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Vorrichtung in Aufrolleinrichtungen für Sicherheits-
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gurte in Eraftfahrzeugen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
eine Vorrichtung in Aufrolleinrichtungen für Sicherheitsgurte in Kraftfahrzeugen,
wobei der durch einen oder mehrere Gefahrensensoren angesteuert über eine Gurtwelle
blockierbare Sicherheitsgurt durch eine Federkraft in Aufwickelrichtung der Gurtwelle
zugbelastet ist und wobei durch Steuerkulissen von Steuerscheiben innerhalb eines
kurzen Drehbereichs der Gurtwelle in Zugrichtung des Sicherheitsgurts aus einer
Ruhesituation heraus eine gegen die elastische Aufrollfederkraft wirkende Arretiervorrichtung
für die Gurtwelle wirksam gemacht ist.
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In Kraftfahrzeugen werden zur Sicherung der Insassen gegen Unfaliverletzungen
Sicherheitsgurte angewendet, die einseitig durch einen Mechanismus zum Aufrollen
und Straffhalten des Sicherheitsgurts gehalten sind. In diesem Mechanismus ist eingebaut
eine Vorrichtung, die in der Lage ist, diesen Mechanismus und damit auch den Sicherheitsgurt
zu blockieren für den Fall, in dem durch einen eingebauten Gefahrensensor eine extreme
normalerweise bei Unfällen auftretende Beschleunigungs- oder Bremskraft auf daß
Kraftfahrzeug oder den Kraft
fahrzeuinsassen wirkt.
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Möglichst körnernah anr:elegte Sicherheitsvurte führen zu einer erhöhten
Sicherheit genen Unfallverletzungen. Deshalb werden Sicherheitsgart-Anordnungen
mit einem Mechanismus ausgestattet, welcher den Sicherheitsgurt an den Körper heranzieht.
Gleichzeitig dient dieser Mechanismus dazu, den Sicherheitsgurt möglichst weitesgehend
aufzurollen, wenn der Sicherheitsgurt abgelegt wird. Damit soll vermieden werden,
daß ein lose herumhängender Sicherheitsgurt die das Fahrzeug besteigenden und verlassenden
Personen behindert und zu Unfällen führt.
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Um die Aufrollfunktion für den Sicherheitsgurt in befriedigendem Maße
zu bewerkstelligen, ist eine entsprechende Zugkraft auf den Sicherheitsgurt auszuüben.
Normalerweise erfolgt dies über ein im Aufrollmechanismus angeordnetes Federelement.
Diese durch das Federelement ausgeübte Kraftwirkung pflanzt sich über den Sicherheitsgurt
fort und beeinträchtigt die durch den Sicherheitsgurt vorschriftsmäßig gesicherten
Personen in unangenehmer Weise. Eine Reduzierung der Anzugskraft durch den Aufrollmechanismus
ergäbe eindeutig eine günstigere Wirkung auf die zu sichernde Person. Eine Reduzierung
der Rückstellkräfte für den Sicherheitsgurt um einen entsprechenden Betrag würde
jedoch auch die Rückzugsfunktion beeinträchtigen, und zwar zumeist in unzulässig
hohem Maße.
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Aus diesem Grunde ist es bekanntgeworder (US-PS 3 834 646), Maßnahmen
zu treffen, um sowohl für den Sicherheitsgurt eine genügend hohe Rückzugskraft zur
Verfügurg zu stellen und außerdem dafür zu sorgen, daß diese Ruckzugsbraft zwischenzeitlich
außer Wirkung gesetzt wird. Dies wird beispielsweise über Steuerscheiben bewirkt,
welche auf eine Arretiervorrichtung einwirken. Diese Arretiervorrichtung ist in
der Lage, die Gurtwelle zumindest entgegen der Aufrollkraft zu blockieren, wenn
entsprechende Steuerkriterien über die Steuerscheiben eingegeben sind. Als Steuerkriterium
wird ausewertet, welchen Weg der Sicherheitsrurt aus seiner zuletzt angenommenen
Ruhelage
entgegen der Rückstellkraft durch Herausziehen zurückgelegt
hat. Als weitere: Kriterium wird ausgewertet, ob beispielsweise die Wagentir geöffnet
ist. über einen Bowdenzug ist die Türstellung an die Steuervorrichtung der Arretiereinrichtung
signalisierbar. Eie geöffnete Türe wird dahingehend ausgewertet, daß die Arretiervorrichtucg
auf jeden Fall außer Funktion gesetzt wird, so daß der Sicherheitsgurt aufgerollt
wird.
