DE3402422C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperrvorrichtung für einen Sicherheitsgurt-Aufroller, mit mehreren sich zusammen mit einer den Sicherheitsgurt aufwickelnden Aufwickel­ welle drehenden Sperrplatten, von denen jede einen Zahnabschnitt aufweist, und mit einem die Sperrplatten umgebenden, stationären Innenzahnkranz, wobei der Zahn­ abschnitt der einen Sperrplatte sich näher an dem Innen­ zahnkranz befindet als der Zahnabschnitt der anderen Sperrplatte, wodurch diese eine Sperrplatte in einer Gefahrensituation früher in Eingriff mit dem Innenzahn­ kranz kommt als die andere Sperrplatte.

Bei einer bekannten Sperrvorrichtung dieser Art (DE-OS 28 26 286, Fig. 6) sind zwar die beiden Sperrplatten so angeordnet, daß sich ihre Zahnabschnitte von dem Innenzahnkranz in gleich großem Abstand befinden. Auf­ grund von Herstellungsungenauigkeiten und ungenauer Montage kann der Fall eintreten, daß der Zahnabschnitt der einen Sperrplatte sich näher an dem Innenkranz be­ findet als der Zahnabschnitt der anderen Sperrplatte. Hierdurch kann es vorkommen, daß in einer Gefahren­ situation der Zahnabschnitt der anderen Sperrplatte überhaupt nicht oder nicht richtig in Eingriff kommt, so daß nur die eine Sperrplatte sperrend wirkt und unter hoher Belastung des Sicherheitsgurtes ausbricht.

Bei einer anderen bekannten Sperrvorrichtung (DE-OS 30 17 097) ist an beiden Enden der Aufwickelwelle je eine Sperrplatte mit einem vollständigen Außenzahnkranz ange­ ordnet. Jede dieser Sperrplatten ist in einer Durchtritts­ öffnung eines stationären Gehäuses angeordnet, wobei die Durchtrittsöffnung mit einer Innenverzahnung versehen ist. Im Bereich einer dieser Durchtrittsöffnungen ist außerdem eine Klinke angeordnet, die von einer Selbstsperreinrich­ tung gurtbandsensitiv oder fahrzeugsensitiv gesteuert wird. Darüber hinaus ist die Aufwickelwelle unter Last radial verschieblich gelagert. In einer Gefahrensituation wird die Blockierung der Aufwickelwelle durch die Selbstsperr­ einrichtung eingeleitet, die die Klinke radial nach innen bewegt, so daß sie in die Außenverzahnung der einen Sperr­ platte eingreift. Treten beim Unfall od. dgl. am Gurt höhe­ re Kräfte auf, dann werden nach dem Eingriff der Klinke in die Sperrplatte an der Aufwickelwelle Radialkräfte wirksam, die diese radial verlagern, so daß die an beiden Enden der Aufwickelwelle vorgesehenen Sperrplatten mit ihren Außen­ verzahnungen in die Innenverzahnungen eingreifen. Damit die Aufwickelwelle mit Sicherheit gesperrt wird und dabei auch hohe Kräfte aufnehmen kann, ist es erforderlich, daß Sperrplatten an beiden Enden der Aufwickelwelle vorgesehen sind. Bei nur einer Sperrplatte wäre die Haltewirkung nicht ausreichend. Da jeder der beiden Sperrplatten eine eigene Innenverzahnungen zugeordnet ist, sind auch zwei Innenverzahnungen erforderlich, was die Herstellungskosten dieser bekannten Sperrvorrichtung verteuert. Wenn aus irgendeinem Grund die Klinke versagt, dann versagt auch die gesamte Sperrvorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sperrvor­ richtung für einen Sicherheitsgurt-Aufroller der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß in einer Gefahren­ situation beide Sperrplatten mit ihren Zahnabschnitten möglichst rasch und vollständig zum Eingriff mit dem In­ nenzahnkranz kommen, so daß auch eine hohe Gurtbelastung sicher aufgefangen wird.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Aufwickelwelle verformbar ist und durch das an sich be­ kannte radiale Ausweichen der Aufwickelwelle unter hoher Last der Zahnabschnitt der anderen Sperrplatte durch Verformung der Aufwickelwelle in Eingriff mit dem Innen­ zahnkranz gelangt.

