DE3421837A1

DE3421837A1 - Arretiervorrichtung fuer einen sicherheitsgurt

Info

Publication number: DE3421837A1
Application number: DE19843421837
Authority: DE
Inventors: Hans-Hellmut Dipl.-Ing. 2061 Sülfeld Ernst
Original assignee: Individual
Current assignee: Autoliv Kolb GmbH and Co
Priority date: 1984-02-16
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1985-12-12
Also published as: DE3421837C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung für Sicherheitsgurte, die aus einem schnellsperrenden Aufrollautomaten und einer nachgeschalteten Klemmvorrichtung zur direkten und lastaufnehmenden Blockierung des Gurtbandes zusammengesetzt ist. Der erfindungsgemäße Vorteil dieses Gurtklemmautomaten liegt darin, daß die Arretierung ohne zusätzliche Gurtbandumlenkung, also ohne Komfortverlust für die Rückzugskraftcharakteristik, bewerkstelligt wird. Das Gesamtgewicht und die Gesamtkosten der Arretiervorrichtung liegen nicht nennenswert höher als bei normalen Aufrollern, da der nunmehr nahezu lastfreie Schnellsperrautomat billiger und leichter ausgeführt werden kann.

Description

Arretiervorrichtung für einen Sicherheitsgurt
Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung für einen den Fahrzeuginsassen im Unfall zurückhaltenden Sicherheitsgurt, bei der ein Bereich des Gurtbandes zur Lastaufnahme direkt blockiert wird.
Mit der US 3.074.761 sind Aufrollautomaten bekannt geworden, bei denen eine Welle mit verzahnten Wellenflanschen und dem aufgewickelten Gurtband durch eine Hubbewegung direkt in ein entsprechend verzahntes Gehäuse blockiert.
Der Vorteil derartiger Aufroller liegt in kurzen Gurtauszugswegen bei der Arretierung, was den Insassen durch geringere Vorverlagerungn beim Unfall zugute kommt.
Ein systembedingter Nachteil, der Filmspuleneffekt, der je nach aufgewickelter Gurtbandmenge und Wellenschaftdurchmesser zwischen 0 und 0 mm beträgt, ist jedoch nach wie vor vorhanden. Urn auch diesen Nachteil zu eleminieren, sind in der DE-P 1 481 969 Gurtklemmvorrichtungen vorgeschlagen worden, die der Aufwckelwelle nachgeschaltet sind und direkt das Gurtband arretieren. Nach diesem Prinzip sind in der Nachfolgezeit viele Patente für Aufroller und Umlenkbeschläge angemeldet worden.
So vorteilhaft sich im Unfall eine solche Vorrichtung durch niedrige Vorverlagerungswerte auch bemerkbar macht, so haftet ihr doch ein entscheidender Nachteil an, nämlich eine deutliche Komforteinbul3e in Sicherheitsgurt, bedingt durch zusätzliche Umlenkungen und leibungen. Es stellen sich hohe Schulterdruckkräfte beim angelegten Sicherheitsgurt ein, sowie eine schlechte Aufspulcharakteristik für den abgelegten Gurt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einem schnellsperrenden Aufroller eine Gurtklemmeinrichtung zur Eleminierung des Filmspuleneffektes zuzuordnen, die eine lastaufnehmende, direkte Gurtbandklemmung ohne Komforteinbuße bewerkstelligt und dabei nicht nennenswert teurer und schwerer wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der bei bestimmten Aufrollertypen bei einer Blockierung entstehende Wellenhub zur Aktivierung einer Klemmvorrichtung dergesstalt genutzt wird, daß ein für den freien Gurtbanddurchtritt zwischen zwei Klemmkörpern vorgesehene Klemmspalt verengt wird, das Gurtband direkt klemmt und sich mit steigernder Gurtauszugskraft eine entsprechend ansteigende G urtklemmkraft einstellt.
Im normalen, unblockiertem Zustand erfolgt der Gurtein- und auszug ohne zusätzliche Gurtbandumlenkung wie bisher auch, also ohne nachteilige Beeinträchtigung der Rückzugskraftcharakteristik. Der Spalt zwischen den Klemmkörpern, der nur etwas weiter ist als die Gurtbanddicke ist, wirkt wie eine Gurtbandführung, wie sie als Zusatzteil bei heutigen Aufrollern Verwendung findet.
Die Klemmung des Gurtbandes zur Übertragung der Unfallast kann konstruktiv verschiedendartig ausgeführt werden. Allen Möglichkeiten liegt die erfindungsgemäße Lösung zugrunde, den Wellenhub über Stößel auf einen Käfig zu übertragen, der mit den Klemmkörpern in Verbindung steht und die Klemmkörper unter Mitwirkung weiterer Mittel wie Schrägen und Drehlager veranlaßt, den Klernmspalt, durch den das Gurtband verläuft, mit zunehmender Gurtkraft zunehmend verengen zu lassen.Die Klemmkörper mit dem Käfig sind in einem für die Lastaufnahme ausreichend dimensionierten Gehäuse untergebracht. Da von diesem Gehäuse die Last sinnvollerweise direkt in die Karosserie geleitet wird, braucht der unter dem Klemmergehäuse angeordnete Aufroller keine nennenswerten Lasten mehr zu übertragen. Somit lassen sich das Aufrollergehäuse und die Aufrollerwelle aus billigem und leichten Kunststoff herstellen, Die Einsparungen an Kosten und Gewicht reichen aus, um aus diesem Volumen die zusätzliche Klemmeinrichtung zu realisieren.