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Auf diesem Stand ler technik baut die erfindungsgemäße Vorrichtung
auf. Im @ammen dieser Erkenntnisse ist es nunmehr Aufgabe der vorli genden Erfindung,
eine Vorrichtung für Aufrolleinrichtungen von Sicherheitsgurten in Kraftfahrzeugen
bereitzustellen, die insbesondere einfach und kostensparend im Aufbau ist und funktionssicher
und wartungsarm arbeitet.
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Insbesondere soll die erfindunsgemäße Vorrichtung geringen Platz beanspruchen
und günstige Bedingungen für die Übertragung der Steuerkräfte bieten.
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Eine Vorrichtung, welche geeignet ist, zeitweise das Gurtband durch
Blockieren der Gurtwelle von der Zugkraft der Rückspulfeder zu entlasten, ist im
Rahmen der Aufgabenstellung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das mit
der Gurtwelle drehfest verbundene Arretierrad der Arretiervorrichtung innerhalb
einer ringföriig ausgebildeten,zwischen Anschlägen frei verschwenkbaren und mit
einer Steuerausnehmung innerhalb einer Steuerkulisse ausgestatteten ersten Steuerscheibe
angeordnet ist und über ein Reibelement mit einer axial neben der ersten Steuerscheibe
und dem Arretierrad angeordneten, zwischen Anschlägen der ersten Steuerscheibe frei
verschwenkbaren und mit einer Steuerausnehmung innerhalb einer Steuerkulisse ausgestatteten
zweiten "teuerscheibe in Friktionsverbindung steht, daß ######### an den kreisförmigen
Steuerkulissen der beiden Steuerscheiben ein ortsfest gegengelagertes Arretierorgan
außer Eingriff mit dem hrretierrad elastisch anliegend geführt ist und daß das Arretierorgan
bei gleichzeitig gegenüberliegenden Steuerausnehmungen der Steuerscheiben das Arretierrad
blockierend erfaßt.
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Eine nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen gestaltete Vorrichtung
hat den besenderen Vorteil, daß für ihren Aufbau relativ wenige Platz beansprucht,
d.h., daß die Vorrichtung sehr flach gestaltet ist. Aus diesem Grunde treten in
axialer Richtung auch kaum Yomponenten von Steuer- und Verriegelungskräften auf.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in der Weise eingesetzt, daß
normalerweise durch die Kulissen der Steuerscheibe die Arretierung für die Gurtwelle
außer Funktion gesetzt ist. Der Sicherheitsgurt kann also gegen die Kreft der Aufspulfeder
vom Aufrollmechanismus abgezogen werden und durch die Aufrollfeder wieder auf der
Gurtwelle aufgewickelt werden. Wird jedoch aus einer zuletzt eingenommenen Ruhelage
des Sicherheitsgurts, der Gurtwelle und somit der Steuerscheiben lediglich ein vorgegebener
geringer Verstellweg in Abzugrichtung des Gurtbandes ausgeführt, so beeinflussen
die Steuerscheiben die Arretiervorrichtung derart, daß die Gurtwelle und damit der
Sicherheitsgurt zumindest gegen die Zugrichtung der Aufspulfeder blockiert sind.
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Für die Wutzung ergibt sich daraus der Vorteil, daß die Rückzugfeder
genügend stark ausgebildet seil kann, um den Sicherheitsgurt zum einen satt an-die
zu schützende Person anzulegen und zum anderen bei Nnchtgebrauch auf die Gurtwelle
aufzuspulen. Dennoch kann die zu schützende Person sich vom Anlagedruck des Sicherheitsgurts
befreien. Dies ist dadurch erzielbar, daß durch kurzes und geringes Lockern des
Sicherheitsgurts in der beschriebenen Weise die Arretiervorrichtung für die Gurtwelle
in Funktion gesetzt wird. Größere Lockerungshübe am Sicherheitsgurt löser dagegen
die Arretierung der Gurtwelle.