Bei der erfindungsgemäßen Sperrvorrichtung kommt der Zahn­ abschnitt der einen Sperrplatte, der sich näher an dem Innenzahnkranz befindet, in einer Gefahrensituation sehr schnell in Eingriff mit dem Innenzahnkranz, so daß die Abwickeldrehung der Aufwickelwelle schnell unterbrochen wird. Bei weiter zunehmender Gurtspannung wird die Auf­ wickelwelle verformt und weicht damit unter der Last radial aus. Hierdurch gelangt auch der Zahnabschnitt der anderen Sperrplatte in Eingriff mit dem Innenzahnkranz und die hohe Gurtbelastung wird somit durch beide Sperr­ platten gemeinsam mit Sicherheit auf den Innenzahnkranz übertragen.

Ausgehend von einer Sperrvorrichtung der eingangs erwähn­ ten Art, bei welcher die Aufwickelwelle einen Dorn auf­ weist, der mit einer auch die Lagerfläche bildenden Kunststoffschicht ummantelt ist, besteht eine vorteilhaf­ te Ausgestaltung der Erfindung darin, daß die nachgiebige Kunststoffschicht unter der hohen Belastung verformbar ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben, die folgendes dar­ stellen

Fig. 1 eine Explosionszeichnung eines Gurtaufrollers mit der erfindungsgemäßen Sperrvorrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung von Sperrplatten und einem Innenzahnkranz von vorn bei normaler Fort­ bewegung eines Kraftfahrzeuges;

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 im Betriebszustand, wenn auf eine Aufwickelwelle eine verhältnismäßig niedrige Gurt­ spannung wirkt.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit für einen Gurtauf­ roller, an dem eine erfindungsgemäße Sperrvorrichtung vor­ gesehen ist. Der Gurtaufroller ist mit seinem Rahmen 10 mit Hilfe einer (nicht gezeichneten) Befestigungsschraube an einer Fahrzeugkarosserie angebracht. Zwei Seitenplatten 12 und 14 gehen von den beiden Seitenteilen des Rahmens 10 aus und ver­ laufen parallel zueinander. Die in die Seitenplatten geschnit­ tenen Wellenlager-Öffnungen 16 und 18 liegen koaxial zu­ einander.

In den Öffnungen 16 und 18 ist eine Aufwickelwelle 20 drehbar gelagert. An der Auf­ wickelwelle 20 ist das eine Ende eines (nicht gezeichneten) Sicherheitsgurts befestigt. Der Gurt wird durch eine Vorbe­ lastungskraft lagenweise auf die Aufwickelwelle 20 gewickelt oder von ihr abgezogen, und eine an dem anderen Ende des Gurts befestigte Lasche ist mit einem an der Fahrzeugkarosserie an­ gebrachten Schloß verriegelt, so daß ein Mittelstück des Gurts von einem Gurtbenutzer festgelegt werden kann.

Die Aufwickelwelle 20 umfaßt einen Dorn 20 A aus starkem Plat­ tenmaterial und eine um den Dorn 20 A einstückig geformte Kunst­ stoffschicht 20 B und hat Zylindergestalt. Das eine Endstück des Dorns 20 A steht aus dem einen Längsende der Kunststoffschicht 20 B vor, und zwei Sperrplatten 22 und 24 stützen sich an dem einen End­ stück des Dorns 20 A ab. Die Sperrplat­ ten 22 und 24 sind in ihren Mittelteilen innen jeweils mit im wesentlichen U-förmigen Ausnehmungen 26 versehen, so daß jede Sperr­ platte 22 und 24 eine einem C ähnliche Form erhält. Der Dorn 20 A wird in die Ausnehmungen 26 eingeführt, und die Sperr­ platten 22 und 24 drehen sich zusammen mit der Aufwickelwel­ le 20.

Zwischen der jeweiligen Ausnehmung 26 und dem einen End­ teil des Dorns 20 A, der in die Ausnehmungen 26 eingeführt ist, verbleibt ein schmaler Zwischenraum, so daß die Sperrplat­ ten 22 und 24 sich relativ zu der Aufwickelwelle 20 um einen vorbestimmten Winkelbetrag verdrehen lassen.

