Die Erfindung betrifft eine Aufrollvorrichtung für einen
Sicherheitsgurt, der automatisch eine zugentlastete Stellung
einnimmt mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentan
spruches.
Eine solche Aufrollvorrichtung ist aus der DE-PS 31 08 612
bekannt. Die bekannte Aufrollvorrichtung gewährleistet ein
zuverlässiges Aufwickeln des Sicherheitsgurtes nach seinem
Anlegen durch den Träger bis in eine straff am Träger an
liegende Stellung, ohne daß dadurch jedoch die angestrebte
Zugentlastung auf den Sicherheitsgurt in der vollständig
angelegten und verriegelten Stellung des Sicherheitsgurtes
beeinträchtigt wird.
Wird bei einer Aufrollvorrichtung die Drehung
der Spulenwelle in Gurt-Aufwickelrichtung gleichzeitig mit
dem Einschieben der Gurt-Zunge in die Zungen-Halterung ge
sperrt, so kann es vorkommen, daß der Gurt eine zu lange
Gurtlose aufweist, d. h. nicht hinreichend eng an der Person
anliegt, da diese beim Einschieben der Zunge zu weit nach
vorne gebeugt war. Lehnt sich dann die Person in den Sitz
zurück, so paßt sich der Gurt nicht an die zurückgelehnte
Stellung an, was gefährlich werden könnte.
Bei der aus der DE-PS 31 08 612 bekannten Aufrollvorrichtung
wird ein derartiges Durchhängen des Gurtes vermieden und
darüber hinaus eine zugentlastete Stellung automatisch ge
speichert. Die Speicherung der zugentlasteten Stellung
erfolgt mittels eines Elektromagneten, wobei ein Zahnrad
träger gesperrt wird. Die Arretierung des Zahnradträgers
erfolgt mittels eines mit einem Klinkenteil versehenen
Hebels, der entlang dem Umfang des ringförmigen Zahnrad
trägers bewegbar ist. Das Klinkenteil greift kurz nach
der Magnetisierung des Solenoids in den Zahnradträger
ein und wird anschließend durch eine Drehung des Zahnrad
trägers im Uhrzeigersinn von dessen Zähnen nach unten ge
drückt, wodurch ein Nockenhebel gegen die von dem Solenoid
ausgeübte Kraft im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, während
ein Anschlag eines Kupplungsringes so mit dem Hebel in
Eingriff gerät, daß der Eingriff des Klinkenteils in den
Zahnradträger gesperrt ist. Nach dem Aufwickeln des durch
hängenden Gurtabschnittes wird durch Drehung des Zahnrad
trägers und des Kupplungsringes im Gegenuhrzeigersinn der
Nockenhebel freigegeben, und der Hebel gerät mit dem Klin
kenteil wieder in Eingriff mit dem Zahnradträger. Dabei
gerät ein weiteres federbeaufschlagtes Klinkenteil in An
lage in eine Schulter am unteren Ende des Nockenhebels.
Dieser bekannte Mechanismus hat einen recht komplizierten
Aufbau und ist wegen der verhältnismäßig großen Anzahl
von Bauteilen störanfällig und teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs
gemäße Aufrollvorrichtung für einen Sicherheitsgurt zu
schaffen, die einfacher aufgebaut und sehr betriebssicher
ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in dem
Patentanspruch gekennzeichnet.
Bei der erfindungsgemäßen Aufrollvorrichtung hindert eine
Reibplatte den Hebel an einem Eingriff mit dem Zahnrad
träger. Da hierzu nur dieses eine Bauteil vorgesehen ist,
erhält die erfindungsgemäße Aufrollvorrichtung einen sehr
einfachen Aufbau mit kleinen Abmessungen. Die Aufrollvor
richtung ist damit billiger herstellbar, sehr betriebs
sicher und erzeugt darüber hinaus bei ihrer Betätigung nur
sehr geringe Geräusche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an
hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Schrägansicht in auseinandergezogener Darstel
lung einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Seitenansicht derselben Ausführungsform nach dem
Zusammenbau, wobei einige Teile weggebrochen sind,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch dieselbe Ausführungsform,
von vorn gesehen,
Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch ein Zahnrad und einige
der mit ihm verbundenen Bauteile, von einer Seite
aus gesehen,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Zahnradträger und
einige der zugehörigen Bauteile, von vorn gesehen, und
Fig. 6 eine Teilseitenansicht der in Eingriff stehenden Ver
zahnungen des Zahnradträgers und eines Betätigungs
hebels.