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Nach einen bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
d a d u r c h g e k e n n z e i c h e n t , daß das Reibelement zwischen der Gurtwelle
und der zweiten Steuerscheibe gebildet
ist aus einem eilen Wellenansatz
des Arretierrades in Gleitreibung federnd amfassenden Federelement, welches mit
zumindest einem rPeil mit der zweiten Steuerscheibe verbunden ist.
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Bevorzugterweise ist in diesem Zusammenhang die erfindungsgemäß Vorrichtung
dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement in einer ut auf dem Wellenansatz des
Arretierrades angeordnet ist und daß die zweite Steuerscheibe zwischen dem Arretierrad
ind dem Federeletent auf dem Wellenansatz des Arretierrade, drehbar gelagert ist.
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Diese MaßnahTnen reduzieren den technischen Aufwand zur Erfüllung
der gewünschten Funktionsabläufe auf ein sehr niedriges Maß. Dennoch wird hohe Funktionssicherheit
erzielt.
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ach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße
Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß als Arretiervorrichtung ein Sperrzahnrad
und eine Sperrklinke angeordnet sind. Diese Rastelemente garantieren eine sichere,
gerichtete Arretierwirkung für die Gurtwelle entgegen der Kraft der Rückzugfeder
für den Sicherheitsgurt.
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Herstellungstechnisch ist es einfach und kostengünstig, die erfindungsgemäße
Vorrichtung dahingehend auszugestalten, daß auf der ersten Steuerscheibe ein fester
Mitnahmeansatz in die Bewegungsbahn einer Anschlagnase der zweiten Steuerscheibe
eingreifend angeordnet ist.
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Für eine weitere Funktions- und Bedienungsverbesserung dieser erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist es zweckmäßig, diese derart weiterbildend auszugestalten, daß auf
der ersten Steuerscheibe benachbart in Schwenkrichtung nacheinander zwei Anschlaghebel
in die Bewegungsbahn einer Anschlagnase der zweiten Steuerscheibe ragend, entgegen
dem Drehsinn der Gurtwelle beim Abwickeln des Sicherheitsgurts federbelastet sich
gegenüber Ansätzen abstützend schwenkbar angeordnet sind und daß ortsfest in einem
mittleren Bereich zwischen den durch eine Verschwenkung der ersten Steuerscheibe
einnehmbaren Endlagen der Anschlaghebel unterbrochene Führungskulissen
den
jeweils in ihrem Bereich verschobenen Anschlaghebel formschlüssig in die Bewegungsbahn
der Anschlagnase der zweiten Steuerscheibe ragend führt. Die Entlastung des Sicherdeitsgurts
von der Kraft der über die Aufrollautomatik wirkenden Aufwickelfeder ist durch diese
Maßnahme innerhalb sehr kurzer Gurtbewegungen in Abzug- und Aufrollrichtung zu bewerkstelligen.
Ist der Enthastungsmechanismus aktiviert, so kann der Sicherheitsgurt bis zu fast
einer Umdrehung der Gurtwelle abgewickelt werden, ohne daß der Entlastungsmechanismus
außer Funktion gesetzt wird.
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Soll dies dennoch geschehen, um beispielsweise den Sicherheitsgurt
in seine Ruhelage aufzurollen, so muß vorab der Sicherheitsgurt für mehr als eine
Umdrehung der Gurtwelle abgewickelt worden sein.
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Nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltete Ausführungsbeispiele
sind anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine
axial geschnittene Seitenansicht. einer ersten Vorrichtung, Fig. 2. eine Ansicht
dieser Vorrichtung ohne Gehäuse in Axialrichtung, Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung
dieser Vorrichtung, Fig. 4 eine axial geschnittene Seitenansicht einer zweiten Vorrichtung,
Fig. 5 eine Ansicht dieser Vorrichtung ohne Gehäuse in Axialrichtung und Fig. 6
eine perspektivische Explosionsdarstellung dieser Vorrichtung.
