DE3206596C2 - Vorrichtung zur Zugentlastung in Aufrolleinrichtungen für Sicherheitsgurte in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung in Aufroll einrichtungen für Sicherheitsgurte in Kraftfahrzeugen mit vorzugsweise mehreren Auslösesensoren sowie mit einer gegen eine elastische Aufrollfederkraft wirkenden Arretiervorrichtung für die Gurtwelle. Gemäß der Erfindung stehen die Gurtwelle (1) und zwei Steuerscheiben (9, 10) zur Beeinflussung der Arretiervorrichtung (5, 16) über Wälzlagerelemente (8) miteinander in planetenradgetriebeartiger Wirkverbindung, wobei die Wälzlagerelemente in planetenradartiger Weise angeordnet sind und die Gurtwelle sowie die beiden Steuerscheiben in sonnenradartiger und planetenradkäfigartiger Weise ausgebildet und angeordnet sind.

Description

zurückgezogen wurde, dieser Sicherheitsgurt 3 kurzzeitig gelüftet wird, wodurch eine Arretiervorrichtung auf die Gurt welle 1 einwirkt und damit die Rückzugkraft der Aufzugfeder abfängt und für die zu schützende Person unwirksam macht Es muß sichergestellt sein, daß nur innerhalb eines geringen Hubes der Sicherheitsgurt die Arretiervorrichtung in Funktion setzt, damit der Sicherheitsgurt 3 bei arretierter Gurtwelle 1 nicht zu lokker die zu schützende Person umfängt

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in verschiedenen Darstellungsformen einen derartigen Arretiermechanismus für die Gurtwelle 1. Auf der Gurtwelle 1 ist an einem freien Ende ein Ansatz 4 angeordnet, welche mit seiner Kerbverzahnung in ein Sperrzahnrad 5 eingreift und dieses fest mit der Gurt welle 1 verbindet Auf einer Kerbverzahnung 6 des Sperrades 5 ist ein Lagerkäfig 7 drehfest angeordnet In drei Durchbrüchen dieses Lagerkäfigs 7 sind drei Kugeln 8 frei drehbar gelagert Beidseitig dieses Lagerkäfigs 7 sind zwei Steuerscheibe!' 9 und 10 mit Steuerkurven und Anschlagansätzen angeordnet Auf der Welle des Sperrades 5 werden die Steuerscheiben 9 und 10 sowie der Lagerkäfig 7 durch einen Verschlußdeckel 11 gehalten. Ein Federteller 12 drückt in Verbindung mit dem Verschlußdeckel 11 die über Kugellager 13 und 14 gelagerten Steuerscheiben 9, 10 gegen die Kugeln 8. Damit ist eine gute und reibungsarme Wirkverbindung zwischen den Steuerelementen gegeben. In einem Gehäusedeckel 15 ist eine Sperrklinke 16 auf einem Bolzen 17 schwenkbar gelagert. Durch ihr Eigengewicht liegt die Spitze der Sperrklinke 16 auf Steuerkonturen der Steuerscheiben 9 und 10 auf und wird somit außer Eingriff mit der Verzahnung des Sperrzahnrades 5 gehalten oder sie kann in die Verzahnung des Sperrades 5 einfallen, wenn sie durch entsprechende Kulissenabschnitte der Steuerscheiben 9 und 10 gleichzeitig freigegeben wird.

Die Steuerscheibe 9 weist im unteren Bereich einen Mitnehmer 18 auf, welcher durch einen Durchbruch 19 durch den Gehäusedeckel 15 hindurchragt und durch eine Kante 20 dieses Durchbruchs in der einen Drehrichtung begrenzt wird. Über diesen Mitnehmer 18 kann die Steuerscheibe 9 und mit ihr die Arretiervorrichtung beeinflußt werden. Weiterhin besitzt die Steuerscheibe 9 eine Anschlagnase 21, welche um einen kleinen Betrag über die Wirkdurchmesser der Steuerscheiben 9,10 hinausragt Dieser Anschlagnase 21 vorgelagert sind Kurvenabschnitte 22, 23, welche die Sperrklinke 16 aus der Verzahnung des Sperrades 5 halten bzw. schwenken.

