DE3421960C2

DE3421960C2 - Gurtaufroll- und Sperrmechanismus

Info

Publication number: DE3421960C2
Application number: DE19843421960
Authority: DE
Inventors: Horst Dr.-Ing. 8025 Unterhaching Neubert
Original assignee: Britax-Kolb & Co 8065 Erdweg De GmbH; Britax Kolb & Co 8065 Erdweg GmbH
Current assignee: Autoliv Kolb GmbH and Co
Priority date: 1984-06-13
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1991-10-31
Also published as: DE3421960A1

Abstract

Ein Gurtaufroll- und Sperrmechanismus, bei dem sich ein mit einem Spulenwickelkörper verbundener Zahnkranz (12) dreht, wenn ein Gurt von dem Wickelspulenkörper abgezogen wird, greift mit an seinem Umfang angebrachten Rastzähnen (22) in korrespondierende Zähne (26) eines Stützkörpers (16) ein. Dabei können sich die Gegenrastzähne (26) aufgrund einer Querschnittsschwächung (28) verformen, so daß mehrere Zähne tragend in Eingriff gelangen und die relativ hohen Sperrkräfte gemeinsam aufnehmen. Ein derartiger Mechanismus kann beispielsweise bei einem Sicherheitsgurtsystem für Kraftfahrzeuge verwendet werden.

Description

falls eine Verzahnung aufweist und dabei der Kreisform der Kreisscheibe angepaßt im geringen radialen Abstand zu dieser angeordnet ist Dabei kann der der Kreisscheibe zugewandte Innenumfang des Stützkörpers in Verlängerung des freien Endes des üungenförmigen Fangteiles eine ergänzende Verzahnung aufweisen. Dadurch gelangen durch die Verformung des zungenförmigen Fangteils nicht nur die daran befindlichen Rastzähne mit Zähnen der Kreisscheibe in Eingriff, sondern auch mindestens ein Zahn der ergänzenden Verzahnung oder mehrere dieser Verzahnung, wenn der benachbarte Bereich ebenfalls in begrenztem Umfang elastisch verformbar ist

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein zungenförmiges Fangelement um eine zur Wickelspulenachse parallele Achse drehbar am freien Ende eines freikragenden, in begrenztem Umfang elastisch verformbaren, eine Verzahnung tragenden Bauteils des Stützkörpers angebracht, wobei am freien Ende des Fangteiles mindestens ein Fangzahn ausgebildet ist

Wettere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt

Fig. 1a eine erste Ausführungsform eines Gurlaufroll- und Sperrmechanismus im nicht sperrenden Zustand,

F i g. 1 b eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht, jedoch mit der Darstellung des Sperrzustandes,

F i g. 2a eine andere Ausführungsform eines Gurtaufroll- und Sperrmechanismus im nicht sperrenden Zustand,

F i g. 2b eine der F i g. 2a ähnliche Ansicht, jedoch mit der Darstellung eines Zwischensperrzustandes,

F i g. 2c eine der F i g. 2a entsprechende Ansicht, jedoch mit der Darstellung des Endsperrzustandes,

F i g. 3a eine weitere Ausführungsform der Erfindung im nicht sperrenden Zustand,

F i g. 3b eine der F i g. 3a ähnliche Ansicht, jedoch mit der Darstellung des Sperrzustandes,

Fig.3c eine Schnittansicht durch die Ausführungsrorm gemäß F i g. 3a entlang der Linie 3c-3c,

F i g. 4a eine weitere Ausführungsform eines Gurtaufroll- und Sperrmechanismus der Erfindung im nichtspcrrenden Zustand,

F i g. 4b eine der F i g. 4a ähnliche Ansicht, jedoch mit der Darstellung des Sperrzuslandes,

Fig.5a eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Gurtaufroll- und Sperrmechanismus mit der Darstellung des nichtsperrenden Zustandes und

F i g. 5b eine Darstellung gemäß F i g. 5a, jedoch im Sperrzustand.