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In den Figuren nur unvollkommen dargestellt ist der eigentliche Sicherheitsgurt-Aufrollmechanismus.
Dieser besteht in bekannter Weise im wesentlichen aus einer Gurtwelle l, welche
in
einem Gehäuse 2 drehbar gelagert ist. Die Gurtwelle 1 trägt aufgespult einen Sichcrli.eitsgurt
3. Nicht dargestellt ist eine Aufzugfeder, welche de Sicherheitsgurt 3 auf die Gurtwelle
1 aufzuspulen versucht, sowie der Blockiermechanismus, welcher ten Sicherheitsrvurt
3 über die Gurtwelle 1 im Gefahrenfall arretiert.
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Bestimmungsgemäß muß die Aufzugfeder für den Sicherheitsgurt 3 derart
dimensionert sein, daß sie in der Lage ist, den Sicherheitsgurt 3 untweder satt
an die zu schützende Person anzuleren oder im abgelegten Zustand auf die Gurtwelle
1 aufzurollen. Die über den Sicherheitsgurt 3 wirkende Kraft der Aufzugsfeder ist
für die den Sicherheitsgurt 3 anlegende Person häufig lästig. Die ir den Figuren.
dargestellten Vorrichtungen ermöglichen es, diese Rückzugskraft der Aufzugfeder
durch geeignete Maßnahmen für die zu schützende Person unwirksam zu machen. Dies
erfolgt jeweils dadurch, daß, nachdem der Sicherheitsgurt angelegt wurde, indem
er in einem ersten Vorgang von der Gurtwelle 1 abgezogen und in einem zweiten Vorhang
zum Anlegen an den Körper wieder von der Gurtwelle 1 teilweise zurückgezogen wurde,
dieser Sicherheitsg,urt 3 kurzzeitig gelüftet wird, wodurch eine Arretiervorrichtun
auf die Gurtwelle 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
locker die zu schützende Person umfängt.
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Die Figuren 1 bis 3 zeigen in verschiedenen Darstellungsformen einen
derartigen Arretiermechanismus. Auf einem Ansatz 4 der Gurtwelle 1 it ei Sperrzahnrad
5 mittels einer Schraube 6 fest verbunden. Die dazugehörige Sperrklinke 7 ist auf
einer Achse 8 gela^ert, die Bestandteil einer am Gehäuse 2 befestigten Grundplatte
9 ist. Diese Grundplatte 9 weist im Bereich ihres Umfangs einen ringförmigen Rand
10 auf, welcher durch
eine Aussparung 11 unterbrochen ist. Iiinerhalb
dieses Randes 10 ist auf der Grundplatte 9 eine ringförmig ausgestaltete Steuer
scheibe 12 gelagert, welche einen Mitnahmehebel 13 trägt; dieser ragt durch die
Aussparung der Grundplatte 9. Damit kann diese Steuerscheibe von außen her betätigt
werden, z. B.
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über einen Bowdenzug, über welchen sim alisierbar ist, ob die Wagentür
geöffnet ist.
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In die als Steuerkulisse für die Sperrklinke 7 ausgebildete Steuerscheibe
12 ist eine Steuerausnehmung 14 für die Sperrklinke 7 eingearbeitet. Barüberhinaus
trägt die Steuerscheibe 12 einen Mitnahmeansatz 15. Innerhalb der Steuerscheibe
12 liegt das an der Gurtwelle 1 angeflanschte Sperrzahnrad 5.
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Auf einem Wellenansatz 16 dieses Sperrzahnrades 5 ist eine weitere
Steuerscheibe 17 drehbar gelagert. Sie wird von einer Reibfeder 18 in axialer Richtung
gehalten und über einen Ansatz 19 und infolge der Reibung der Ringfeder 18 in der
Nut 20 des Wellenansatzes 16 kraftechlüssig mitgenommen. Der Anschlag 21 der Steuerscheibe
17 arbeitet mit dem Mitnahmeansatz 15 der Steuerscheibe 12 zusammen. Feine Kappe
22 schirmt die Vorrichtung nach außen ab.