Die Sperrplatten 22 und 24 besitzen an ihrem einen Ende jeweils Zahnabschnitte 28 und 30, die einem an der Seitenplatte 12 befestigten Innenzahnkranz 32 gegenüberstehen.

Die Sperrplatte 22 hat größere Abmessungen als die Sperrplatte 24, so daß der Zahnabschnitt 28 näher an den Innen­ zahnkranz 32 herangerückt ist als der Zahnabschnitt 30.

Außerdem stehen aus jeder der Sperrplatten 22 und 24 jeweils zwei Stifte 34 und 36 vor, die in Kerben 40 in einem Sperrad 38 aufgenommen sind. Das Sperrad 38 ist drehbar an einem Axial­ teil 20 C mit kleinem Durchmesser aufgenommen, das von dem einen Ende des Dorns 20 a ausgeht. Außerdem ist zwischen dem Sperrad 38 und einem am vorderen Ende des dünnen Axialteils 20 C be­ festigten Halter 42 eine Schraubenfeder 44 eingeschlossen, durch die das Sperrad 38 ständig in einer der Gurtabwickelrichtung der Aufwickelwelle 20 entsprechenden Richtung vorbelastet ist (d. h. in Richtung des Pfeils A in Fig. 1). Dementsprechend nimmt das Sperrad 38 die Stifte 34 und 36 der Sperrplatten 22 und 24 wegen der Vorbelastungskraft der Schraubenfeder 44 (vgl. Fig. 2) in einem der Enden der Kerben 40 auf, so daß die Zahnab­ schnitte 28 und 30 von dem Innenzahnkranz 32 abgehoben werden. Wenn jedoch die Aufwickelwelle 20 schnell in Gurtabwickelrich­ tung gedreht wird, tritt gegen die Vorbelastungskraft der Schraubenfeder 44 eine Drehverzögerung des Sperrades 38 gegenüber der Aufwickelwelle 20 auf, wodurch die Sperrplatten 22 und 24, in Längsrichtung der Kerben 40 geführt, mit ihren Zahnabschnitten 28 und auf den Innenzahnkranz 32 zu bewegt werden.

Aus den Fig. 2 und 3 ist zu entnehmen, daß der Zahnabschnitt 28 der Sperrplatte 22 näher an dem Innenzahnkranz 32 liegt als der Zahnabschnitt 30 der Sperrplatte 24, und aus diesem Grunde gelangt der Zahnabschnitt 28 in einer dem Kraftfahrzeug drohenden Gefahrensituation früher in Eingriff mit dem Innen­ zahnkranz 32 als der Zahnabschnitt 30.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vor­ richtung beschrieben.

Wenn bei normaler Fortbewegung des Kraftfahrzeugs der von dem Gurt gehaltene Benutzer seine Körperhaltung ändert, wird die Aufwickelwelle 20 durch das Abwickeln und Aufwickeln des Gurts in Drehung versetzt. Eine derartige Drehung der Aufwickelwelle 20 erfolgt aber mit verhältnismäßig geringer Beschleunigung, und daher dreht sich das Sperrad 38 im Einklang mit der Dreh­ bewegung der Aufwickelwelle 20, so daß eine Relativ­ drehung zwischen dem Sperrad 38 und der Aufwickelwelle 20 nicht auftritt.

Wenn das Kraftfahrzeug in eine gefahrenträchtige Situation ge­ rät, die ein schnelles Bremsen erfordert, wird der Gurtbenutzer plötzlich in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges bewegt, und der Gurt wickelt sich schnell von der Aufwickelwelle 20 ab, so daß die Aufwickelwelle 20 ebenfalls in schnelle Drehung in Gurt­ abwickelrichtung gerät. Die Drehverzögerung des Sperrades 38 gegenüber der Aufwickelwelle 20 bewirkt, daß die Stifte 34 und 36 sich in den Kerben 40 verlagern, d. h. die Sperrplatten 22 und 24 werden radial zu der Aufwickelwelle 20 (vgl. Fig. 3) bewegt, wodurch der Zahnabschnitt 28 der Sperrplatte 22 früher in Eingriff mit dem Innenzahnkranz 32 gerät als der Zahnabschnitt 30 der Sperrplatte 24. Auf diese Weise kann der Zahnabschnitt 28 zu einem stabilen Eingriff mit dem Innenzahnkranz 32 kommen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Zahnabschnitt 30 noch außer Eingriff mit dem Innenzahnkranz 32 und hindert daher den Zahnabschnitt 28 nicht am Eingreifen in den Innenzahnkranz 32.