Um ein Deblockieren der Klemmkörper nach dem Abbau einer Verzögerung zu unterstützen, sind Federn vorgesehen, die den mit den Klemmköpern gekuppelten Käfig nach unten in die Null-Stellung ziehen. Die konstruktive Auslegung der Klemmvorrichtung kann so vorgenommen werden, daß bei voller Unfallast in der Größenordnung von 10 kN die Gurtbandklemmung selbsthemmend ist, d. h., daß die Kraft der Rückzugsfedern für eine Deblockierung der Klemmkörper dann nicht mehr ausreicht. Dies kann als Lastindikation genutzt werden für die Entscheidung des Austauschens unfallbelasteter Sicherheitsgurte.
Die geometrische Auslegung der Klemmköper in Vebindung mit dern Reibbeiwert p zwischen Gurtband und Kontaktflächen bestimmen den Grad der Selbsthemmung. Bei leichtern bis mittleren Belastungen darf eine Selbsthemmung nicht auftreten. Dies ist über die Kraft der Rückzugsfeder und dem Reibbeiwert der Kontaktflächen der Klemmköper steuerbar.
Auch ist eine konstruktive Auslegung der Klemmvorrichtung dergestalt möglich, daß die Gurtauszugskraft im blockierten Zustand begrenzt wird, z. B.
auf 8 kN. Es liegt dann die Wirkung einer Gurtbremse vor mit dem Vorteil der Energieabsorption, was beim Einsatz in größeren Fahrzeugen mit ausreichendem Vorverlagerungsraum durchaus wünschenswert sein kann\.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Klemmvorgaiiges wird dann erreicht, wenn sich der Klemmspalt nach unten zu verjüngt. Selbst im Extremfall, wenn das Gurtband bei Überlast geklemmt wird, ist eine Lastübertragung noch gewährleistet. Da außerdem im Normalbetreib bei leichten Blockierungen der untere Bereich der Klemmköper (Klemmbacken) zuerst das Gurtband berührt und abstoppt, liegen geometrische Verhältnisse vor, die eine leichte Deblockierung des Klemmvorganges auf jeden Fall gewährleisten.
In den Zeichnungen sind einige A usf ührungsf ormeri der Arretiervorrichtung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 Eine Arretiervorrichtung in Ruhestellung Fig. 2 Eine Arretiervorrichtung in Blockierstellung Fig. 3 Eine Klemmvorrichtung mit Klemmbacken in Ruhestellung Fig. 4 Eine Klemmvorrrichtung mit Klemmbacken in Blockierstellung Fig. 5 Eine Klemmvorrichtung mit Klemmkeilen in Ruhestellung Fig. 6 Eine Klemmvorrichtung mit Klemmkeilen in Blockierstellung Fig. 7 Eine Klemmvorrichtung mit gelenkig gelagerten Klemmkeilen Fig. 8 Eine Vorrichtung zur Übertragung des Wellenhubes Fig. 9 Eine perspektivische Darstellung einer Klemmvorrichtung Fig. 10 Eine Klemmvorrichtung mit speziellen Klemmrollen Fig. II Von a bis d verschiedene Stufen der Klemmung Fig. 12 Arretiervorrichtung mit Auslösung über Hubmagnet Fig.13 Klemmrolle Abwälzung gegen eine senkrechte Wandung Fig.14 Klemmbacke mit Gummibelag Fig. 15 Klemmbackenausführung für nur einen Stößel Fig. 16 Klemmbacken mit flexibler Klemmzone eins Fig. 17 Klemmbacken mit Deblockierfedern, symbolisch Fig. 18 Klemmbacken mit Kipplagerung Fig. 19 Arretiervorrichtung in einem gemeinsamen U-Gehäuse Fig. 20 Wälzlagerung einer Klemmbacke Fig. 21 Klemmbacke mit drehbarer Gegendruckwange Fig. 22 Klemmbacke mit kippbarer Gegendruckwange Fig. 23 Klemmbacken mit einer gezahnten und einer glatten Klemmfläche Fig. 24 Gestaltung einer gezahnten Klemmfläche Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführuungsform der Arretiervorrichtung 1, bei der die Klemmvorrichtung 2 mit zwei Klemmrollen 8 ausgestattet ist. Die Klemmrollen 8 sind in einem Käfig 5 gelagert und werden durch eine nicht dargestellte Feder nach außen gedrückt, so daß sich ein Klemmspalt a2 ergibt, durch den das Gurtband frei ein- und ausgezogen werden kann. Unterhalb der Klemmvorrichtung 2 ist ein schnellsperrender Aufroller 3 angeordnet mit einer in einem schwenkbaren Hebel 33 gelagerten Welle 12, auf die das Gurtband 24 aufgewickelt wird.