Die Zeichnungen zeigen nur schematisch die wesentlichen Teile des Gurtaufroll- und Sperrmechanismus, und zwar in F i g. 3c den mit einer Kreisscheibe 12 drehfcsl verbundenen Wickelspulenkörper 10 und der zugehörigen Welle 14 und den diese Anordnung abstützenden Stützkörper 16, welcher normalerweise fest und unbeweglich angebracht ist. Die Teile 12,14 und 16 sind in schematischer Darstellung auch den übrigen Figuren deutlich zu entnehmen.

Wie der Fig. la und Ib zu entnehmen ist, ist die Kreisscheibe 12 innerhalb des Stützkörpers 16 zusammen mit dem dort nicht ersichtlichen Wickelspulenkörper 10 und der zugehörigen Welle 14 in Radialrichtung zur Wickelspulenachse 18 bewegbar, welche Bewegung durch einen bestimmten Steuermechanismus eingeleitet wird. Die Bewegung erfolgt dabei in eine bestimmte, gezielte Richtung, und zwar gemäß Fig. la und Ib in Richtung des Doppelpfeiles 20.
Die Kreisscheibe 12 ist in diesem Beispiel über den gesamteil Umfang mit einer Vielzebl von Rastzähnen 22 versehen. Gegebenenfalls reicht es aber auch aus, nur über einen Teil des Umfangs derartige Rastzähne vorzusehen. Dabei befindet sich die Kreisscheibe 12 in einem nahezu kreisförmigen Innenumfang 24 des Stützkörpers 16, die hier beispielsweise über einen Teil ihres Umfanges mit einer Reihe von Gegenrastzähnen 26 versehen ist Im Bereich dieser Gegenrastzähne befindet sich ein bogenförmig gekrümmter Durchgangsschlitz 28, so daß sich die Gegenrastzähne 26 auf einem bogenförmig gekrümmten Steg 30 befinden, welcher in begrenztem Umfang verformbar und bevorzugt elastisch verformbar ist Dies hat zufolge, daß, wenn die Rastzähne 22 der Kreisscheibe 12 gemäß Fig. Ib mit den Gegenrastzähnen 26 in Eingriff gelangen, nicht nur ein, sondern mehrere Zähne gleichzeitig tragend in Eingriff gelangen, da sich dabei der Steg 30 unter Verringerung des Schlitzes 28 verformt. Dieser Sperrzustand ist in Fig. 1b dargestellt

Bei der alternativen Ausführungsform gemäß Fig. 2a, b,c öffnet sich der Schlitz 28 in den im wesentlichen kreisförmigen Innenumfang 24, so daß der Stützkörper 16 ein freikragendes, vorzugsweise elastisch verformbares Fangteil 31 als elastisch verformbare Zunge bildet, die an ihrer der Kreisscheibe 12 zugewandten Seite die Gegenrastzähne 26 aufweist In Verlängerung des freien Endes 32 der Zunge 31 befinden sich am Innenumfang 24 weitere Gegenrastzähne 27. Das Fangteil 31 ist so ausgebildet, daß sie sich zum freien Ende 32 hin verjüngt und dabei in Richtung des in F i g. 2a angegebenen Pfeiles 34 verläuft, in welcher Richtung die Kreisscheibe 12 gedreht ist, wenn der Gurt bestrebt ist, von dem Wickelspulenkörper 10 abgezogen zu werden. Wenn durch die genannte Relativbewegung in Radialrichtung die Rastzähne 22 mit den Gegenrastzähnen 26 des zungenförmigen Fangteiles 31 in Eingriff gelange, wie dies in Fig.2b dargestellt ist, so verformt sich das Fangteil 31 zunächst so, daß gleich mehrere Zähne tragend in Eingriff miteinander gelangen. Bei weiterer Drehung und Bewegung der Kreisscheibe 12 bewegt sich das Fangteil 31 aus der in Fig.2b dargestellten Lage, die in Fig.2c gestrichelt dargestellt ist, in die in F i g. 2c ausgezogen dargestellte Lage derart, daß entsprechende Rastzähne 22 der Kreisscheibe 12 mit den Gegenrastzähnen 27 des Stützkörpers 16 in Verlängerung des zungenförmigen Fangteiles ebenfalls in Eingriff gelangen. Dabei kann im Bereich dieser Gegenrastzähne 27 ebenfalls ein Verformungsschlitz vorgesehen sein, so daß dort mehrere Zähne zum Tragen kommen können. So zeigt die F i g. 2b einen Zwischensperrzustand und die F i g. 2c einen Endsperrzustand. Dabei kann die Bewegungsrichtung der Zahnscheibe 12 noch dadurch gezielt eingeleitet und durchgeführt werden, daß sich am Stützkörper 16 drehbar eine Vorsperrklinke 34 befindet, die beim Eingriff mit einem Zahn 22 der Kreisscheibe 12 einen ortsveränderlichen Drehpunkt bildet, um den sich die Kreisscheibe 12 entsprechend der Darstellung in F i g. 2b und 2c gezielt drehen und bewegen kann.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3a bis 3c ist die Kreisscheibe 12 mit einem etwas größeren Durchmesser versehen und ist ebenfalls mit einer Vorsperrklinke 34 in Eingriff bringbar. An der Unterseite des Stützkörpers 16 befindet sich ein elastisch verformbares Fangteil

