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Sicherheitsgurtaufroller
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Die Erfindung bezieht sichauS einen Sicherheitsgurtaufroller gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei bekannten Sicherheitsgurtaufrollern dieser Art ist anschlagbegrenzt
auf der Gurtspule drehbar gelagert eine z.B. aus Kunststoff bestehende Steuerscheibe,
die dazu dient, eine von einem Sensor herkommende Steuerbewegung auf eine Klinkensperreinrichtung
zu übertragen und eine Blockierung der Gurtwelle im Gefahrenfall zu bewirken.
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Hierbei ist es bekannt, am Außenumfang der Steuerscheibe eine Verzahnung
vorzusehen, die mit einem fahrzeugsensitiven Sensor z.B. Kugelsensor in der Weise
zusammenwirkt, daß mit dem Auslösen des Sensors die Steuerscheibe über eine entsprechende
Klinke augenblicklich blockiert wird und zwischen dieser Steuerscheibe und der mit
der Klinkensperreinrichtung
versehenen Gurtwelle eine Relativbewegung
stattfindet, die über einen an der Steuerscheibe vorgesehenen Steuernocken eine
Verstellung der Sperrklinke der Klinkensperreinrichtung in eine stationäre Sperrverzahnung
bewirkt. Es ist weiterhin bekannt, an der Steuerscheibe eine Trägheits-Massenscheibe
z.B. aus Metall fest anzuordnen, die bei stark beschleunigtem Gurtbandabzug infolge
der Massenträgheit eine Relativdrehung zwischen Steuerscheibe und Gurtspule bewirkt,
welche Relativdrehung wiederum zur Verstellung derSperrklinke ausgenützt wird. Wenn
nun ein derartiger Sicherheitsgurtaufroller mit einer Gurtband-Rückstrammeinrichtung
versehen ist, z.B. bestehend aus einer an der Gurtspule angekuppelten Seilscheibe
mit Rückstrammseil, Antriebskolben und pyrotechnischem Treibsatz, so wird mit dem
Auslösen des Treibsatzes die Gurtspule mit sehr hoher Winkelbeschleunigung in Rückwärtsdrehung
versetzt zur Rückstrammung des Gurtbandes. Diese Drehrichtung ist entgegengesetzt
zur normalen Sperr-Richtung des Gurtbandes. Bei dieser extremen Rückwärtsdrehung
wird das gesamte Blockiersystem mitgedreht, da die Steuerscheibe nur um einen bestimmten
Winkelweg gegenüber der Gurtspule verdrehbar ist, d.h. anschlagbegrenzt an der Gurtspule
gelagert ist. Bei Beendigung des Rückstrammvorganges wird mit der Anlage des Gurtbandes
am Körper der zu sichernden Per-.
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son die Gurtspule abrupt abgebremst, wobei die lose daran gelagerten
Massen, also z.B. die Steuerscheibe und insbesondere die Massescheibe auf die nachgeschalteten
Steuerelemente eine sehr hohe Kraft ausüben, was zur Zerstörung der-vorgenannten
Teile führen kann, insbesondere wenn ein solcher Sicherheitsgurtaufroller in Leichtbauweise
gebaut ist, dwh. die Steuerelemente und dergleichen aus einem lein} ten Kunststoff
hergestellt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsgurtaufroller
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszugestalten, daß bei der Rückstrammbewegung
keinerlei schädliche Einflüsse auf die Gurtspulen-Blockiereinrichtung zu befürchten
sind, auch bei einer Ausgestaltung des Sicherheitsgurtaufrollers in Leichtbauweise.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im Kennzeichnungsteil
des Patentanspruches 1 aufgeführten WSSnahmen. Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ansprüchen.