Im Falle einer Fahrzeugverzögerung, wie in Fig. 2 gezeigt, lenkt die Kugel des Sperrmechanismus 13 aus und blockiert über den Sensorhebel 32 und die Steuerungsverzahnung 36 die Drehmöglichkeit der Welle. Wird nunmehr durch eine Vorverlagerung des Insassen das Gurtband 24 in Auszugsrichtung 15 herausgezogen, wird die im Hebel 33 gelagerte Welle 12 gegen die Kraft der Feder 22 angehoben. Der am Hebel 33 gelagerte Stößel 6 überträgt den Wellenhub 16 auf den Käfig 5, der wiederum die Klemmrollen 8 gegen die schrägen Wandungen 20 drückt. Dabei verengt sich der Klemmspalt a2 und es setzt eine Gurtklemmung ein. Je größer der Gurtzug 15 wird, desto mehr werden die Klemmrollen 8 nach oben gezogen und erhöhen durch den enger werdenden Klemmspalt a2 die Klemmkraft. Dic Sicherheit der Klemmung kann durch eine Profilierung der Mantelfläche der Klemmrollen erhöht werden, die sich auf einer identisch profilierten Schrägen 20 abwälzen können.
Die Lastübertragung erfolgt direkt vom Gurtband über die Klemmrollen in das Klemmgehäuse 4 und in einer sinnvollen Ausgestaltung mit Krallen 30 auf kürzestem Wege in die Karosserie 10. Der unterhalb angeordnete Aufroller ist lastfrei. Er kann- entsprechenbd kostengünstig und leicht ausgeführt wein.
Nach Abbau der Verzögerung sorgen sowohl die Rückzugsfedern 22 als auch die Triebfeder der Welle 12 für eine Deblockierung der Klemmvorrichtung, die in ihre Ruhelage gemäß Fig. 1 zurückverfährt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführung der Klernmvorrichtung 2 mit Klemmbacken 7, die über Achsen 37 im Klemmgehäuse 4 gelagert sind.
Geführt werden die Klemmbacken 7 durch einen Käfig 5 mit flexiblen Armen, an den die Stößel 6 angelenkt sind. Stößel 6 und Käfig 5 drücken die Klemmbacken 7 im Falle der Aktivierung nach oben. Bei kleinen 13elasturlge werden die Anschläge 19 nicht berührt; es erfolgt lediglich eine Gurtklemmung im unteren Bereich 17 der Kontaktflächen 25. Bei einer Unfallast werden die Klemmbacken 7 bis gegen den Anschlag 19 gedrückt.
Dadurch kann einerseits ein Abklemmen des Gurtbandes (Zerquetschung) vermieden werden, andererseits auch die Klemmkraft begrenzt werden. Im letzeren Fall wärc die Wirkung einer Energieabsorption gegeben.
Die Gestaltung der Gurtbandkontaktfläche 25 kann zur Erzielung eines bestimmten Reibbeiwertes unterschiedlich gestaltet sein bis hin zu einer groben Profilierung, in die das Gurtband 24 verkrallt wird.
Eine schonende Gurtbandklemmung zeigt die Fig. 4, die im unteren Bereich 17 beginnt und mit zunehmender Gurtlast 15 den Klemmbereich vergrößert Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform mit Klemmkeilen 9. Der Gefahr der Selbsthemmung kann hier begegnet werden, wenn zwischen der Kcilfläche der Keile 9 und der schrägen Wandung 20 Wälznadeln angeordnet werden.
Auch die Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist für eine leichtere Deblockierung geeignet. Alle Beispiele zeigen einen sich nach unten verjüngenden Klemmspalt a3.
In Fig. 8 zeigt eine Lösungsform zur Übertragung des Wellenhubes 16 über Wellenzapfen 14 auf die Stößel 6. Im Normalfall findet keine Berührung zwischen Wellenzapfen 14 und Lagerbock 28 statt; es besteht ein Spiel 27, wodurch eine reibungsfreie Drehung der Welle gewährleistet ist. Der Wellenzapfen durchdringt den Deckel 38.
Die Fig. 9 ist eine Arretiervorrichtung 1 in einer einfachen Ausführungsform perspektivisch dargestellt. Das Klemmgehäuse 4 besteht aus 2 einfachen, ebenen Schenkeln 29, die über einen Abstandshalter 31 und den Aufroller 3, sowie über die Achsen 37 in Position gehalten werden. Erst nach Einbau in die Karosserie 10 ergibt sich ein formschlüssiger Verband zur sicheren Lastaufnahme.
Die Fig. 10 zeigt eine Sonderausführung der Klemmvorrichtung 2 gemäß Fig.
1. Die Mantelflächen 41 der Klemmrollen 8 weisen unterschiedliche Oberflächen auf. Die Klemmrollen 8 werden über Federn 42 auseinandergedrückt. Mit einem verzahnten Teil 39 ihrer Mantelfäche 41 stehen sie in ständigem Kontakt mit einer schrägen Wandung 20, die ebenfalls verzahnt ist.
Wird der Wellenhub über den Stößel 6 auf den Käfig 5 übertragen, drehen sich die Klemmrollen 8 und bewegen sich aufeinander zu. Der Gurtbandauszug wird zunächst von der Klemmzone eins (45) gestoppt. Ab einer Zuglast von ca. 500 N kommt die Klemmzone zwei (46) zur Klemmung mit dem Gurtband. Im Unfall wird ab einer Zuglast von ca. 2kN die dritte Klemmzone (47) mit einer scharfen/spitzen Riffelung der Mantelflächc 41 zurn Einsatz kommen. Dabei verengt sich der Spalt a2 ständig, so daß mellr und mehr eine formschlüssige Klemmung entsteht.
Der Winkel α für die schräge Wandung 20 wird in der Praxis kleiner sein, ca.