Wenn anschließend eine starke Verzögerung auf das Kraftfahr­ zeug ausgeübt wird, etwa im Augenblick eines Zusammenstoßes, wird der Gurtbenutzer plötzlich in Richtung auf den Kollisi­ onspunkt geschleudert, so daß auf die Aufwickelwelle 20 eine verhältnismäßig hohe Kraft in Gurtabwickelrichtung einwirkt. Die Kraft übt eine Wirkung aus, die den Dorn 20 A zur Drehung im Uhrzeigersinn (in Fig. 3) veranlaßt. Infolgedessen wird die Kunststoffschicht 20 B der Aufwickelwelle 20 verformt, und der Dorn 20 A dreht sich im Uhrzeigersinn, wobei der Dreh­ punkt in der Nähe der Berührung von Dorn 20 A und Sperrplat­ te 22 liegt, wodurch die Sperrplatte 24 radial zu der Auf­ wickelwelle 20 bewegt wird, so daß der Zahnabschnitt 30 in den Innenzahnkranz 32 eingreift. Auf diese Weise gelangen beide Zahnabschnitte 28 und 30 in Eingriff mit dem Innenzahnkranz 32, so daß der Dorn 20 A nachdrücklich an einer Drehung in Uhrzei­ gerrichtung gehindert und der Gurtbenutzer sicher zurückgehalten und zuverlässig geschützt wird.

Die Verformung der Aufwickelwelle 20 soll vorzugsweise eintre­ ten, wenn die Gurtspannung einen Wert von mindestens 100 kg erreicht.

Wenn das Sperrad 38 an seinem Außenrande eine Verzahnung aufweist, mit der ein (nicht gezeichneter) Be­ schleunigungssensor, der Beschleunigung und Verzögerung des Kraftfahrzeuges feststellt, in einer Gefahrensituation in Ein­ griff kommt, so wird die Drehung des Sperrades 38 angehalten und so die Gurtabwickelbewegung der Aufwickelwelle 20 nach kurzer Drehung unterbrochen.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind in dem Gurt­ aufroller zwei Sperrplatten vorgesehen. Die Erfindung läßt sich aber auch bei einem Gurtaufroller anwenden, der mit drei oder mehr als drei Sperrplatten ausgestattet ist. Bei solchen Anordnungen ist jedoch nicht in allen Sperrlagen sichergestellt, daß alle Sperrelemente zum Sperrvorgang beitragen.

Claims (2)

1. Sperrvorrichtung für einen Sicherheitsgurt-Aufroller, mit mehreren sich zusammen mit einer den Sicherheitsgurt aufwickelnden Aufwickelwelle drehenden Sperrplatten, von denen jede einen Zahnabschnitt aufweist, und mit einem die Sperrplatten umgebenden, stationären Innnenzahnkranz, wobei der Zahnabschnitt der einen Sperrplatte sich näher an dem Innenzahnkranz befindet als der Zahnabschnitt der anderen Sperrplatte, wodurch diese eine Sperrplatte in einer Gefahrensituation früher in Eingriff mit dem Innenzahnkranz kommt als die andere Sperrplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickelwelle (20) verformbar ist und durch das an sich bekannte radiale Ausweichen der Aufwickelwelle (20) unter hoher Last in einer Gefah­ rensituation der Zahnabschnitt (30) der anderen Sperr­ platte (24) durch Verformung der Aufwickelwelle (20) in Eingriff mit dem Innenzahnkranz (32) gelangt.

2. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Auf­ wickelwelle einen Dorn aufweist, der mit einer auch die Lagerfläche bildenden Kunststoffschicht ummantelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Kunststoff­ schicht (20 B) unter der hohen Last verformbar ist.