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Durch die besondere Kupplungsverbindung zwischen Massescheibe und
Steuerscheibe wird bei Überschreiten einer vorbestimmten Rückstrammbeschleunigung
garantiert, daß sich der feste Kupplungseingriff von Massescheibe und Steuerscheibe
löst und die Massescheibe gegenüber der Steuerscheibe frei drehbar ist und z.3.
wie ein Schwungrad frei weiterlaufen kann. Auf diese Weise können sich die von der
relativ großen Masse der Massenscheibe herrührenden Bewegungskräfte nicht mehr übertragen
auf die übrigen Teile der Gurtspulenblockiereinrichtung, so daß eine Zerstörung
derselben mit Sicherheit vermieden wird. -Gemäß vorteilhaften Ausgestaltungen der
Erfindung kann das Kupplungselement als Scherelement oder aber als Rutschkupplung
ausgebildet sein.
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Eine bevorzugte Lösung ist in Anspruch 4 und 5 gekennzeichnet. Hierbei
bleibt auch nach der Überwindung der Kupplungskräfte die Kupplung an sich in ihrer
Funktion erhalten, d.h.
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die Ansteuerung der Steuerscheibe durch den gurtbandsensitiven Sensor,
alsQ durch die Massescheibe selbst unmittelbar nach dem Rückstrammvorgang ist in
vollem Umfange möglich.
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Es können hier keinerlei störende Einflüsse wie Reibungseinflüsse
oder Umwelteinflüsse störend wirksam werden.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den
in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.
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Es zeigt: Fig. 1 die perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen
Sicherheitsgurtaufrollers in vereinfachter Darstellung, Fig. 2a, 2b eine erste Ausführungsform
der Kupplung zwischen Steuerscheibe und Massescheibe in perspektivischer Darstellung
und Schnittansicht, Fig. 3a, 3b eine zweite Ausführungsform der Kupplung zwischen
Steuerscheibe und Massescheibe mittels Rutschkupplung in perspektivischer Darstellun
und Schnittansicht, Fig. 4a, 4b, 4c eine dritte Ausführungsform der Kupplung mittels
Ratschenkupplung in perspektivischer Darstellung, Seiten-Schnittansicht und Frontal-Schnittansicht.
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Fig.1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau des erfindungsgemäßer Sicherheitsgurtaufrollers.
Hierbei ist zwischen den beiden Schenkki 1 und 2 eines U-förmigen Aufrollerrahmens
3 eine Gurtspule 4 mit einem darauf aufgerollten Gurtwickel des flexiblen Gurtbandes
5 drehbar gelagert. Mit der Gurtspule 4 in Eingriff steht eine nicht dargestellte
Rückspulfeder, eine Gurtband-Rückstrammeinrichtung sowie eine Gurtspulenblockiereinrichtung.
Bestandteil der Rückstrammeinrichtung
ist z.B. eine im Gefahrenfall
mit der Gurtspule 4 kuppelbare Seilscheibe 6, auf der ein Rückstrammseil 7 aufgewickelt
ist, die verbunden ist mit einem Antriebskolben innerhalb eines Antriebszylinders
8, der druckseitig inVerbn dung steht mit einem elektrisch zündbaren pyrotechnischen
Treibsatz innerhalb eines Gehäuses 9. Mit dem Zünden des Treibsatzes wird der Antriebskolben
im Antriebszylinder 8 in Fig.1 nach oben bewegt, verbunden mit einer Kupplung der
Seilscheibe 6 mit der Gurtspule, mit einer Rückstrammdrehung der Gurtspule und mit
dem Rückstrammen des Gurtbandes 5 bis zu anlage am Körper der zu sichernden Person.
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Die Seilscheibe 6 sowie eventuell die ebenfalls auf dieser Seite angeordnete
Rückspulfeder liegt innerhalb einer Abdeckung 10. Auf der anderen Seite des Aufrollerrahmens
3 befindet sich ebenfalls im wesentlichen innerhalb einer Abdeckung 11 eine Klinkensperreinrichtung
an sich bekannter Art mit einer z.B. an einem Flansch der Gurtspule 4 schwenkbar
gelagerten Sperrklinke, die zusammenwirkt mit einer an dem Schenkel 2 des Aufrollerrahmens
3 angeordneten stationären Sperrverzahnung. Auf einem Ansatz der Gurt spule 4 innerhalb
eines vorgegebenen Winkelweges entgegen der I(raft einer nicht dargestellten Feder
frei drehbar gelagert ist eine außerhalb der Abdeckung 11 angeordnete Steuerscheibe
12 mit einer äußeren Steuerverzahnung 13 welche Steuerverzahnung 13 zusammenwirkt
mit einem Steuerhebel 14 eines fahrzeugsensitiven Kugelsensors 15. Mit der z.B.