5°. Die Wandung kann auch senkrecht stehen (α=0), wie in Fig. 13 dargestellt In den Figuren 11 werden die einzelnen Stufen einer abgestuften Klemmblockierung für zwei Klemmbacken 7 (entsprechend den Fig. 3,4 und 9) dargestellt.
lla: zeigt die Ruhestellung. Das Gurtband 24 passiert ungehindert ohlle Umlenkungen oder Berührungen - somit reibungsfrei - vom Gurtbandwickel aus die Klemm-Mcchanik.
Bremsvorgang des Kfz oberhalb 0,45g. Die Sensormechanik 13 hat eingerastet. Der Insasse bewegt sich etwas nach vorne und zieht das Gurtband 24 aus in Richtung 15. Die Wellenachse 14 wird angehoben. Der Hebel 33 überträgt den Hub über den Stößel 8 auf die Klemm-Mechanik. Die erste Klemmzone 45 Eilit dem Gummieinsatz 44 wird aktiviert.
1 1c Ab einer Zuglast von ca. 500N kommt die zweite Kleinmzone 46 mit einer weich verrundeten ltiIfelung zur Anlage als das tirtbaid.
Die Riffelung prägt sich etwas in das Gurtband eiii, so daí3 eine leichte Formschlüssigkeit der Reibschlüssigkeit überlagert wird. Uis zur Anlage an den Sollbruchstiften 48 liegt etwa eine Zuglast von 2 kN vor.
lid: Bei einem schweren Unfall mit Lassten über 2 kN kommt auch die dritte Klemmzone 47 zum Einsatz mit einer spitzen Riffelung und der bereits beschriebenen Einengung 17 im unteren Bereich. Ein Anschlag 19 zur Begrenzung des Klemmbackenschwenkwinkels kann ebenfalls vorgesehen werden.
In den Fig. 12 ist zusätzlich zur Fig. 1 ein Hubmagnet 43 eingezeichnet, der von einem Kfz-Sensor angesteuert wird. Ist der Kfz-Sensor so ausgelegt, daß er auch beim Bremsen, also bei Verzögerungen ab 0,45g ein Signal gibt, so kann auf die Sensor- und Steuerungsmechanik 13 verzichtet werden. Ist er als Unfallsensor ausgelegt, der erst Signale ab ca. 5g abgibt, sorgt er für eine Vorblockierung der Klemm-Mechanik nur in diesen Situationen. Wenn die Unfallast dann mit dem Gurtzug auftritt, liegt bereits eine ordnungsgemäße Klemmung vor. In beiden Fällen ist der Gesamtgurtauszug noch geringer als bei der mechanischen Lösung, da der Hub zur Einleitung der Gurtband klemmung nicht vom Gurtauszug bewerkstelligt zu werden braucht, sondern vom Hubmagneten 43 schon vor einem Gurtauszug erfolgt.
Der mel3bare Gurtauszug im Unfall bci dieser Gurtklemmerausführung geht gegen Null und stellt somit ein therotisches Optimum für Aufrollertechnologien dar. Je schneller die Gurtarretierung und je kleiner der Gurtauszug bei Last (Filmspuleneffekt), desto schneller ist der Kraftanstieg im Sicherheitgurt Das ergibt geringe Vorverlagerungswege und geringe Gurtkräfte, also eine erstrebenswerte Verbesserung heutiger Sicherheitsgurte, die über keinen teuren Gurtstrammer verfügen.
Als Alternative zur Ausführungsform in Fig. 10 ist in Fig. 13 eine nockenförmige Klemmrolle 8 im Einsatz, die mit ihrer Verzahnung 39 mit einer Verzahnung 39' einer senkrechten Wandung (0(=0) in Verbindung steht.
Hebt der nicht dargestellte Stößel 6 den Käfig 5 mit den beiden Klemmrollen 8' an, bewegt sich die Nockenkontur mit R2 auf das Gurtband zu. Dabei kommt wiederum die Klemmzone eins (45) mit dem Gurnmieinsatz 44 zuerst zur Klemmanlage mit dem Gurtband 24. Bei steigender Last im Unfall kommen abgestuft auch die anderen Klemmzonen 46 und 47 zur Wirkung.
Strichpunktiert ist die Verlängerung der Klemmzone 3 als flexibel gestaltete Klemmfläche 52 dargestellt Auf diese Weise 1ä13t sich vorteilhaft eine größere Klemmfläche für den formschlüssigen Kontakt mit dem Gurtband bei den Spitzenlasten schaffen, so daß für das Gurtband eine geringere spezit.
Belastung vorliegt. Die sicher übertragbare Last durch formschlüssige Klemmung wird größer.
In der Fig. 14 ist eine andere Möglichkeit einer abgestuften Klemmblockierung dargestellt. Die Klemmfläche 51 ist mit einer scharfen Verzahnung/Riffelung versehen, die von einer Gummiauflage (vulkanisiert) überzogen ist. Bei den leichten Klemmblockierungen im Prüfverfahren wird nur die reibschlüssig wirkende Gummiauflage 50 in Aktion treten. Bei hollcn Lasten wird die Gummiauflage weggedrückt, die spitzen Zähne treterI durch und greifen in das Gurtband 24. Eine starke, schlupffreie und formschlüssige Klemmblockierung liegt vor.
Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform besteht der Klemm-Mechanismus aus zwei gleichen Klemmbacken 7b, die umgekehrt zueinander montiert arbeiten. Je ein Überstand 68 rechts und links ergeben einen Kanal für das Gurtband, so daß die Klemmvorrichtung im Null-Zustand gleichzeitig als Gurtbandführung wirkt. Die weitere Ausgestaltung dient dazu, nur einen Stößel 6 einzusetzen. Ein Überstand 68 ist mit einer Nutöflnung 69 versehen, in die ein Mitnehmer 70 seitlich an der anderen Klemmbacke hineinragt. Der Mitnehmer 70 ist gleichzeitig plattcniörmig ausgebildet, so daß der Stößel 6 dagegendrücken kann. Bei einem Stößelhub werde n beide Klemmbacken somit in Klemmposition gebracht Eine andere Methode der abgestuften Klemmblockierung ist in Fig. 16 dargestellt. der metallene Einsatz 71 der Klemmbacken 7c ist mit einem Kunststoff umspritzt, der hart und flexibel ist. Die erste, gurtbandschonende Klemmzone ist flexibel ausgestaltet, so daß nur ein begrenzter Klemmdruck erzeugt werden kann. Der WineWklOZ beim ersten Klernmkontakt ist relativ klein, so daß eine reibschlüssige Mitnahme der Klemmbacken bereits bei niedrigen p-Werten sicher ist. (Bei ot =20° würde ein p=0,4 schon ausreichen; der u-Wert zwischen Gummi und Gurtband liegt bei ca. 0,7).
Für eine sichere Mitnahme (Hochreißen) der Klemmbacken 7c gibt es zwei Möglichkeiten. Einmal kann die gesamte Kontaktfläche mit einer gezahnten Riffelung ausgebildet sein. Aufgrund der Flexibilität des oberen Klemmbereiches wird eine Beschädigung des Gurtbandes bei den normalen Blockierungen (Bremsungen, Prüfzyklen) nicht zu erwarten sein. Andererseits ist die Beschichtung der flexiblen Arme mit einer reibungsintensiven Auflage 72 möglich, die glattflächig ist. Wenn aufgrund des kleinen Winkels a. nur ein kleiner Reibbeiwert Ii erforderlich ist (bei OC =20° < p =0,4) und die Beschichtung einen u-Wert von 0,8 zu Gurtband aufweist, so liegt eine ausreichende Sicherheit für eine einwandfreie Klemmblockierung vor.
In der Fig. 17 ist symbolisch eine Ausführungsform mit abgestufter Rückstellung des Klemm-Mechanismus dargestellt. Die schwachen Rückstellfedern 53 halten den Klemm-Mechanismus in Ruhestellung und wirken bis zur Klemmzone 1 alleine rückstellend. Bei höheren Lasten ab Klemmzone 2, die bei Karambolagen auftreten können, kommen dann zusätzlich die starken Federn 54 zur Wirkung, die bis zu Lasten von ca. 2kN durch Rückstellkräfte eine Selbsthemmung der Klemmbacken 7 sicher vermeiden. Höhere Lasten darüberhinaus hängen bereits mit einem realen Unfall zusammen, so daß dann ein Selbsthemmung der Blockierung erfolgen kann, bzw. sogar sollte, damit durch diese Art der Lastindikation der nunmehr funktionsgestörte Sichcrheitsgurt ausgetauscht wird.
Das Deblockieren nach einer Klemmblockierung ist wesentlich leichter zu realisieren, wenn zwei identische Klemmkörper im Abwälzverfahren gegeneinander arbeiten. Die relativ hohen Klemmkräfte werden von den Gegenlagern aufgenommen. Deshalb lassen die Klemmrollen 8 ein besonders gutes Deblockierverhalten erwarten, weil sie ja 2x abwälzen, einmal gegeneinander mit dem Gurtband dazwischen und einmal an der Rückwand.
Bei Klemmbacken 7 wird die Kraftkomponente in den Lagern 37 abgestützt.
Die Reibung in den Lagern unterstützt die Selbsthemmung, bewirkt also ein schlechtes Dcblockierverhalten. Um auch diese Reibung zu reduzieren, sind in Fig. 18 Kipplager 55 gezeigt, die die Klemmkräfte ebenfalls reibungsarm übertragen können, da sie abwälzen. Die ehemaligen Lager 37 sind als Fixierlager 37' klein und flexibel gestaltet. Sie können beim Verschwenken eine kleine Ausweichbewegung mitmachen. Links ist die Blockierstellung, rechts die Ruhestellung gezeigt.
Eine Alternative ist in der Fig. 20 mit einer extrem reibungsarmen Lagerung der Klemmbacke 7 über ein Wälzlager 60 auf der Achse 37 dargestellt. Diese Ausführung garantiert unter allen Umständen (Verschmutzung, Altern, Fremdkörper usw.) eine einwandfreie Deblockierung.
In der Fig. 19 ist ein Klemmaufroller 1 dargestellt, bei dem der Klemm-Mechanismus 2 und der Aufrolimechanismus 3 in einem gemeil0sanien Gehäuse 3+4 untergebracht ist. Aus Platz- und Linbaugründen ist hier dafür Sorge getragen, daß die Gehäuserückwand 61 nicht vorbaut, wie z. B. in Fig.