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In der Grundstellung bei aufgewickeltem Sicherheitsgurt 3 liegt der
Mitnahmehebel 13 der Steuerscheibe 12 in der Aussparung 11 der Grundplatte 9 an.
Der Anschlag 21 der Steuerscheibe 17 liegt links des Mitnahmeansatzes 15 der Steuerscheibe
12. Damit liegt die Sperrklinke 7 auf der Steuerscheibe 17 auf.
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Bei Sicherheitsgurt-Abzug dreht sich die Gurtwelle 1 und mit ihr das
Sperrzahnrad 5 im Uhrzeigersinn. Über die Reibfeder 18, welche am Ansatz 19 angreift,
wird die Steuerscheibe 17 mitgedreht. Nach knapp einer Umdrehung kommt der Anschlag
21 rechts am Mitnehmeransatz 15 der Steuerscheibe 12 zur Anlage.
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Diese wird so weit mitKedreht, bis der Hitnahmehebel 13 links in der
Aussparung 11 anschlägt. wird die Gurtwelle 1 weitergedreht,
so
rutscht die Reibfeder 18 auf dem Wellenansatz 16 des Sperrzahnrades 5 durch und
die Steuerscheiben 12 und 17 verharren in ihr:er zuletzt eingenommenen Stellung.
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Bei einem ;rröße?en Rücklauf des Sicherheitsgurts 3 in Aufspulrichtung
wird über das Sperrzahnrad 5, die Reibfeder 18 und den Ansatz 19 die Steuerscheibe
17 zurückgedreht. Diese nimmt über den Anschlag 21 und den Mitnehmeransatz 15 die
Steuerscheibe 12 so weit mit, bis der Mitnahmehebel 13 in der Aussparung 11 der
Grundplatte 9 rechts anschlägt. Dabei liegt die Steuerausnehmung 14 der Steuerscheibe
12 unter der Sperrklinke 7.
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Wird nunmehr das Gurt band geringfügig gegen die Rückzugkraft des
nicht dargestellten Aufzugmechanismus herausgezogen, so wird die Steuerscheibe 17
um einen geringen Betrag im Uhrzeigersinn gedreht. Dabei kommt eine Aussparung 23
ebenfalls unter die Sperrklinke 7 zu liegen. Nunmehr kann die Sperrklinke in das
Sperrzahnrad 5 eingreifen und somit die Gurtwelle 1 gegen die Rüctzuckraft des Aufwickelmechanismus
blockieren.
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Ein weiteres Her:tussiehen des Sicherheitsgurts 3 löst diese Blockierung
wieder.
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Die Vorrichtung nach Figur 4 bis 6 unterscheidet sich nicht im prinzipiellen
Aufbau von der vorangehend beschriebenen Vorrichtung. Es ist lediglich anstelle
des festen Anschlages 15 auf der Steuerscheibe 12 ein Paar nebeneinander angeordnete
Anschlaghebel 35, 36 auf der funktionsgleichen Steuerscheibe 32 verschwenkbar gelagert.
Dadurch werden die Aktivierungswege für den Entlastungsmechanismus wesentlich verkürzt.
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Der Sicherheitsgurt 3 braucht lediglich für einen geringen Drehwinkelbetrag
der Gurtwelle 4 abgerollt und zurückgerollt werden, um den Gurt von der Kraft der
Rückzugfeder zu entlasten. Danach ist es aber möglich, den Gurt bis zu fast einer
Gurtwellenumdrehung abzuziehen, ohne die Gurtentlastung aufzuheben.
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Die Figur 4 zeigt die Vorrichtung zum Aufrollen des Sicherheitsgurts
in einer Konfiguration nach einem Gurtbandabroll-Vorgang um einen größeren Betrag.