Die dargestellte Sitzgurt-Rückholvorrichtung hat ein Ge
häuse 2 von U-förmigem Querschnitt, in dem eine als Spulen
welle 3 a bezeichnete drehbare Welle mit einer Gurtspule 3 gelagert ist, an welcher
ein Ende eines Gurtes 20 befestigt ist. Die Spulenwelle 3
ragt mit einem Endstück aus dem Gehäuse 2 heraus und hat
im äußeren Ende einen querverlaufenden Schlitz 3 b. Das ande
re Endstück der Spulenwelle 3 a ist mit einer nicht dargestell
ten im Notfall blockierenden Rückholvorrichtung von beliebi
ger Ausbildung verbunden.
Auf einer Seite des Gehäuses 2 ist auf zweckdienliche Weise,
z. B. mittels Schrauben, eine Halterung 4 mit einem Loch 4 a
befestigt, durch welche das Endstück der Spulenwelle 3 a
hindurchdringt. Die Halterung 4 hat eine Tragachse 4 b, auf
der ein Hebel 16 schwenkbar gelagert ist, und einen Zapfen
4 c, an den ein von einem Kupplungs
ring 6 herausragender Anschlag 6 a anlegbar ist. Die Trag
achse 4 b und der Zapfen 4 c ragen aus der Halterung 4 heraus.
Das herausragende Endstück der Spulenwelle 3 a hat einen Ab
schnitt 3 c von großem Durchmesser, auf dem ein Zahnrad 5 an
geordnet und mit der Spulenwelle 3 a drehfest verbunden ist.
Das Zahnrad 5 hat eine Innenverzahnung 5 a , eine Aussparung
5 b, in der ein Haken 14 schwenkbar angeordnet ist, und eine Nut 5 c in
seinem Außenumfang, in welcher eine Kupplungsfeder 7 angeord
net ist. Der Kupplungsring 6 ist auf der Außenseite der Kupp
lungsfeder 7 ebenfalls auf dem Außenumfang des Zahnrades 5
angeordnet (s. Fig. 3). Der Anschlag 6 a des Kupplungs
ringes 6 ist an einen Zapfen 16 d an dem Hebel 16 anlegbar.
Die Kupplungsfeder 7 stellt zwischen dem Kupplungsring 6 und
dem Zahnrad 5 eine drehfeste Verbindung her, ausgenommen
dann, wenn der Anschlag 6 a an den einen oder den anderen
der Zapfen 4 c und 16 d anstößt; in diesem Falle wird der Kupp
lungsring 6 angehalten, wogegen sich das Zahnrad 5 zusammen
mit der Spulenwelle 3 a weiterdrehen kann.
Das Zahnrad 5 hat einen Wellenabschnitt 5 d, auf dem ein Zahn
radträger 8 drehbar angeordnet ist. Dieser weist auf seinem
Umfang Außenzähne 8 a auf und auf einer Seite eine
kreisrunde Vertiefung 8 b zur Aufnahme einer Speicherfeder 10
(s. Fig. 5). Der Zahnradträger 8 hat ferner eine Achse 8 c,
die ein Zwischen-Zahnrad 9 trägt, und einen Vorsprung 8 d, der
mit dem Haken 14 am Zahnrad 5 lösbar und bei Bedarf in Ein
griff bringbar ist. Der Zahnradträger 8 ist so ausgebildet,
daß er das Zahnrad 5 abdeckt, wobei die Innenfläche seines
Außenumfanges über die Außenfläche des Zahnrades 5 paßt. Die
Speicherfeder 10 ist in der Vertiefung 8 d des Zahnradträgers
8 angeordnet, wobei ihr äußeres Ende 10 a am Zahnradträger 8
befestigt ist und ihr inneres Ende 10 b in den Schlitz 3 b der
Spulenwelle 3 a eingreift. Die Speicherfeder 10 ist in der Ver
tiefung 8 b des Zahnradträgers 8 durch eine Federkappe 11 ge
halten, die auch als Trennstück zwischen einer beim gezeigten
Beispiel als Spiralfeder ausgebildeten Haupt-Aufwickelfeder
12 der Rückholvorrichtung und der Speicherfeder 10 dient.