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31', in der sich Rastausnehmungen 33 befinden, und zwar derart, das gemäß F i g. 3b nach dem entsprechenden Eingriff mehrere Zähne gleichzeitig in kraftübertragenden Sperreingriff gelangen. Der Vollständigkeit halber sei noch darauf hingewiesen, daß das Lager 36 des Stützkörpers 16 mit einer in Kreisform angeordneten Reihe von Durchbrechungen 38 ebenso versehen ist wie der Wickelspulenkörper 10 mit Durchbrechungen 39, so daß sich die diesbezüglichen Teile derart verformen können, daß eine Radialverschiebung des Spulenkörpers 10 und somit der Kreisscheibe 12 in radialer Richtung bewirken läßt, was aus F i g. 3b ersichtlich ist.

Eine weitere Ausführungsform ist aus F i g. 4a und 4b ersichtlich. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Schaukelsperrenanordnung, indem nämlich die Verzahliung tragendes Bauteil 40 in Form eines Urnfangswandabschnittes des Stützkörpers 16, welche den genannten Innenumfang 24 begrenzt, in Abzugsdrehrichtung 42 der Kreisscheibe 12 zu einem freien Ende 44 sich verjüngend ausgebildet ist, wobei innerhalb der Umfangswand, d. h. des Innenumfangs 24 die Gegenrastzähne 26 ausgebildet sind. An dem genannten, freien Ende 44 ist ein Fangelement 46 in Form eines Fanghebels drehbar angebracht, so daß er um die Schwenkachse 48 sich in Richtung auf der Kreisscheibe 12 zu und von diesem weg bewegen kann, wobei zunächst einmal dieses Fangelement 46 durch eine Feder 50 von der Kreisscheibe weggehalten wird. Diese Bewegung ist durch den Pfeil 52 in F i g. 4a angedeutet Am freien Ende 54 des Fangelements 46 befinden sich zwei Fangzähne 56. Bei dem Auftreten von normalen Verzögerungskräften in einem Kraftfahrzeug, wenn das System für einen Sicherheitsgurt verwendet wird, und bei geringen Gurtabzugskräften greifen die Fangzähne 56 in die Rastzähne 22 der Kreisscheibe 12 ein und sperren somit die v/eitere Ablaufbewegung der Kreisscheibe und des Wickelspulenkörpers. Erst beim Auftreten größerer Kräfte dreht sich die Kreisscheibe 12 um einen geringen Betrag weiter, und zwar aus der in Fig.4b gestrichelten Lage und verformt dabei die sich verjüngende Verzahnung tragende Bauteil 40 derart, daß zusätzlich ein Großteil der an dieser sich verjüngenden Verzahnung tragendem Bauteil 40 befindliche Gegenrastzähne 26 in übrige Rastzähne 22 der Kreisscheibe 12 eingreifen, so daß ebenfalls wieder eine Vielzahl von Zähnen tragend eingreifen.