Die Steuerscheibe 10 ist topfartig ausgebildet und besitzt eine Anschlagnase 24, welcher ein bogenförmiges, kurzes Kulissenstück 25 vorgelagert ist Über eine Ablauf kurve 26 wird dieses Kulissenstück 25 in eine segmentartige Ausnehmung 27 übergeführt. Diese segmentartige Ausnehmung 27 ist so bemessen, daß die Sperrklinke 16 nur in diesem vorbestimmten Bereich in die Sperrverzahnung des Sperrzahnrades 5 einfallen kann.

In der Fig.2 ist die Situation dargestellt, in der ein größeres Stück des Sicherheitsgurtes 3 in Abwickelrichtung herausgezogen wurde. Wird der Sicherheitsgurt 3 ω durch die nicht dargestellte Aufzugfeder wieder zurückgespult, so dreht sich das gesamte System in Richtung 29 synchron mit der Gurtwelle 1. 1st ein Winkelweg 30 durchlaufen, so kommt die Anschlagnase 21 der Steuerscheibe 9 an der Sperrklinkenbrust 31 zur Anlage. Die Anschlagnase 24 der Steuerscheibe 10 hat sich inzwischen im gleichen Drehsinn um den Winkelweg 30 verdreht Ab dieser Stelle dreht sich bei weiterem Zurückspulen die Steuerscheibe 10 mit doppelter Drehzahl der Gurtwelle 1 in Richtung Sperrklinkenbrust 31, bis sie zur Anlage kommt Bei diesen Vorgängen wird die Sperrklinke 16 außer Eingriff mit der Verzahnung des Sperrzahnrades 5 gehalten. Die Relativdrehungen der Steuerscheiben 9,10 gegeneinander erfolgen über Kugellagerungea

Bei weiterem Rücklauf tritt nun zwischen den Steuerscheiben 9j 10 und den Kugeln 8 Gleitreibung auf. Diese Gleitreibung ist jedoch sehr gering, da die Kugeln, weiche aus Kunststoff oder Metall sein können, eine sehr glatte Oberfläche aufweisen. Soll nunmehr die Zugkraft der Aufzugfeder bei angelegtem Sicherheitsgurt 3 nicht auf die Person übertragen werden, so wird ein kurzes Stück des Sicherheitsgurtes 3 in Pfeilrichtung 28 auf der Aufspul vorrichtung herausgezogen. Dabei kommt in der bereits beschriebenen Weise der Mitnehmer 18 an der Kante 20 des Gehäusedurchbruchs 19 zur Anlage. Die segmentartige Ausnehmung 27 der Steuerscheibe 10 liegt nunmehr im Bereich der Rastspitze der Sperrklinke 16, so daß diese in die Verzahnung der Sperrklinke 16 frei einfallen kann. Der normalerweise durch die Aufzugfeder initiierte Gurtrücklauf wird gestoppt, so daß nunmehr der Sicherheitsgurt 3 frei von Rückstellkräften ist

Bei Überschreiten der vorgegebenen Zone, die durch die segmentartige Ausnehmung 27 der Steuerscheibe 10 begrenzt ist, wird über eine Übergangskurve 23 die Sperrklinke 16 nach außen gedrückt. Damit ist das System wieder passiv und es ist sichergestellt, daß der Benutzer den Sicherheitsgurt 3 nicht zu locker einstellen kann. Zur erneuten Einstellung muß ein größeres Stück des Sicherheitsgurtes 3 wieder vom Aufwickelmechanismus abgezogen werden, so daß nach dem Zurücklassen des Sicherheitsgurtes 3 wieder die Ausgangsposition für eine Neueinstellung gegeben ist