1. Dies wird im wesentlichen durch eine verschiebbare Gtgendruckwange 56 realisiert, die über Nadelrollen 59 verschiebbar und reibungsarm gegen die Gehäuserückwand 61 gelagert ist. Auf diese Weise ist wiederum sichergestellt, daß die Klemmung des Gurtbandes zwischen zwei Körpern 56 und 7 stattfindet, deren Bewegung zueinander im Abwälzverfahren erfolgt Dadurch ist die Deblockierung bis zu einer relativ hohen Last - auf jeden Fall im Bereich der normalen Blockierungen und leichten Karambolagen -gewährleistet. Statt der Klemmbacke 7 kann auch einc Klemmrolle 8' wie in Fig. 13 eingesetzt werden.
In den Fig. 21 und 22 sind alternative Ausführungen zur lig. 19 dargest"llt.
Statt der verfahrbaren Gcgendruckwange 56 ist cinc drelibare Gegedruckwange 57 angeordnet, bzw. eine kippbare 58 in Fig. 22. Auch diese Ausführungen sind platzsparend bezüglich der Unterbrindung innerhalb der Gehäuserückwand 61, aber einfacher und billiger.
Die Klemmbacke 7 besteht sinnvollerweise aus Aluminium und kann im Strangpreßverfahren oder Druckgußverfahren hergestellt werden (Fig. 19 und Fig. 21).
In der Ausführungsform gemäß Fig. 23 wird das Gurtband zwischen einer glatten Klemmfläche 62 und einer gezahnten Klemmfläche 63 blockiert, wenn die Klemmzone 1 mit den Gummileisten 44 überschritten wurde und ein nennenswerte Belastung (Unfall) vorliegt.
In Fig. 24 ist die Ausgestaltung der gezahnten Klemmfläche 63 riäIler dargestellt. Zwischen den Klemmzähnen 64 befinden sich Freiräume 67, in denen einige lastübertragenden Kettfäden 66 des (;urtbandes 24 unverquetscht verlaufen können. Entsprechendes trifft für die quer verlaufenden Schußfäden 65 zu, die mit den Kettfäden 66 verwebt sind. Auf diese Weise wird nur ein Teil der verklemmten Gurtbandfläche durch formschlüssige und aggressive Gewebedurchdringung eschädigt. Dadurch lassen sich größere Lasten übertragen, bevor das Gurtband durch übermäßige Klemmung in seiner Belastungsfähigkeit beeinträchtigt wird. Dies wird noch dadurch unterstützt, daß die Klemmzähne 64 gegen eine glatte Klemmfläche 62 pressen.
Gemäß Anspruch 34 wird ein Wickelschaftdurchniesser von 50 mm vorgeschlagen. Da die Welle 12 keine Last aufnimmt, kann der Durchmesser größer gewählt werden (es entsteht nunmehr ja kein riesiges Drehmoment, welches die Welle aufnehmen muß, sondern die Last wird von der Klemmvorrichtung übernommen). Die sich daraus ergebenden Vortgeile sind: Eine bessere Auszugscharakteristik, also eine gleichmäl3igere und im Anlegebereich niedrigere Auszugskraft (KomfOrt) Außerdem kann QuNgrund der geringeren Arbeitsumdrehungen (nur 10 statt 15 Umdrehungen für das Aufwickeln von 2 m Gurtband) eine kürzere Rückzugsfeder (Triebfeder) eingesetzt werden, die billiger ist und zudem das Gewicht reduziert.
Zusammenfassend kann als Voraussetzung für optimale Leistungsdaten und zufriedenstellende Funktion für einen Aufrollklemmer folgendes festgehalten werden: 1. Sofortige Vorblockierung der Sensierungs- und Steuerungsmechanik ab 0,45g Fahrzeugverzögerung.
2. Danach sofortige Aktivierung bei schon geringem Gurtauszug - ausgelöst durch den Wellenhub (oder elektrisch über Hubmagnet bereits vor einem Gurtauszug).
3. nis ca. 0,5kN nur reibschlüssige, d. h. weiche und gurtbandschonende Klemmblockierunge = (Klemmzone 1) 4. Bis ca. 2 kN reib- und teilformschlüssige Klemmblockierung ohne Beschädigung des Gurtrbandes. = (Klemmzone 2) 5. Bis ca. 2 kN sichergestellte Deblockierfähigkeit durch reibungsarme Lagerung der Klemmkörper, bzw. Einsatz von Klemmrollen im Abwälzverfahren, u. U. mit Unterstützung durch Federn.
6. Ab ca. 2 kN Übergang in eine rein formschlüssige, aggressive Klemmblockierung. = (Klemmzone 3). Ggf. ohne Deblockierung als Lastindikator, so daß der Sicherheitsgurt ausgetausch wird.