Die Aufwickelfeder 12 ist in einem Abschnitt 13 a eines Dec
kels 13 angeordnet, der am Gehäuse 2 beispielsweise mit
Schrauben befestigt ist. Die Aufwickelfeder 12 ist an ihrem
äußeren Ende 12 a am Deckel 13 befestigt und greift mit ihrem
inneren Ende 12 b in den Schlitz 3 b der Spulenwelle 3 a ein.
Gemäß Fig. 4 ist der Haken 14 in der Aussparung 5 b des Zahn
rades 5 auf einer Tragachse 14 a drehbar angeordnet und von
einer Hakenfeder 15 in der Richtung auf die Spulenwelle 3 a
vorgespannt. Die Hakenfeder 15 ist mit einem Ende 15 a in ei
ner Ausnehmung in der Nähe der Vertiefung 5 b des Zahnrades 5
befestigt. Der Haken 14 trägt einen Vorsprung 14 b, der nach
innen zur Spulenwelle 3 a weist und an den ein Vorsprung 9 a
des Zwischen-Zahnrades 9 anlegbar ist. Die Bewegung des Hakens
14 nach innen zur Spulenwelle 3 a hin wird so begrenzt, daß
sich das Zahnrad 5 in bezug auf den Zahnradträger 8 drehen
kann, wobei sich das Zwischen-Zahnrad 9 auf seiner Achse 8 c
frei dreht. Wenn durch den Eingriff zwischen dem Vorsprung
14 b des Hakens 14 und dem Vorsprung 9 a des Zwischen-Zahnrades
9 das vordere Ende des Hakens 14 aus dem Bereich des Außen
umfanges des Zahnrades 5 herausgeschoben wird, legt es sich
an den Vorsprung 8 d des Zahnradträgers 8 an und verhindert
dadurch eine Drehung des Zahnrades 5 gegenüber dem Zahnrad
träger 8 in der Aufwickelrichtung. Aus der nachstehenden
Beschreibung der Arbeitsweise des gezeigten Beispiels wird
deutlich, daß das Halten des Gurtes 20 in zugspannungsfreiem
Zustand durch diesen Eingriff zwischen dem vorderen Ende des
Hakens 14 und dem Vorsprung 8 d am Zahnradträger 8 erreicht
wird, wobei der Zahnradträger 8 mit dem Anlegen des Gur
tes 20 durch den Benutzer an einer Drehung gehindert wird.
Der Hebel 16 ist auf der Tragachse 4 b der Halterung 4 schwenk
bar gelagert und hat einen Arm 16 a, der durch einen Zapfen
17 c mit einem Stößel 17 a eines beim gezeigten Beispiel als
Elektromagnet ausgebildeten Betätigungselements 17 gekup
pelt ist, und einen zweiten Arm 16 b mit einem Klinkenteil 16 c,
das mit der äußeren Verzahnung 8 a des Zahnradträgers 8 in
Zahneingriff bringbar ist. Der Arm 16 b trägt den Zapfen 16 d,
der an das Anschlagglied 6 a des Kupplungsringes 6 anstößt.
Bei Erregung des Elektromagneten schwenkt der Hebel 16 in
der Richtung, in welcher das Klinkenteil 16 c in die Verzahnung
8 a des Zahnradträgers 8 eingreift. Bei Entregung des Elek
tromagneten wird das Klinkenteil 16 c durch die Rückstell
wirkung einer Rückstellfeder 17 b aus dem Eingriff gelöst.