Bei dem in F i g. 5a und 5b dargestellten Ausführungsbeispiel ist um den in etwa kreisförmigen, die Kreisscheibe 12 in sich aufnehmenden Innenumfang 24 des Stützkörpers 16 eine geschlossene Reihe von Durchbrechungen 58 angeordnet, die nicht miteinander in Verbindung stehen. Diese Durchbrechungen 58 bilden zwischen sich und der innenliegenden Verzahnung 26 schmale, deformierbare Stege 30, die, wie bei den anderen Ausführungsbeispielen, einen Mehrfachzahneingriff ermöglichen. Die Durchbrechung 60, wo der Zahneingriff insbesondere erfolgen soll, ist als gekrümmter Längsschlitz ausgebildet Die übrigen Durchbrechungen 58 sind in Form eines Trapezes ausgebildet, von dem eine Seitenkante 62 im wesentlichen radial zur eo Zahnscheibenachse und zwei weitere 64 im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen. Die vierte Seitenkante 66 verläuft in Richtung der Gurtabzugsdrehrichtung 42 der Kreisscheibe 12 von innen nach außen schräg zum Radiusstrahl.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

i 2 Fangelementes (46) mindestens ein Fangzahn (56) Patentansprüche: ausgebildet ist

1. Gurtaufroll- und Sperrmechanismus mit einem
Wickelspulenkörper und einem Stützkörper für den 5

Wickelspulenkörper, wobei der Wickelspulenkörper Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroll- und einerseits und/oder der Stützkörper andererseits ei- Sperrmechanismus gemäß dem Oberbegriff des Anne/mehrere Rastzähne aufweisende Verzahnung, Spruchs 1.

die im ersten Falle zumindest teilweise miteinander Derartige Gurtaufroll- und Sperrmechanismen (DE-in Eingriff bringbar sind und im zweiten Falle der 10 OS 28 32 160) sind in der Technik bekannt, jedoch mit andere Körper Rastausnehmungen aufweist, und dem Nachteil, daß beim Ineinandergreifen der beiden wobei beide Körper in radialer Richtung relativ zu- Verzahnungen nach erfolgter radialer Relativbewegung einander bewegbar und dadurch mittels des Eingriffs jeweils nur ein Zahn tatsächlich trägt und die gesamte der genannten Rastmittel in ein den Wickelspulen- Sperrkraft aufzunehmen hat Dadurch kann es gegebekörper an eine Relativdrehung gegenüber dem 15 nenfalls zu einem Zahnbruch führen. Bei dem Vorhan-Stützkörper hindernden Zustand bringbar sind, da- densein mehrerer Zähne wird dann allerdings der nächdurch gekennzeichnet, daß der die Rasteiit- ste Zahn in Eingriff gelangen. Dieser Eingriff erfolgt tel tragende Teil des WickelspulenLörpers (10) und/ dann allerdings derart ruckhaft, daß möglicherweise der oder des Stützkörpers (16) bei plötzlicher Kraftein- ganze Sperrmechanismus ausfällt und somit die gewirkung in begrenztem Umfang verformbar ist. 20 wünschte Sicherheit nicht mehr gewährleistet ist

2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch ge- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Gurtaufkennzeichnet, daß der Stützkörper (16) und/oder der roll- und Sperrmechanismus zu schaffen, welcher einen Wickelspulenkörper (10) im Bereich der Verzah- sicheren Eingriff bei einfachem Aufbau und möglichst nung oder der dazu komplementären Rastausneh- leichter Bauweise gewährleistet

mungen eine Querschnittsschwächung aufweist. 25 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

3. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch ge- daß der die Rastmittel tragende Teil des Wickelspulenkennzeichnet daß die Querschnittsschwächung von körpers und/oder des Stützkörpers bei plötzlicher einem Durchgangsschlitz (28) gebildet ist, der dem Krafteinwirkuijg in begrenztem Umfang verformbar ist. Verlauf der Rastzähne oder Rastausnehmungen und Durch d^:ese Verformung folgt dem Eingreifen des dadurch einen verformbaren Steg (30) bildet, an dem 30 ersten Rastzahnes ein Einrasten zumindest eines Teiles die Rastzähne (26) ausgebildet sind. der weiteren Rastzähne, so daß tatsächlich die auftre-

4. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch ge- tenden Sperrkräfte in eine Vielzahl von Rastzähnen einkennzeichnet, daß als Querschnittsschwächung das geleitet werden. Die dabei bewirkte Weiterbewegung die Verzahnung oder die Rastausnehmungen tra- des Wickelspulenkörpers im Sperrzustand ist sehr klein gende Bauteil des Wickelspulenkörpers (10) oder 35 und kann sich nicht nachteilig auswirken.

des Stützkörpers (16) als gewelltes Wandelement Dies wird auf einfache bauliche Weise so bewirkt, daß

ausgebildet ist. eine leichte und raumsparende Konstruktion des Gurt-

5. Mechanismus nach Anspruch 1 und 2, dadurch aufroll- und Sperrmechanismus gewährleistet ist.
gekennzeichnet, daß ein die Verzahnung oder die Insbesondere weist der Stützkörper und/oder der dazu komplementären Rastausnehmungen tragen- 40 Wickelspulenkörper im Bereich der Verzahnung oder des Bauteil als elastisch verformbares, zungenförmi- der dazu komplementären Rastausnehmungen eine ges Fangteil (31) ausgebildet ist. Querschnittsschwächung auf, welche eine gezielte Ver-

6. Mechanismus nach Anspruch 5, dadurch ge- formung und Relativbewegung zwischen den Rastmitkennzeichnet, daß der Wickelspulenkörper (10) mit teln zuläßt, damit dadurch mehrere Rastzähne gleichzeieiner die Verzahnung (22) am Umfang tragende 45 tig in Eingriff gelangen können. Zweckmäßigerweise Kreisscheibe (12) ausgebildet ist, und daß das ela- wird diese Querschnittsschwächung von einem Durchstisch verformbare, zungenförmige Fangteil (31) an gangsschlitz gebildet, der bevorzugt einen zum Verlauf seiner der Kreisscheibe zugewandten Seite ebenfalls der Rastzähne oder der Rastausnehmungen parallelen eine Verzahnung (26) aufweist und dabei der Kreis- Verlauf nimmt. Als Querschnittsschwächung kann auch fom der Kreisscheibe (12) angepaßt und im geringen, 50 das die Verzahnung oder die Rastausnehmung tragende radialen Abstand zu dieser angeordnet ist Bauteil des Wickelspulenkörpers oder des Stützkörpers

7. Mechanismus nach Anspruch 6, dadurch ge- als gewelltes Wandelement ausgebildet sein. Es besteht kennzeichnet, daß der der Kreisscheibe (12) züge- aber auch die Möglichkeit, die Querschnittsschwächung wandte Innenumfang (24) des Stützkörpers (16) in als eine Reihe von nichtzusammenhängenden DurchVerlängerung des freien Endes (32) des zungenför- 55 brechungen zu bilden.

migen Fangteiles (31) eine ergänzende Verzahnung Entsprechend einer besonders einfachen Ausgeslal-

(27) aufweist. tung der erfindungsgemäßen Lösung kann ein die Ver-

8. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch ge- zahnung oder die dazu komplementären Rastausnehkennzeichnet, daß die Querschnittsschwächung von mungen tragendes Bauteil als elastisch verformbares, einer Reihe von nichtzusammenhängenden Durch- 60 zungenförmiges Fangteil ausgebildet sein. Dieses Fangbrechungen (58) gebildet ist. teil selbst kann sich dann bei dem Erfassen eines Rast-

9. Mechanismus nach Anspruch 1 und 2, dadurch mittels so verformen, daß letztlich mehrere Rastmittcl, gekennzeichnet, daß ein zungenförmiges Fangele- d.h. mehrere Zähne die Sperrkräfte aufnehmen.

ment (46) um eine zur Wickelachse parallele Achse Entsprechend einer besonderen Ausführungsform

drehbar am freien Ende (44) eines freitragenden, in t>5 kann der Wickelspulenkörper mit einer die Verzahnung

begrenztem Umfang elastisch verformbaren, eine am Umfang tragenden Kreisscheibe ausgebildet sein,

Verzahnung tragenden Bauteils (40) des Stützkör- wobei das elastisch verformbare, zungenförmige Fang-

pers (16) angebracht ist, wobei am freien Ende des teil an seiher der Kreisscheibe zugewandten Seite eben-