Benennungen 1 Arretiervorrichtung 2 Klemmvorrichtung 3 Aufroller 4 Klemmgehäuse 5 Käfig 6 Stößel 7 Klemmbacken 8 Klemmrollen 9 Klemmkeile 10 Karosserie 11 Aufrollergehätise 12 Autrollerwelle 13 Sensor- und Steuerungsmechanik 14 Wellenzapfen 15 Gurtbanda:szug 16 Wellenhub 17 unterer Bereich 18 oberer Bereich 19 Anschläge 20 schräge Wandungen 21 Gelenkarme 22 Rückzugsfeder 23 Wellenflansch 24 Gurtband 25 Gurtbandkontaktflächen 26 Gurtbandwickeldurchmesser 27 Spiel 28 Lagerbock 29 Gehäuseschenkel 30 Krallen 31 Abstandhalter 32 Sensorhebel 33 Hebel 34 Aktivierungshub 35 Versteifungsrippen 36 Stcuerungsverzahnung 37 Achsc 38 Deckel 39 Verzahnung 40 Riffelung 41 Mantelfläche 42 Druckfeder a Klemmspalt 43 Hubmagnet 44 Gummieinsatz 45 Klemmzone 1 46 Klemmzone 2 47 Klemmzone 3 48 Sollbruchsift 49 Drehpunkt 50 Gummiauflage 51 Klemmfläche 52 flexible Klemmfläche 53 schwache Rückstellfeder 54 starke Rückstellfeder 55 Kipplager 56 verschiebbare Gegendruckwange 57 drehbare Gegendruckwange 58 kippbare Gegendruckwange 59 Nadelrollen 60 Wälzlager 61 Gehäuserückwand 62 glatte Klemmfläche 63 gezahnte Klemmfläche 64 Klemmzahn 65 Schußfaden 66 Kettfaden 67 Freiraum 68 Überstand 69 Nutöffnung 70 Mitnehmer 71 metallener Einsatz 72 reibungsintensive Auflage 73 Seitenschenkel - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Arretiervorrichtung für einen Sicherheitsgurt, bestehend aus einer Aufrollautomatik und einer nachgeschalteten Klemmvorrichtung für eine direkte, lastaufnehmende Klemmung des Gurtbandes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der aus dem Gurtbandzug (15) nach einer erfolgten Blockierung in der Sensor- und Steuerungsmechanik (13) des Aufrollers (3) resultierende Hub (16) der Welle (12) zur Auslösung einer Gurtbandarretierung in einer oberhalb des Aufrollers (3) angeordneten und mit Klemmkörpern (7,8,9) versehenen Klemmvorrichtung (2) über Stößel (6) ausgenutzt wird.
2. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Wellenhub (16) über Stößel (6) zwei drehbar gelagerte Klemmbacken (7) in Gurtbandauszugsrichtung (15) dergestalt aktiviert, daß sich der Klemmspalt (al) im Sinne einer lastaufnehmenden Gurtbandklemmung verengt.
3. Arretiervorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Klemmbeginn im unteren Bereich (17) der Klemmbacken (7) nach einer Blockierung einsetzt und sich der Klemmspalt (al) vom oberen Bereich (18) zum unteren Bereich (17) hin verjüngt.
4. Arretiervorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Gurtklemmkraft über Anschläge (19) begrenzbar gehalten wird, und daß nach Uberschreiten einer vorgegebenen Gurtklemmkraft ein Schlupf irn Sinne einer Gurtkraftbegrenzung = Energieabsorption einsetzt.
5. Arretiervorrichung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Wellenhub (16) über Stößel (6) zwei drehbar gelagerte Bremsrollen (8) in Gurtbandauszugsrichtung (15) dergestalt aktiviert, daß sich die Bremsrollen (S) an schrägen Wandungen (20) abwälzen, sich der Klemmspalt (a2) verkleinert und eine Gurtbandklemmung zur Lastaufnahme einsetzt.
6. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Wellenhub (16) über Stößel (6) zwei Bremskeile (9) dergestalt aktiviert, daß sich der Klemmspalt (a3) im Sinne einer lastaufnehmenden G urtbandklemmung verengt.
7. Arretiervorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß sich der Klemmspalt (a3) im bfockierten Zustand vom oberen Bereich (18') zum unteren Bereich (17') verjüngt.
8. Arretiervorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Klemmkeile (9) über drehbewegliche Gelenkarme (21) mit dem Klemmgehäuse (4) verbunden sind.
9. Arretiervorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, d a d lurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Deblockierung und der rückhub der Klemmkörper (7,8,9) durch Federn (22) unterstützt wird.
10. Arretiervorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wellenhub (16) über Wellenzapfen (14) oder Wellenfiansche (23) auf die Stößel (6) übertragen wird.
II. Arretiervorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, d a d lurch g e k e n n z e i c h n e t , daß nur das Klemmgehäuse (4) der Klemmvorrichtung (2) aus Metall besteht, und die Unfallast aus dem Curtband (24) über die Klemmkörper (7,8,9) und die Gehäusewandung direkt in die Karosserie (10) geleitet wird.
12. Arretiervorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Aufroller (3) unterhalb der Klemmvorrichtung (2) mit Gehäuse (11), Welle (12) und Steuerungsmechanik (13) aus Kunststoff besteht.
13. Arretiervorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Teil der Steuerungsmechanik, nämlich das übliche, mit einer Außenverzahnung versehene Sperrad, einstückig aus der Welle (12) gebildet wird.
14. Arretiervorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Gurtbandkontaktflächen (25) der Klemmkörper (7,8,9) mit einer Riffelung, Aufrauhung oder Beschichtung versehen sind, die den Reibbeiwert u beeinflussen.
15. Arretiervorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Klemmgehäuse (4) aus zwei gleichen, ebenen Schenkeln (29) besteht, die die Last aus der Gurtbandklemmung über Krallen (30) direkt in die Karosserie (10) einleiten.
16. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Wellenhub (16) über einen Hebel (33) mit Übersetzungsverhältnis als Aktivierungshub (34) an die Klemmkörper (7,8,9) übertragen wird.