Auf dem Zapfen 16 d des Hebels 16 ist eine Reibplatte 18 dreh
bar gelagert, die so angeordnet ist, daß ihr vorderes Ende
zwischen die Halterung 4 und das Zahnrad 5 eindringt. Sie
ist von einer zugehörigen Feder 19, die mit einem Ende an
der Halterung 4 befestigt ist, in Richtung auf eine Seite
der Spulenwelle 3 a vorgespannt.
Der Elektromagnet ist über einen nicht dargestellten Schal
ter im Sitzgurtschloß in Serienschaltung mit
einer Stromquelle so verbunden, daß er beim Anlegen des Gur
tes 20 durch das Schließen des Schlosses erregt wird.
Die Arbeitsweise ist folgende:
- a) Wenn der Benutzer das Gurtschloß öffnet, wird der Elektro
magnet 17 entregt und sein Stößel 17 a wird der Vorspannkraft
der Rückstellfeder 17 b ausgesetzt. Dadurch wird der Hebel 16
geschwenkt und seine Verzahnung 16 c aus dem Eingriff mit der
Verzahnung 8 a des Zahnradträgers 8 gelöst. Zu diesem Zeit
punkt liegt die Reibfläche 18 a der Reibplatte 18 unter der
Wirkung der Vorspannkraft der zugehörigen Feder 19 an der
Seitenfläche und an der Unterseite der Spulenwelle 3 a an. Der
Zahnradträger 8 ist einer kleinen Drehkraft ausgesetzt, die
bestrebt ist, ihn in der (entsprechend der Zeichnung dem Uhr
zeigersinn entgegengesetzten) Gurtabwickeleinrichtung zu drehen,
welche durch die Speicherfeder 10 aufgezwungen wird. Der
Vorsprung 9 a des Zwischen-Zahnrades 9 liegt jedoch am Vor
sprung 14 b des Hakens 14 an und hält den Haken 14 aus dem
Bereich des Außenumfanges des Zahnrades 5 heraus, und das
vordere Ende des Hakens 14 greift am Vorsprung 8 d des Zahn
radträgers 8 so an, daß er eine Drehung des Zahnradträgers 8
in der Gurtabwickelrichtung verhindert. Der Zahnradträger 8
läßt sich somit gegenüber der Spulenwelle 3 a nicht durch die Vorspannkraft der Speicherfeder 10
in der Gurtabwickelrichtung drehen.
Die Aufwickelfeder 12 ist aber unmittelbar zwischen dem Deckel 13
(und folglich dem Gehäuse 2) und der Spulenwelle 3 a
angeordnet und mit ihnen verbunden. Eine Drehung des Mecha
nismus in der (entsprechend der Zeichnung dem Uhrzeigersinn
entgegengesetzten) Gurtaufwickelrichtung kann durch nichts
gestoppt werden, so daß der Gurt 20 auf die Gurtspule 3 aufgewic
kelt wird. Das Zahnrad 5 dreht sich zusammen mit der Spulen
welle 3 a (an der es befestigt ist), und die Speicherfeder 10
bewirkt, daß sich der Zahnradträger 8 wegen der Anlage des Hakens 14 an
dem Vorsprung 8 d des Zahnradträgers 8 zusammen mit der Spu
lenwelle 3 dreht.
Daher wird beim Aufwickeln
des Gurtes 20 auf die Rückholvorrichtung die Stel
lung des Zahnrades 5, des Zahnradträgers 8, des Hakens 14
und des Zwischen-Zahnrades 9 ineinander beibehalten.
- b) Abwickeln des Gurtes.
- Beim Ausziehen des Gurtes 20 aus der Rückholvorrichtung dreht
sich das mit der Spulenwelle 3 a drehfest verbundene Zahnrad 5
zusammen mit der Spulenwelle 3 a im Uhrzeigersinn. Die Speicher
feder 10 spannt den Zahnradträger 8 so vor, daß er sich
gleichzeitig mit dem Zahnrad 5 und der Spulenwelle 3 a dreht.