In diesem zurückgespulten Zustand liegt die Anschlagnase 21 der Steuerscheibe 9 und die Anschlagnase 24 der Steuerscheibe 10 an der Sperrklinkenbrust 31 der Sperrklinke 16 an. Durch Verlegen der Anschlagkante 20 des Gehäusedurchbruchs 19 kann für den Mitnehmer 18 der Steuerscheibe 9 der Schwenkwinkel 30 verändert werden. Wird dieser Winkel verkleinert, so wird der Auszugsweg für den Sicherheitsgurt 3 in Richtung 28 zur »Löse«-Stellung kleiner; wird dieser Winkel vergrößert, so wird auch der Auszugsweg für die »Löse«-Stellung größer. Es ist möglich, den Anschlag für die Steuerscheibe 10, an welchem deren Anschlagnase 24 anliegt, gehäusefest zu verschieben. Es ist dabei zu beachten, daß der Kurvenabschnitt 22 der Steuerscheibe 9 in einen kleinen Schwenkbereich mit dem Kulissenabschnitt 3 der Steuerscheibe 10 in überlappender Stellung steht, damit die Sperrklinke 16 nicht in die Verzahnung des Sperrzahnrades 5 einfallen kann.

Durch einen derartigen Aufbau wird erreicht, daß die Umschaltzeiten beim Gurtbandabzug durch den Überholvorgang der Steuerscheibe 10 äußerst kurz sind und daß die Verstellfunktionen der Steuerscheiben 9,10 zueinander durch die Wälzlagerung über die Kugeln 8 äußerst sicher realisierbar sind. Darüber hinaus ist die aufzubringende Verstellkraft für den Mitnehmer 18 nur gering, da beim Entriegelungsvorgang der Arretiervorrichtung alle zwangsbewegten Teile wälzgelagert sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den F i g. 4 bis 6 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich in den wesentlichen Funktionsmerkmalen nicht vom vorherigen Ausführungsbeispiel. Die Steuerscheibe 35 ist in ihrer Außenform ähnlich der Steuerscheibe Q und

die Steuerscheibe 36 ähnlich mit der Steuerscheibe 10. Das Sperrzahnrad 37 trägt ein Nabenteil 38, welches im vorderen Bereich als Lagerzapfen ausgebildet und in einem Lagerhals des Gehäusedeckels gelagert ist. Das Sperrzahnrad 37 weist einen ringförmigen Lagerkäfig 40 auf, welcher Querbohrungen 41 zur Aufnahme der Kugeln 42 besitzt

Die Steuerscheibe 36 ist gebildet durch einen Innenring mit Lauflager 43. Zwischen diesem Innenring und dem Nabenteil 38 des Sperrzahnrades 37 ist ein geringes Radialspiel 44 vorgesehen. Zumindest die Steuerscheibe 35 ist aus elastischem Werkstoff hergestellt. Das dachförmig ausgebildete Lauflager 45 der Steuerscheibe 35 ist sehr dünnwandig ausgeführt, da es nur geringe Kräfte aufnehmen muß. Durch zwei tangentiale kleine Arme 46 ist das dachförmige Lauflager 45 mit einer stegartigen Außenkontur 47, an welcher eine Mitnehmernase 48 angeformt ist, federnd verbunden. Dadurch, daß der Laufdurchmesser des dachförmigen Lauflagers 45 geringfügig kleiner als der normalerweise erforderliche Ringkreis-Durchmesser ausgebildet ist, steht das System unter einer stetigen Vorspannung. Das Lauflager 45 ist somit nicht mehr ganz kreisrund, sondern verformt sich leicht entsprechend der Kugelzahl — vorliegend sind drei Kugeln 42 angeordnet — in Polygonform. Dadurch ist sichergestellt daß immer eine kleine Spannung vorhanden ist, welche für die sichere Übertragung der Bewegung sorgt Durch die zwei tangential angeordneten Arme 46 und die ungleiche Teilung der Anzahl der Arme 46 zu der Anzahl der Kugeln 42 im Verhältnis 2 :3 steht das System unter einer stetigen Spannung.

