DE3520915C2 - - Google Patents
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
- B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft einen Verriegelungsmechanismus
für einen Sicherheitsgurt-Aufroller nach dem Ober
begriff des ersten Anspruches.
Ein solcher Verriegelungsmechanismus ist aus der DE
33 02 303 A1 bekannt. Die dortige Ausgestaltung hat jedoch
den Nachteil, daß sich der Gurt bei schlechten Straßen
verhältnissen schrittweise einzieht. Dies ist bei allen
Vorrichtungen der Fall, bei denen die Sperrklinken au
genblicklich die Gurtaufwickelachse stoppen, wenn der
Auslösemechanismus anspricht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Verriegelungsmechanismus
für einen Sicherheitsgurt-Aufroller zu schaffen,
bei dem eine Gefahr des schrittweisen Aufwickelns
auf die Rolle auch dann nicht besteht, wenn eine bestimmte
Länge des Gurtes wiederholt auf- und abgewickelt
wird.
Diesem Zweck dienen die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1
vorgesehenen Merkmale.
Durch die DE 78 34 620 U1 ist ein verriegelbarer Aufroller
bekannt geworden, bei dem ein mit der Aufnahmewelle
durch Reibschluß mitgenommener Hebel bei einer Auf
wickelbewegung die Klinke des Beschleunigungssensors
aus dem Eingriff mit der Außenverzahnung eines
Steuerzahnrades drückt.
Vorteilhafterweise wird das Übertragungselement als Hebel
oder als Schieber ausgebildet. Eine gebogene Anlagefläche
an dem Hebel ermöglicht verschiedene Lageeinstellungen
des Beschleunigungssensors. Durch die DE
28 03 454 A1 ist eine Sensorklinke bekannt geworden, die
durch ihre gebogene Anlagefläche eine Lageveränderung
des Beschleunigungssensors zuläßt.
Die Erfindung wird mit einem
Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung
erläutert.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines
Verriegelungsmechanismus eines
Sicherheitsgurt-Aufrollers;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Gurt-Aufnahmewelle,
wie sie bei dem in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel Verwendung findet;
Fig. 3 eine Frontansicht eines Teiles des Verrie
gelungsmechanismus, der das Zusammenwirken
der Sperrklinken mit einer
Innenverzahnung des Sprerringes verdeutlicht;
Fig. 4 den Sperrzustand des in Fig. 3 gezeigten Ver
riegelungsmechanismus;
Fig. 5 die Art und Weise, in der das Steuerzahnrad und
eine Torsionsfeder, wie sie bei dem
Verriegelungsmechanismus verwendet werden,
montiert sind;
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Teiles des Verrie
gelungsmechanismus, der die Art und Weise verdeutlicht,
in der die Aufnahmewelle
mit dem Steuerzahnrad
verbunden ist;
Fig. 7 eine Explosionsdarstellung, die ein Gurt
rückhaltesystem nach einem erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel verdeutlicht;
Fig. 8(A) bis 8(E) die Arbeitsweise der Einrichtung
zur Beeinflussung der Klinke des Beschleunigungssensors
ihrer zugehörigen
Elemente, wie sie bei dem erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel in Fig. 7 verwendet
werden;
Fig. 9(A) und 9(B) Schnittansicht entlang der Linie
VIII-VIII von Fig. 8(A); und
Fig. 10 eine Frontansicht eines Teiles eines anderen
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung
eines Sicherheits-Aufrollers, auf den ein Ausfüh
rungsbeispiel des Verriegelungsmechanismus angewendet
ist. Bei diesem Aufroller ist ein Rahmen 10
mittels (nicht gezeigter) Bolzen an einem
Fahrzeug befestigt. Der Rahmen 10 weist ein Paar von
parallelen Seitenplatten 12, 14 auf, die sich an beiden
Seiten des Rahmens 10 erstrecken.
Die Seitenplatten 12 und 14 nehmen drehbar eine Auf
nahmewelle 20 auf, die auch in Fig. 2 gezeigt ist. Die
Aufnahmewelle 20 ist mit einer sich radial erstreckenden
durchgehenden Ausnehmung 22 versehen. Das eine Ende eines
den Fahrzeuginsassen rückhaltenden Gurtes (nicht gezeigt)
wird in der Ausnehmung 22 gehalten. Der Gurt ist
mehrfach um die Aufnahmewelle 20 gewickelt.