Bei dieser Drehung wird durch Anstoßen des Anschlags 6 a
des Kupplungsringes 6 an den Zapfen 16 d des Hebels 16 nur
der Kupplungsring 6 an einer Drehung gehindert. Wenn dann
das Gurtschloß geschlossen wird, wird der nicht dargestellte
Schalter im Gurtschloß geschlossen, um den Elektromagneten
zu erregen, der dadurch das Bestreben hat,
den Stößel 17 a gegen die Vorspannkraft der Rückstellfeder 17 b
in sich hineinzuziehen, um den Hebel 16 in einer Richtung
(im Uhrzeigersinn) zu schwenken, in der das Klinkenteil 16 c
des Hebels 16 in Zahneingriff mit der Verzahnung 8 a des Zahn
radträgers 8 geht. Weil jedoch das Anschlagglied 6 a des Kupp
lungsringes 6 und der Zapfen 16 d des Hebels 16 aneinander
anliegen, kann sich der Hebel 16 nicht drehen und wird in
einem vorgespannten Zustand gehalten, aus dem heraus er noch
nicht in eine Richtung schwenken kann, in der sein Klinkenteil
16 c mit der Verzahnung 8 a des Zahnradträgers 8 in Eingriff
kommt.
- Wenn der Benutzer die Rückholvorrichtung die Lose im Gurt 20
ausgleichen läßt, bis der Gurt 20 an ihm anliegt, werden auf
grund der Drehung der Spulenwelle 3 a in der Gurtaufwickel
richtung der Zahnradträger 8, der Kupplungsring 6 und das
Zahnrad 5 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn gedreht. Nach
einer Teildrehung des Mechanismus ist das Anschlagglied 6 a
des Kupplungsringes 6 vom Zapfen 16 d des Hebels 16 abgehoben,
weil der Kupplungsring 6 durch Anstoßen an einen nicht dar
gestellten Ansatz am Deckel 13 gegen Drehen festgehalten ist.
Weil jedoch die Reibfläche 18 a der Reibplatte 18
noch immer an der Unterseite der Spulenwelle 3 a anliegt, bleibt
der Klinkenteil 16 c des Hebels 16 und die Verzahnung 8 a des
Zahnradträgers 8 außer Eingriff und der Zahnrad
träger 8 kann sich weiterhin zusammen mit dem Zahnrad 5 und
der Spulenwelle 3 a drehen.
- c) Setzen der Speicherstellung der Rückholvorrichtung.
- Zum Setzen bzw. Einstellen der zugspannungsfreien Speicher
stellung braucht der Benutzer den Gurt 20 nur etwas auszu
ziehen (andernfalls bleibt der Gurt 20 unter Zugspannung,
bis sich der Benutzer etwas nach vorn beugt), wodurch die
Speicherstellung eingestellt wird. Wenn der Gurt
20 aus dem unter b) beschriebenen Zustand von der Rückhol
vorrichtung etwas abgewickelt wird, wird durch das Zusammen
wirken zwischen der Drehung der Spulenwelle 3 a im Uhrzeiger
sinn und der Reibung zwischen der Spulenwelle 3 a und der Reib
platte 18 letztere aus der Anlage an der Seitenfläche der
Spulenwelle 3 a herausgedrückt (der Zapfen 16 d des Hebels 16
ist ein Schwenklager und entfernt sich von der Unterseite
der Spulenwelle 3 etwas nach unten). Dies geschah beim anfäng
lichen Herausziehen des Gurtes 20 und Einstecken des Gurt
schlosses nicht, weil durch das Anliegen des Anschlaggliedes
6 a des Kupplungsringes 6 am Zapfen 16 d des Hebels 16 verhin
dert wurde, daß der Hebelarm 16 b wegen der Rückstellfeder 17 b
(die zwar vorgespannt war, aber nicht wirken konnte) eine
aufwärts gerichtete Kraft auf die Reibplatte 18 ausübte, die
folglich bis zu diesem Zeitpunkt im Eingriff blieb. Nachdem
die Reibplatte 18 nunmehr außer Eingriff ist, kann sich der
Hebel 16 im Uhrzeigersinn drehen und bringt sein Klinkenteil
16 c in Eingriff mit der Verzahnung 8 a des Zahnradträgers 8
(s. Fig. 6), dessen Drehung dadurch gestoppt wird. Die Spu
lenwelle 3 a ist an einer Drehung in der Aufwickelrichtung
gehindert, und die Zugspannung im Gurt 20 wird Null, weil
der Haken 14 am Zahnrad 5 vom Zwischen-Zahnrad 9 nach außen
in Anlage am Vorsprung 8 d des Zahnradträgers 8 gehalten wird.
