DE3421837C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemmvorrichtung für ein Sicherheitsgurtsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Klemmvorrichtung ist aus der DE-OS 30 08 299 bekannt. Hier befindet sich die Klemmvorrichtung zwischen einer Umlenkrolle für die Einleitung einer Klemmkraft und der Aufwickelrolle für das Gurtband, so daß aufgrund der Umschlingungsreibung der im Sperrfall unver­ drehbaren Umlenkrolle nur eine geringe Klemmkraft des als Klemmrolle ausgebildeten Klemmkörpers erforderlich ist und so eine anstehende und rückstellbare Klemmung auch im normalen Fahrbetrieb erreicht wird.

Aus der DE-OS 22 41 326 ist eine Aufrollvorrichtung für einen Sicherheitsgurt bekannt, mit dem zusammen eine Klemmvorrichtung vorgesehen ist. Diese Klemmvorrichtung weist eine stationäre Gegenklemmfläche auf und einen beweglichen Klemmhebel, der mit einer gezahnten Klemmfläche versehen ist. Am Rand dieser Klemmfläche befindet sich eine Gummileiste, die dann, wenn der Hebel gegen eine Federkraft von einem Elektromagneten angezogen ist, entweder ein vollständig freies Durchlaufen des Gurtbandes möglich macht, oder aber so leicht an diesem anliegt, daß das Gurtband durchgezogen werden kann. Wenn der Elektromagnet nicht erregt ist, so drückt eine Feder den Hebel und insbesondere die Gummileiste mit einer solchen Kraft gegen das Gurtband, daß bei einem Abziehen des Gurtbandes die Gummileiste als Gurtbandsensor wirkt, um beim Bewegen des Gurtbandes den Hebel so weit zu verschwenken, daß die gezahnte Klemmfläche in Anlage mit dem Gurtband gelangt, um eine Klemmung hervorzurufen.

In der älteren deutschen Patentanmeldung DE-34 12 383 A1 ist ein Umlenkklemmer für ein Sicherheitsgurtsystem zu entnehmen, welches zur Festlegung des Gurtbandes sowohl bei unfallbedingten Fahrzeugverzögerungen als auch bei Verzögerungen im normalen Fahrbetrieb bestimmt ist. Es ist ein fester und ein beweglicher Klemmkörper vorgesehen. Der bewegliche Klemmkörper wird gurtbandsensitiv aktiviert, wobei normalerweise zwischen den Klemmkörpern das Gurtband frei beweglich angeordnet ist. Der bewegliche Klemmkörper weist zwei zeitlich nacheinander in Klemmeingriff mit dem Gurtband und dem anderen Klemmkörper gelangende Klemmabschnitte auf, wobei der erste Klemmabschnitt so gestaltet ist, daß bei einer nicht unfallbedingten Fahrzeugverzögerung eine schonende, rückstellbare Klemmung erfolgt. Der örtlich dahinter befindliche Klemmabschnitt, welcher zeitlich später in Eingriff gelangt, bewirkt für unfallbedingte Verzögerung eine aggressive Klemmung, bei der auch das Gurtband wegen des Erneuerungserfordernisses beschädigt werden darf.

Im Hinblick auf den gattungsbildenden Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache Klemmvorrichtung für ein Sicherheitsgurtsystem zu schaffen, mit der eine Klemmung des Gurtbandes bei häufigen, nicht unfallbedingten Verzögerungen gewährleistet ist, ohne daß das Gurtband in seiner Leistungsfähigkeit für den unfallbedingten Vorgang beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Entsprechend dieser Lösung kann auch bei nicht unfallbedingten Verzögerungen eine Klemmung des Gurtbandes vorgenommen werden, ohne daß das Gurtband so weit beschädigt wird, daß es für den unfallbedingten Vorgang nicht mehr voll wirksam genutzt werden könnte. Dies ist möglich, weil bei diesen geringen Verzögerungen der bewegliche Klemmkörper schonend an das Gurtband angelegt werden kann, indem eine Klemmung erfolgt, die nur vorübergehend vorhanden ist und bei der der bewegliche Klemmkörper wieder in seine Ursprungslage zurückkehren kann. Es bedarf also keiner besonderen Ausgestaltung des Gurtbandes als Stahlband oder einer besonderen Lage der Klemmeinrichtung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der Arretiervorrichtung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Klemmvorrichtung mit Aufrollautomatik,