Die Steuerscheibe 32 liegt mit ihrem Mitnahmehebel 33 an einer Führungskulisse 53
an. Beide Anschlaghebel 35, 36 werden, von Druckfedern 49, 50 gegen Ansätze 47,
48 angelegt, in ihrer Grundstellung gehalten. Die Sperrklinke 27 liegt mit ihrem
Führungsbolzen 30 auf der Kontur der Steuerscheibe 32 auS', so daß die Rastklinke
27 nicht der Kraft der Feder 26 folgend in die Verzahnug des Sperrzahnrades 5 einfallen
kann.
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Bei Freigabe des Sicherheitsgurts dreht die Gurtwelle 4 in Aufwickelrichtung
und mit ihr das Sperrzahnrad 5 und die Reibfeder 18. Diese dreht ihrerseits mit
ihren Federenden über einen Mitnahmeansatz 39 die Steuerscheibe 37 gegen den Uhrzeigersinn.
Eine Anschlagnase 41 auf dieser Steuerscheibe 37 nimmt über den Anschlaghebel 35,
der gehalten durch die Führungskulisse 53 nicht ausweichen kann, die Steuerscheibe
32 mit. Dabei gelangt deren Aussparung 34 unter den Führungsbolzen 30 der Sperrklinke
27, während der zweite Führungsbolzen 29 der Sperrklinke 27 außerhalb der Aussparung
43 der Steuerscheibe 37 zu liegen kommt.
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Damit wird auch in dieser Situation das Einrasten der Sperrklinke
27 in die Verzahnung des Sperrzalnrades 5 verhindert.
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Wird nunmehr der Sicherheitsgurt um lediglich einen geringen Betrag
abgezogen, so wird über die Gurtselle i, das Sperrzahnrad 5 und die Reibfeder 18
die Steuerscheibe 37 im Uhrzeigersinn zurückgedreht und die Aussparung 43 dieser
Steuerscheibe 37 gelangt unter den FührungsBoZzen 29 der Sperrklinke 27. Diese wird
dadurch freigegeben und rastet, unterstützt durch die Feder 26, in die Verzallnung
des Sperrzahnrades 5 ein. Damit ist das Gurtband von der Federkraft der Aufspulautomatik
entlastet.
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Bei weiterem Abziehen des Gurtbandes fäl.rt die Anschlagnase 41 auf
den Anschlaghebel 35. Da dieser beim vorherigen Loslassen
und
Aufspltlen des Sicherheitsgurts um einen geringen Betrag bis zum E nrasten der Rastklinke
27 in das Sperrzahnrad 5 in eintS Lage außerhalb der Führungskulisse 53 geschwenkt
ist, kann dieser Anschlaghebel 35 ausweichen und die Steuerscheibe 37 kann ungehindert
weiterdrehen, und zwar bis zu fast einer vollen Umdrehung. Beim jeweiligen Freigeben
des Si(-herheitsgurts rastet die Sperrklinke 27 immer wieder in <ie Verzahnung
des Sperrzahnrades 5 ein, und zwar in den letztmöglichen Zahn, den die Aussparung
43 zuläßt.
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Bei einem weiteren Auszug des Sicherheitsgurts jedoch fährt die Anschlagnase
auf den Anschlaghebel 36 auf. Da vorangehend dieser Anschlaghebel 36 in den Bereich
der Führungskulisse 54 gelangt ist, kann er nicht ausweichen, und die Steuerscheibe
32 wird über ihn im Uhrzeigersinn ein Stück zurückgedreht, bis der Anschlaghebel
36 aus dem Bereich der Führungskulisse 54 gelangt ist. Der Anschlaghebel 36 schwenkt
nunmehr aus und die Anschlagnase 41 gelangt nunmehr bis zum Anschlaghebel 35, welcher
inzwischen in den Bereich der Führungskulisse 53 wiederielangt ist. Damit wird die
Steuerscheibe 32 in inre ursprüngliche Ausgangslage zurückgestellt, so daß die Verrastung
des Sperrzahnrades 5 durch die Sperrklinke 7 aufgehoben ist. Der Sicherheitsgurt
kann ungehindert von der Aufrollautomatik wieder aufgerollt werden.