Folglich kann sich das Zahnrad 5 nicht in der
Gurtauf
wickelrichtung drehen.
- d) Speichern der zugspannungsfreien Stellung.
- Die vorstehend unter c) beschriebene Stellung, in der die
Drehung der Spulenwelle 3 a in der Aufwickelrichtung verhin
dert wird, ist die gespeicherte zugspannungsfreie Stellung.
Wenn der Gurt 20 durch eine Bewegung des Benutzers nach vorn,
beispielsweise durch Vorbeugen aus der gespeicherten Stellung
heraus, herausgezogen wird, dreht sich die Spulenwelle 3 a im
Uhrzeigersinn. Durch die Drehung der Spulenwelle 3 a werden
die Aufwickelfeder 12 und die Speicherfeder 10
gespannt. Dabei kann sich der Zahnradträger 8 nicht drehen,
weil er durch den Hebel 16 blockiert ist, wogegen sich das
(mit der Spulenwelle 3 a drehfest verbundene) Zahnrad 5 zusam
men mit der Spulenwelle 3 a im Uhrzeigersinn drehen kann: der
Haken 14 stoppt eine (in der Gurtaufwickelrichtung) dem Uhr
zeigersinn entgegengesetzte Drehung des Zahnrades 5 nur, wenn
die Spulenwelle 3 die gespeicherte zugspannungsfreie Stellung
einnimmt. Das Zwischen-Zahnrad 9, das mit der Innenverzahnung
5 a des Zahnrades 5 kämmt, dreht sich bei einer Drehung des
Zahnrades 5 lose mit, wobei die Achse 8 c
des blockierten Zahnradträgers 8 die Drehachse bildet. Dies
hebt den Eingriff zwischen dem Vorsprung 9 a des Zwischen-
Zahnrades 9 und dem Vorsprung 14 b des Hakens 14 auf, so daß
das vordere Ende des Hakens 14 durch die Vorspannkraft der
Hakenfeder 15 nach innen gezogen wird. Folglich dreht sich
das Zahnrad 5 zusammen mit der Spulenwelle 3 a, ohne daß sich
der Vorsprung 8 d des Zahnradträgers 8 und der
Haken 14 gegenseitig stören.
- Wenn das auf die Spule wieder aufgewickelte Gurtstück von
gleicher Länge ist wie das zuvor abgewickelte, legen sich
der Vorsprung 9 a des Zwischen-Zahnrades 9 und der Vor
sprung 14 b des Hakens 14 wieder aneinander an, und der Haken 14
wird in eine äußere Stellung gedrückt, in der er sich an den
Vorsprung 8 d des Zahnradträgers 8 anlegt, wodurch das Zahnrad
5 und die Spulenwelle 3 a gestoppt werden. Die Zugspannung
des Gurtes 20 wird Null.
- Die Zähnezahlen des innenverzahnten Zahnrades 5 und des Zwi
schen-Zahnrades 9 sind so gewählt, daß das Zahnrad 5 mehrere
Umdrehungen ausführen kann, ohne daß sich der Vorsprung
9 a des Zwischen-Zahnrades 9 und der Vorsprung 14 b des Hakens
14 aneinander anlegen, wenn nicht bei schlaffem Gurt 20 eine
neue Speicherstellung eingestellt wird. Wenn z. B. das Zahn
rad 5 45 Zähne hat und das Zwischen-Zahnrad 9 11 Zähne, sind
aus der gespeicherten Stellung heraus elf Umdrehungen des
Zahnrades 5 und der Spulenwelle 3 a in der Gurtabwickelrichtung
möglich.