Fig. 2 eine Teilansicht einer Klemmvorrichtung gemäß Fig. 1 mit einem drehbaren Gegenklemmkörper,

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, jedoch mit einem kippbaren Gegenklemmkörper,

Fig. 4 eine Teilansicht einer Ausführungsform mit je einem beweglichen Klemmhebel auf einer Seite des Gurtbandes,

Fig. 5 eine Teilansicht der Klemmfläche des linken Klemmhebels in Fig. 4,

Fig. 6 eine Klemmvorrichtung mit zwei gegenseitig auf das Gurtband einwirkenden, mit drei hintereinander angeordneten Klemmabschnitten versehenen Klemmrollen,

Fig. 7a bis 7d die Darstellung von verschiedenen Klemm­ stufen beim Einsatz von zwei gegenseitig auf das Gurtband einwirkenden Klemmhebeln,

Fig. 8 eine andere Ausführungsform einer Klemmrolle,

Fig. 9 eine besondere Ausführungsform eines Klemmhebels,

Fig. 10 eine weitere Ausführungsform einer Doppelhebel-Klemmvorrichtung mit einem Stößel, und

Fig. 11 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform ähnlich der in Fig. 10.

In Fig. 1 ist ein Klemmaufroller dargestellt, bei dem ein Klemm-Mechanismus 2 und ein Aufrollmechanismus in einem gemeinsamen Gehäuse 3 und 4 untergebracht ist. In der Gehäuserückwand 61 befindet sich ein verschiebbarer Gegenklemmkörper 56, der über Nadelrollen 59 verschiebbar und reibungsarm gegen die Gehäuserückwand 61 gelagert ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß eine Klemmung des Gurtbandes 24 zwischen zwei Klemmkörpern 56 und 7 stattfindet, deren Bewegung zueinander im Abwälzverfahren erfolgt, wobei zunächst ein Abschnitt 44 als gummielastischer Körper das Gurtband 24 gegen den Gegenklemmkörper 56 klemmt. Zeitlich danach erfolgt eine Klemmung durch die örtlich im Anschluß vorgesehene Zahnung der Klemmfläche des Klemmkörpers 7.

Die Auslösung der Klemmung erfolgt so, daß im Falle einer Fahrzeugverzögerung eine Kugel eines Sperrmechanismus 13 auslenkt und über einen Sensorhebel 32 und eine Steuerungsverzahnung 36 die Drehmöglichkeit der Welle blockiert. Wird nunmehr durch eine Vorverlagerung des Insassen das Gurtband 24 in Auszugsrichtung herausgezogen, so verlagert sich ein Hebel 33 und bewirkt über den Hebelteil 6′ ein Verdrehen des Klemmkörpers 7 um die Achse 37.

In Abänderung der Ausführungsform in Fig. 1 zeigen Fig. 2 und 3 andere Ausführungsform. Statt dem verfahrbaren Gegenklemmkörper 56 ist in Fig. 2 ein drehbarer Gegenklemmkörper 57 und in Fig. 3 ein kippbarer Gegenklemmkörper 58 vorgesehen, der sich in einer Mulde 55 abstützt und durch eine Feder 42′ belastet ist. In Fig. 2 ist der Gegenklemmkörper 57 um eine Achse 37′′ gegen eine Feder 42′ drehbar.

Bei der Ausführungsform der Fig. 4 mit zwei gegeneinander wirkenden beweglichen Klemmhebeln 7 wird das Gurtband 24 zwischen einer glatten Klemmfläche 62 des einen Klemmhebels 7 und einer gezahnten Klemmfläche 63 des anderen Klemmhebels blockiert, wenn eine nennenswerte Belastung (Unfall) vorliegt.

Fig. 5 zeigt die Ausgestaltung der gezahnten Klemmfläche 63 der Fig. 4. Zwischen den Klemmzähnen 64 befinden sich Freiräume 67, in denen einige lastübertragende Kettfäden 66 des Gurtbandes 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 beschädigt. Dadurch lassen sich größere Lasten übertragen, bevor das Gurtband 24 durch übermäßige Klemmung in seiner Belastungsfähigkeit beeinträchtigt wird. Dies wird noch dadurch unterstützt, daß die Klemmzähne 64 gegen die glatte Klemmfläche 62 drücken.