17 Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Klemmkörper (7,8,9) - ausgelöst durch den Wellenhub - eine von der jeweils vorherrschenden Last abhängige, abgestufte Klemmblockierung erfolgt mit einer Klemmzone eins, die bis ca. 0,5kN eine rein formschlüssige, weiche und gurtbandschonende Klemmung einleitet, mit einer Klemmzone zwei, die bis ca. 2kN eine reib- und teilformschlüssige Klemmung ohne Beeinträchtigung der Gurtbandfestigkeit bewerkstelligt und mit einer Klemmzone drei für hohe Unfallasten, bei der eine formschlüssige, aggressive Gurtbandklemmung eintritt.
18. Arretiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dal3 das Gurtband (24) zwischen zwei Klemmrollen (8) mit untcrschiedlicll gestalteter Mantelfläche (41) geklemmt wird, wobei die Zustellbewegung a durch Abwälzen einer Verzahnung (39) gegen eine schräge Wandung (20) mit Verzahnung (39') durch Anheben des Käfigs (5) erfolgt und die Klemmung der Klemmzone eins (45) durch einen in die Mantelfläche (41) eingelassenen Gummieinsatz (44) bewerkstelligt wird, die Klemmung der Klemmzone zwei (46) von einer sanften Riffelung (40a) und die Klemmung der Klemmzone drei (47) von einer scharfen Riffelung (40b).

(Fig. 10).
19. Arretiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gurtband (24) zwischen zwei Klemmrollen (8') mit je drei Klemmzonen (45,46,47) einer verschiedenartig gestalteten Mantelfläche (41) geklemmt wird, wobei die Klemmrolle (8') mit einer Verzahnung (39) in einer Verzahnung (39') eine senkrechten Wandung (20') kämmt und die klemmende Zustellbewegung a sich ergibt aus einer Mantelflächenkontur mit einem Radius (R2), der größer ist als der Radius (R1) und von diesem einen Abstand (x) hat, wobei der Auslauf der Mantelfläche mit einem Radius (R3), der unendlich ist, erfolgen kann.
(Fig. 13i 20. Arretiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gurtband (24) zwischen zwei Klemmbacken (7') mit je drei Klemmzonen (45,46,47) geklemmt wird, wobei die Klemmzone eins von einem Gummieinsatz (44) gebildet wird, die Klemmzone zwei von einer sanften Riffelung (40a) und die Klemmzone drei von einer scharfen Riffelung (40b).
(Fig. 11) 21. Arretiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Riffelung (51) mit scharfen Klemmzähnen (64) einer Klemmbacke (7") oder einer Klemmrolle (8") mit einer gummiähnlichen Auflage (50) beschichtet ist, die sich bei hohen Klemmlasten wegquetscht, so daß zwischen Gurtband (24) und Klemmbacken (7") eine formschlüssige Verbindung entstehen kann.
(Fig. 14) 22. Arretiervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Klemmzone von einer flexiblen Klemmfläche (52') gebildet wird, die mit einer reibungsintensiven Auflage (72) versehen ist.
(Fig. 16) 23. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (7c) aus metallenen Einsätzen (71) bestehen, die mit einer K unststoffumspritzung versehen sind.
(Fig. 16) 24.Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Käfig (5), am Stößel (6) oder am Hebel (33) ein Hubmagnet (43) angreift, der von einem Fahrzeugsensor bei Überschreiten einer vorbestimmten Verzögerung aktiviert wird und der die Gurtklemmung unverzüglich einleitet.
(Fig. 12) 25. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Deblockierung aus der Klemmzone (eins) schwache Rückstellfedern (53) vorgesehen sind und für eine Deblockierung aus der Klemmzone (zwei) starke Rückstellfedern (54).
(Fig. 17) 26. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (7) an ihrem rückwärtigen Ende mit reibunsgarmen Kipplagern (55) versehen sind, über die die Klemmkräfte übertragen werden.
(Fig. 18) 27. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (7) über Wälzlager (60) auf der Achse (37) gelagert sind.
(Fig. 20) 28. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkraft bei der Gurtbandklemmung rnit einer Klemmbacke (7) von einer reibungsarm verfahrbaren Gegendruckwange (56) aufgenommen wird, wobei die Gegendruckwange (56) mit einer reibunsintensiven Auflage (72) versehen ist.
(Fig. 19) 29. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkraft bei der Gurtbandklemmung mit einer Klemmbacke (7) von einer drehbar gelagerten Gegendruckwange (57) aufgenommen wird.
(Fig. 21) 30. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkraft bei der Gurtbandklemmung mit einer Klemmbacke (7) von einer kippbar gelagerten Gegendruckwange (58) aufgenommen wird.
(Fig. 22) 31. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmung des Gurtbandes zwischen einem Klemmkörper (7,8,9) mit glatter Klemmfläche (62) und einem mit gezahnter Klemmfläche (63) erfolgt.
(Fig. 23) 32. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Klemmzähnen (64) Freiräume (67) vorhanden sind, in die sich ein Teil der Kettfäden (66) und der Schußfäden (65) unverquetscht hineinschmiegen können.
(Fig. 24) 33. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufroller (3) keinerlei Verzahnung für eine Blockierung der Welle (12) aufweist.
34. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelschaft der Aufrollerwelle (12) einen Durchmesser von ca. 50 mm aufweist.
35. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmrollen (8) über Druckfedern (42) in ständigem Kontakt mit der Wandung (20) stehen.
36. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (2) und der Aufrollmechanismus (3) in einem gemeinsamen Gehäuse (3+4) innerhalb der Seitenschenkl (73) untergebracht sind.