Bei längerer Nichtbenutzung der Einrichtung unterliegt der elastische Kunststoff seiner Kriechneigung. Bei Benutzung der Vorrichtung findet sofort wieder eine federnde Verformung statt, welche sicherstellt, daß das System stets funktionsbereit ist Eine nach diesem Ausführungsbeispiel aufgebaute Vorrichtung ist einfach in der Montage und billig in der Herstellung, da durch das federnde Lauflager 45 der Steuerscheibe 35 eine Klipsmontage möglich ist Durch die radial geführten Kugeln 42 sind nur geringe Verstellkräfte erforderlich. Axäalkräfte treten nicht auf.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

1 2 schaltung der Zugentlastung erreicht wird. Patentansprüche: Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches

1. Vorrichtung zur Zugentlastung in Aufrollein- 1 angegebenen Maßnahmen. Vorteilhafte Ausgestaltun-

richtungen für Sicherheitsgurte in Kraftfahrzeugen, 5 gen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden

wobei der durch einen oder mehrere Gefahrensen- Patentansprüchen.

soren angesteuerte über eine Gurtwelle blockierba- Hierbei wird ein exaktes Schaltverhalten inneihalb

re Sicherheitsgurt durch eine Federkraft in Aufwik- geringer Schalthübe oder Schaltwege erreicht. Nach

kelvorrichtung der Gurtwelle zugbelastet ist und dem erstmaligen Gurtauszug bewirkt das Planetenge-

wobei durch Steuerkulissen zweier durch die Gurt- io triebe, daß die Steuerscheiben sehr schnell in eine Posi-

welle angetriebener und begrenzt verdrehbarer tion gebracht werden, in der sie den Sperreingriff der

Steuerscheiben nach dem Anlegen des Gurtes durch Sperrklinke sperren und aus welcher Position heraus

eine kurze Auszugsbewegung des Sicherheitsgurtes nach einem sehr kurzen Gurtauszug die Zugentlastung

eine gegen die Aufrollfederkraft wirkende Arretier- wirksam wird. Durch das Reib-Planetengetriebe wird

vorrichtung für die Gurtwelle wirksam wird, da- is hierbei eine große Leichtgängigkeit und Funktionssi-

durchgekennzeichnet.daßzur Verkürzung cherheit erreicht Außerdem können durch ein solches

der Schaltwege der Antrieb der beiden Steuerschei- Planetengetriebe Bewegungsrichtungsumkehrungen

ben (9,10; 35,36) durch die Gurtwelle (1) als an sich erzielt werden, die wiederum nutzbar sind für die Steue-

bekanntes Reib-Planetengetriebe ausgebildet ist, rung der beiden Steuerscheiben in die Freigabe- und

wobei als Planetenräder Wälzfagerelemente (Ku- 20 Sperrstellung,

geln 8,42) vorgesehen sind. Eine Selbstjustage und ein spielfreier Lauf des Plane-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- tengetriebes wird erreicht durch die Lösung gemäß Pazeichnet, daß die Gurtwelle (1) mit einem als Plane- tentanspruch 4. Eine elastische Verspannung der EIetenradträger ausgebildeten Lagerkäfig (40) für die mente eines Planetengetriebes ist an sich bekannt durch Wälzlagerelemente (Kugel 42) ausgebildet ist und 25 Hütte »Maschinenbauteil A« 28. Auflage 1954, Seite daß die Steuerscheiben (35,36) als Sonnenrad oder 145, Bild 4. In anderem Zusammenhang ist es auch beals Hohlrad wirkende Lauflager für die Wälzlager- kannt, bei einen Rückholer für einen Sicherheitsgurt ein elemente (42) aufweisen. Planetengetriebe zu verwenden (DE-OS 28 51 650).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit durch Feder- Nach den Merkmalen der Erfindung ausgestattete kraft axial gegeneinander vorgespannten Steuer- 30 Ausführungsbeispiele sind anhand der Zeichnung im folscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß mit den genden näher beschrieben. Es zeigt Wälzlagerelementen (8) zusammenwirkende axiale F i g. 1 eine teilweise axial geschnittene Seitenansicht Lauflager an den kugelgelagerten Steuerscheiben (9, eines ersten Ausführungsbeispiels,