Mit dieser Klemmvorrichtung erfolgt bis ca. 2 kN eine schonende Klemmung des Gurtbandes außerhalb einer unfallbedingten Verzögerung und ab ca. 2 kN eine aggressive Klemmung des Gurtbandes.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform einer Klemmvorrichtung mit zwei gegeneinander wirkenden Klemmrollen 8. Die Mantelflächen 41 der Klemmrollen 8 weisen unterschiedliche Oberflächenabschnitte auf. Die Klemmrollen 8 werden über Federn 42 auseinandergedrückt. Mit einem verzahnten Teil 39 ihrer Mantelfläche 41 stehen die Klemmrollen in ständigem Eingriff mit einer schrägen Wandung 20, die ebenfalls eine Verzahnung 39′ aufweist.

Wird beispielsweise der Wellenhub des Aufrollautomaten über den Stößel 6 auf einen Käfig 5 übertragen, drehen sich die Klemmrollen 8 und bewegen sich aufeinander zu. Der Gurtbandauszug wird zunächst von dem Klemmabschnitt 45 gestoppt ab einer Zuglast von 500 Newton kommt der Klemmabschnitt 46 mit der abgerundeten Riffelung 40a zur Klemmung mit dem Gurtband 24. Unter Unfallbedingungen wird ab einer Zuglast von ca. 2 kN der dritte Klemmabschnitt 47 mit einer scharfen, spitzen Riffelung 40b der Mantelfläche 41 zum Einsatz kommen. Dabei verengt sich der Spalt a₂ ständig, so daß mehr 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 dies in Fig. 8 dargestellt ist.

In Fig. 7a bis 7d sind die einzelnen Stufen einer zeitlich und örtlich abgestuften Klemmung für zwei bewegliche Klemmkörper dargestellt. 7a zeigt die Ruhestellung. In dieser Ruhestellung verläuft das Gurtband 24 ungehindert ohne Umlenkungen oder Berührungen und somit reibungsfrei vom Gurtbandwickel aus der Klemmechanik. Fig. 7b steht im Zusammenhang mit einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeuges oberhalb 0,45 g. Der Sperrmechanismus 13 hat eingerastet. Der Insasse bewegt sich etwas nach vorne und zieht das Gurtband 24 aus in Richtung 15. Die Wellenachse wird angehoben. Der Hebel 33 überträgt den Hub über den Stößel 6 auf die Klemmechanik. Die erste Klemmzone 45 mit dem Gummieinsatz 44 wird aktiviert. Fig. 7c zeigt den Zustand ab einer Zuglast von ca. 500 Newton. Dabei kommt der zweite Klemmabschnitt 46 mit einer weichverrundeten Riffelung 40a zur Anlage an das Gurtband. Die Riffelung prägt sich etwas in das Gurtband ein, so daß eine leichte Formschlüssigkeit der Reibschlüssigkeit überlagert wird. Bis zur Anlage an Sollbruchstiften 48 liegt etwa eine Zuglast von 2 kN vor. Fig. 7d zeigt den Zustand bei einem schweren Unfall mit Lasten über 2 kN. Dabei kommt hier der dritte Klemmabschnitt 47 zum Einsatz mit einer spitzen Riffelung 40b und der Einengung 17 im unteren Bereich. Ein Anschlag 19 dient der Begrenzung des Klemmkörperschwenkwinkels.

Bei der Ausführungsvariante der Fig. 8 kommt eine nockenförmige Klemmrolle 8′ zum Einsatz, die mit ihrem verzahnten Teil 39 vom Radius R₁ in eine Verzahnung 39′ einer senkrechten Wandung 20′ (α = 0) in Eingriff steht. Der Klemmbereich hat den Radius R₂, der um den Betrag x größer als der Radius R₁ ist. Hebt der nicht dargestellte Stößel 6 den Käfig 5 mit den beiden Klemmrollen 8′ an, bewegt sich die Nockenkontur mit R₂ auf das Gurtband 24 zu. Dabei kommt wiederum die Klemmzone eines mit dem Gummieinsatz 44 versehenen schonenden Klemmabschnitts 45 zur Klemmanlage mit dem Gurtband 24. Bei steigender Last im Unfall kommen abgestuft auch die anderen Klemmabschnitte 46 und 47 zur Wirkung. Strichpunktiert ist eine verlängerte Klemmfläche 52 mit dem Radius R₃ dargestellt. Auf diese Weise läßt sich vorteilhaft eine größere Klemmfläche für den formschlüssigen Kontakt mit dem Gurtband bei Spitzen­ lasten schaffen, so daß für das Gurtband eine geringere spezifische Belastung vorliegt.

