bekannter Klemmsperre mit Klemmhebeln ausgebildet ist.

5. Rückstrammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugmittelrolle (12) mit den daran gelagerten Kupplungselementen (19) in der unbetätigten Stellung durch die als Scherstifte (11) ausgebildeten Scherelemente gehalten wird.

6. Rückstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als an sich bekannte Klemmrollenkupplung mit Wälzkörpern (123) ausgebildet ist.

7. Rückstrammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung der Wälzkörper (123) ein radial nachgiebiger mit den Scherelementen (125) am Automatengehäuse (2) befestigter Käfig (121) vorgesehen ist.

8. Rückstrammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der büchsen- oder ringartige, vorzugsweise aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Käfig (121) am Umfang verteilte fensterartige öffnungen (122) für die Wälzkörper (123) aufweist, in die federartige Ansätze (124) hineinragen, die die Wälzkörper in die Freigabestellung drücken.

9. Rückstrammer nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Käfigs (121) verteilt die gegenüber der Käfigachse vorzugsweise achsparallelen Scherelemente (125) vorgesehen sind, durch die der Käfig (121) vorzugsweise unmittelbar an der Seitenplatte (2') des Automatengehäuses (2) gehalten ist.