10) beidseitig eines an der Gurtwelle (1) radial zwi- F i g. 2 eine geschnittene Ansicht dieses Ausführungs-

schen den Steuerscheiben (9, 10) angeordneten, als 35 beispiels in Axialrichtung,

Planetenradträger wirkenden Lagerkäfigs (7) für die F i g. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung

Wälzlagerelemente (8) angeordnet sind. dieses Ausführungsbeispiels,

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- F i g. 4 eine teilweise axial geschnittene Seitenansicht zeichnet, daß in an sich bekannter Weise zumindest eines zweiten Ausführungsbeispiels,

eines der die Lauflager (43,45) für die Wäizlagerele- 40 F i g. 5 eine geschnittene Ansicht dieses zweiten Aus-

mente (42) bildenden Steuerscheiben (35,36) zumin- führungsbeispiels in Axialrichtung,

dest im Bereich dieser Lauflager verformbar ausge- Fig.6 eine perspektivische Explosionsdarstellung

bildet ist. dieses zweiten Ausführungsbeispiels.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- In den Figuren nur unvollkommen dargestellt ist der zeichnet, daß die Lauflager (43, 45) für die Wälzla- 45 eigentliche Sicherheitsgurt-Aufrollmechanismus. Dieser gerelemente (42) an sich bekannte V-förmig ausge- besteht in bekannter Weise im wesentlichen aus einer staltete Laufflächen aufweisen. Gurtwelle 1, welche in einem Gehäuse 2 drehbar gelagert ist. Die Gurtwelle 1 trägt aufgespult einen Sicher-

heitsgurt 3. Nicht dargestellt ist eine Aufzugfeder, wel-

50 ehe den Sicherheitsgurt 3 auf die Gurtwelle 1 aufzuspulen versucht, sowie der Blockiermechanismus, welcher

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung ge- den Sicherheitsgurt 3 über die Gurtwelle 1 im Gefah-

mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. renfall arretiert.

Bei einer derartigen bekannten Anordnung (DE-OS Bestimmungsgemäß muß die Aufzugfeder für den Si-54 003) wird beim Abziehen des Gjrtes anfänglich 55 cherheitsgurt 3 derart dimensioniert sein, daß sie in der eine Steuerscheibe bewegt. Bei weiterem Abziehen Lage ist, den Sicherheitsgurt 3 entweder satt an die zu werden beide Steuerscheiben zusammen bewegt. Ein schützende Person anzulegen oder im abgelegten Zuanschließendes Aufwickeln bringt beide Steuerscheiben stand auf die Gurtwelle 1 aufzurollen. Diese über den in die Ausgangsstellung. Nach einer anschließenden Sicherheitsgurt 3 wirkende Kraft der Aufzugsfeder ist kleinen Abwickelbewegung wird zur Arretierung eine 60 für die den Sicherheitsgurt 3 anlegende Person häufig Klaue von Nockenflächen der Steuerscheiben freigege- lästig. Die in den Figuren dargestellten Vorrichtungen ben, so daß sie in Sperrzähnen der Spule eingreift um ermöglichen es, diese Rückzugskraft der Aufzugfeder eine Rückholung zu verhindern. durch geeignete Maßnahmen für die zu schützende Per-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor- son unwirksam zu machen. Dies erfolgt jeweils dadurch, richtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 ge- 65 daß, nachdem der Sicherheitsgurt angelegt wurde, innannten Art so zu verbessern, daß bei kostensparender dem er in einem ersten Vorgang von der Gurtwelle 1 konstruktiver Ausgestaltung und größtmöglicher Funk- abgezogen und in einem zweiten Vorgang zum Anlegen tionssicherheit ein möglichst kurzer Schaltweg zur Ein- an den Körper wieder auf die Gurtwelle 1 teilweise