aus Kunststoff bestehenden Steuerscheibe 12 verbunden ist eine metallische Massescheibe
16, die einen gurtbandsensitiven Sensor darstellt. Bei einer plötzlichen Fahrzeugverzögerung
oder Fahrzeugbeschleunigung reagiert der Sensor 15 so, daß der Steuerhebel 14 in
die Steuerverzahnung 13 eingreift und die Steuerscheibe 12 blockiert. Damit erfolgt
eine Relativbewegung zwischen der sich weiterdrehenden Gurtspule 4 und der blockierten
Steuerscheibe 12, wobei ein Steueransatz 12a z.B. gemäß Fig.2a auf die Steuer klinke
im Inneren der Abdeckung 11 aufläuft und diese in
die feststehende
Sperrverzahnung verstellt, womit auch die Gurtspule 4 blockiert ist. Alternativ
zu dieser Sperrung kann eine Blockierung der Gurtspule 4 erfolgen über den gurtbandsensitiven
Sensor d.h. über die Massescheibe 16, indem bei stark beschleunigtem Gurtbandauszug
durch Massenträgheit die mit der Massescheibe 16 verbundene Steuerscheibe 12 hinter
der Rotationsbewegung der Gurtspule 4 zurückbleibt und durch die damit verbundene
Relativbewegung zwischen Steuerscheibe 12 und Gurtspule ebenfalls die Sperrklinke
in die Sperrstellung verstellt wird.
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In den Fig. 2 bis 4 ist jeweils dargestellt, in welcher Weise Steuerscheibe
und Massescheibe miteinander gekuppelt sind, derart, daß bei Überschreiten einer
vorbestimmten Rückstrammbeschleunigung die Massescheibe unter Überwindung der Kupplungskraft
zwischen Massescheibe und Steuerscheibe gegenüber der Steuerscheibe drehbar ist
und die von der Massescheibe ausgehenden Kräfte sich nicht schädlich auf die nachgeordneten
Teilewie Steuerscheibe, Sperrklinke und dergleichen auswirken können. Wie schon
erwähnt, ist die Steuerscheibe so auf der Gurtspule 4 gelagert, daß sie sich zur
Ausführung der Relativbewegung um einen bestimmten Winkelweg gegenüber der Gurtspule
entgegen der Kraft einer Feder zu drehen vermag. Bei Normalbetrieb dreht sich die
Steuerscheibe 12 zusammen mit der Gurtspule 4. Hierbei stützt sich die Steuerscheibe
z.B.
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durch die Kraft der vorgenannten Feder an einem Anschlag ab, von dem
die Steuerscheibe 12 bei der Aufspulbewegung und Abspulbewegung mitgenommen wird.
Bei der Auslösung einer der Sensoren wird die Steuerscheibe 12 entweder blockiert
mittels des Sensors 15 oder aber gebremst mittels der Massenträgheit der Massenscheibe
16, so daß zwischen der sich in Pfeilrichtung a in Abspulrichtung drehenden Gurtspule
4 und der Steuerscheibe 12 die für die Betätigung der Sperrklinke notwendige Reativbewegung
stattfindet.
Beim Riickstrammvorgang dreht sich die Gurtspule 4 in entgegengesetzter Richtung
b, d.h. bei dieser Bewegung nimmt die Gurtspule 4 Steuerscheibe 12 und Massescheibe
16 mit. Die in denFiguren 2 bis 4 dargestellte Kupplung bewirkt, daß nach Auftreten
des Rückstrammimpulses die Massescheibe 16 die Drehbewegung der Steuerscheibe 12
nicht mitzumachen braucht.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2a und 2b besitzt die Steuerscheibe,
ebenso wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen einen axialen Lageransatz 12b,
mit welchem die Steuerscheibe 12 anschlagbegrenzt auf der Gurtspule 4 drehbar gelagert
ist. Der Lageransatz 12b weist den radial abstehenden Steueransatz 12a auf, durch
den im Falle der Relativbewegung die nachgeschaltete Sperrklinke ausgesteuert wird.