Fig. 9 zeigt eine andere Möglichkeit einer abgestuften Klemmung. Der Klemmabschnitt 51 ist mit einer scharfen Verzahnung/Riffelung 64 versehen, die von einer Gummiauflage 50 (vulkanisiert) überzogen ist. Bei den leichten Klemmblockierungen im normalen Fahrbetrieb wird nun die reibschlüssig wirkende Gummiauflage 50 in Aktion treten. Bei hohen Lasten wird die Gummiauflage 50 weggedrückt, die spitzen Zähne treten durch und greifen in das Gurtband 24. Eine starke, schlußfreie und formschlüssige Klemmung liegt vor.

Bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform besteht der Klemm-Mechanismus aus zwei gleichen Klemmhebeln 7b und 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 Ausnehmung 69 versehen, in die ein Mitnehmer 70 des anderen Klemmhebels hineinragt. Der Mitnehmer 70 ist gleichzeitig plattenförmig ausgebildet, so daß der Stößel 6 dagegendrücken kann. Bei einem Stößelhub werden beide Klemmhebel 7b, 7b′ somit in Klemmposition gebracht.

Eine andere Methode der abgestuften Klemmung ist in Fig. 11 dargestellt. Der metallische Einsatz 71 der Klemmhebel 7c ist mit einem Kunststoff umspritzt, der hart und flexibel ist und an jedem Klemmhebel einen nachgebenden Vorsprung 52′ bildet. Der erste, gurtbandschonende Klemmabschnitt 72 ist flexibel ausgestaltet, so daß nur ein begrenzter Klemmdruck erzeugt werden kann. Der Winkel α beim ersten Klemmkontakt ist relativ klein, so daß eine reibschlüssige Mitnahme der Klemmhebel bereits bei niedrigen µ-Werten sicher ist. (Bei α = 20° würde ein µ = 0,4 schon ausreichen; der µ-Wert zwischen Gummi und Gurtband liegt bei ca. 0,7). Für eine sichere Mitnahme (Hochreißen) der Klemmhebel 7c kann die gesamte Kontaktfläche mit einer gezahnten Riffelung ausgebildet sein. Aufgrund der Flexibilität des oberen Klemmabschnittes wird eine Beschädigung des Gurtbandes bei den normalen Klemmungen nicht zu erwarten sein.

Claims (7)

1. Klemmvorrichtung für ein Sicherheitsgurtsystem, welches zur Festlegung des Gurtbandes sowohl bei unfallbedingten Fahrzeugverzögerungen bestimmt ist als auch bei Verzögerungen im normalen Fahrbetrieb das Gurtband schonend und rückstellbar klemmt, mit zwei Klemmkörpern, zwischen denen ein Gurtband frei beweglich angeordnet ist, und von denen zumindest ein Klemmkörper beweglich und von einem fahrzeugsensitiven Sensor ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Klemmkörper (7, 7′; 7′′; 7c; 8; 8′) zwei hintereinander angeordnete Klemmabschnitte (45, 46, 47; 50, 51) aufweist, die hinsichtlich ihrer Material- und/oder Oberflächenbeschaffenheit derart unterschiedlich ausgebildet sind, daß eine von der Gurtkraft abhängige abgestufte Klemmblockierung erfolgt.

2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schonend klemmende erste Klemmabschnitt (45; 50) von einem weichen Material gebildet ist.

3. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Folge-Klemmabschnitt (46, 47, 51) aus einer Riffelung besteht.

4. Klemmvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Folge-Klemmabschnitt (46) aus einer sanften und ein weiterer Folge-Klemmabschnitt (47) aus einer scharfen Riffelung besteht.

5. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der schonend klemmende Klemmabschnitt von einer gummiähnlichen Auflage (50) gebildet wird, mit der eine harte Riffelung (64) als Folge-Klemmabschnitt beschichtet ist und die sich bei hohen Klemmlasten wegquetscht.

6. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Klemmkörper ein Hebel (7) ist.

7. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Klemmkörper eine Rolle (7; 8; 7′′) ist.