Auf der anderen Seite weist die Steuerscheibe 12 einen weiteren Lageransatz 12c
auf, auf dem die mit einer entsprechenden Lageröffnung 16a versehene Masseschei.-be
drehbar gelagert ist. Durch eine federartige Axialsicherung 17 ist die Massescheibe
16 in axialer Richtung an der Steuerscheibe 12 gehalten. Diese Axialsicherung 17
greift in eine Nut 18 des Lageransatzes 12c ein. An der Steuerscheibe 12 ist außermittig
ein Scherstift 19 z.B. durch Anspritzen angeordnet, der eine oeffnung 20 in der
Massescheibe 16 durchzieht und welcher einen Mitnehmer für die Massescheibe 16 bei
normaler Betätigung des Sicherheitsgurtaufrollers darstellt. Bei Auftreten von extremen
Winkelbeschleunigungen beim Rückstrammvorgang bricht der Scherstift 19 und gibt
die Massescheibe 16 zur freien Rotation frei.. Durch den Rückstrammimpuls dreht
sich ,daher die relativ schwere, z.B. aus Metall bestehende Masse scheibe 16 wie
ein angestoßenes Schwungrad.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3a und 3b ist als Kupplung zwischen
Steuerscheibe 12' und Massescheibe eine
Rutschkupplung in Form
einer Tellerfeder 21 vorgesehen.
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Diese Tellerfeder ist auf dem Lageransatz 12c' der Steuerscheibe 12'
gelagert und durch die Axialsicherung 17 gegenilber der Masse scheibe 16 federnd
verspannt. Durch die von der Tellerfeder 21 ausgehenden erhöhten Reibungskräfte
wird die Massescheibe 16 bei Normalbetrieb von der Steuerscheibe 12' mitgenommen.
Lediglich bei Auftreten einer erhöhten Winkelbeschleunigung werden die Reibungskräfte
überwunden und die Steuerscheibe 12' dreht sich ohne die Massescheibe 16. Hierbei
bleibt an sich die Kupplung zwischen Steuerscheibe 12' und Massescheibe 16 mit Ausnahme
des Falles der extremen Winkelbeschleunigung erhalten, so daß nach dem Rückstrammvorgang
auch der gurtbandsensitive Sensor in Form der Massescheibe 16 wirksam werden kann.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 4a bis 4c ist wiederum
die Massescheibe 16' auf einem Lageransatz 12c" der Steuerscheibe 1." drehbar gelagert
und durch die Axialsicherung 17 axial gesichert. Hierbei besitzt die Öffnung 16a'
der Massescheibe 16' eine Innenverzahnung 22. Im Lageransatz 12c", d.h. in der Lagernabe
der Steuerscheibe 16' befindet sich eine im wesentlichen tangentiale Ausnehmung
23, in die eine als Federplättchen aus Metall oder Kunststoff ausgebildete Ratschenfeder
24 eingesteckt und verrastet ist. Mit dem freien Federende steht diese Ratschenfeder
24 federnd in Eingriff mit der Verzahnung 22 der Massescheibe 16' derart, daß bei
normaler Rotation der Gurtspule 4 und beim Sperrvorgang, d.h. bei Drehung der Gurtspule
4 in Pfeilrlchtung a gemäß Fig.1 ein fester Kupplungseingriff zwischen Steuerscheibe
12" und Massescheibe 1 besteht, d.h. beide Teile drehfest miteinander verbunden
sind. Lediglich bei der extrem schnellen Rotation der Gurtspule 4 in Richtung b
d.h. beim Rückstrammvorgang wird die
Kraft des Kupplungseingriffes
der Ratschenfeder 24 überwun den und die Massescheibe 16' wird frei von der Steuerschei
be 12" und kann sich relativ zur Steuerscheibe drehen bzw.
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braucht die Rotationsbewegung der Steuerscheibe nicht mitzumachen.
Man erhält somit eine Ratschenkupplung.
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