Die Aufnahmewelle 20 besteht aus einem Kern 20A,
der aus einer dickwandigen Platte gebildet ist und einer
synthetischen Harzschicht 20B, die um den Kern 20A
derart geformt ist, daß die Aufnahmewelle 20 eine zylindrische
Außenform annimmt.
Der eine Endabschnitt des Kerns 20A weist Vorsprünge 20C auf.
Das andere Ende der synthetischen Harzschicht
20B ragt über die Seitenplatte 14 hinaus. Eine
spiralförmige (nicht gezeigte) Rückholfeder ist zwischen
der synthetischen Harzschicht 20B und der Seitenplatte
14 derart angeordnet, daß die Aufnahmewelle 20 in der
Gurtaufwickelrichtung vorgespannt ist.
Sperrklinken 24 und 25 (in Fig. 1 gezeigt), die als Verriegelungs
mittel dienen, sind auf den Vorsprüngen 20C gelagert.
Die Sperrklinken 24 und 25 sind
in ihrer Mitte mit im wesentlichen U-förmigen Kerben 26
versehen.
Die Vorsprünge
20C der Aufnahmewelle 20 werden in den Kerben 26 aufgenommen.
Die Weite
der Kerben 26 ist etwas größer als die Weite der Vorsprünge
20C, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist,
was eine Drehung der Sperrklinken 24, 25 relativ zu der
Aufnahmewelle 20 um einen vorgegebenen Winkel ermöglicht.
An einem Ende der Sperrklinke 24 ist ein Sperrklinkenabschnitt
28 ausgebildet, ein weiterer Sperrklinkenabschnitt
30 ist an einem Ende der Sperrklinke 25
ausgebildet. Diese Sperrklinkenabschnitte 28 und 30 wirken
mit einer Innenverzahnung
eines Sperringes 32 zusammen, der an der
Seitenplatte 12 angeordnet ist.
Die Sperrklinke 24 trägt weiter ein Paar von Stiften
34, die Sperrklinke 25 ein Paar von Stiften 36. Diese
Stifte 34 und 36 sind jeweils in Schlitze 40 eingesetzt,
die in einem Steuerzahnrad 38 ausgebildet sind.
Das Steuerzahnrad 38 wird von einer Achse 20E mit reduziertem
Durchmesser der Aufnahmewelle 20 getragen,
so daß das Steuerzahnrad 28 relativ zu der Aufnahmewelle 20
drehbar ist.
Weiter ist eine Torsionsfeder 44 zwischen dem Steuerzahnrad
38 und einem auf einen wellenfesten Teil 42 vorgesehenen Rück
haltestift 43 angeordnet, der an der
Achse 20E mit kleinerem Durchmesser befestigt ist.
Die Torsionsfeder 44 wird koaxial von dem Steuerzahnrad 38
gehalten. Ein Ende der Feder 44 stößt gegen den Feder-
Rückhaltestift 43 an dem Teil 42, während das andere
Ende gegen einen Federrückhaltestift 45 drückt, der
von dem Steuerzahnrad 38 hervorragt. Das Steuerzahnrad 38 ist
durch die Kraft der Torsionsfeder 44 derart vorgespannt,
daß er sich in die Gurtaufwickelrichtung (der in Fig. 1
mit A angegebenen Richtung) der Aufnahmewelle 20 dreht und
die Sperrklinkenabschnitte 28 und 30 von dem in
nenverzahnten Sperring 32 gelöst sind, wie dies in Fig. 3
gezeigt ist.
Wenn jedoch eine relative Drehung zwischen dem Steuerzahnrad 38
und der Aufnahmewelle 20 bei Drehung der Aufnahmewelle
20 in Gurtabwickelrichtung auftritt, erfährt das Steuerzahnrad
38 eine Drehverzögerung gegen die Vorspannkraft der
Torsionsfeder 44. Zu diesem Zeitpunkt verursacht das
Steuerzahnrad 38 eine Führung der Sperrklinken 24 und 25
in Richtung der Schlitze 40, wodurch die Sperr
klinkenabschnitte 28 und 30 mit dem innerverzahnten
Sperring 32 in Eingriff kommen, wie dies in Fig. 4 gezeigt
ist.
Ein Beschleunigungssensor 58 besteht aus einem Träger 64
in dem in einer Vertiefung 68 eine Raue-Kugel 66 liegt.
Eine Klinke 60 mit einem Sperrzahn 60A und
einem Vorsprung 62 ist mittels einer Achse 72 in einem
Lager 70 gelagert und liegt in der Ruhelage auf
einem Vorsprung 64A des Trägers 64 auf.
Es ist zu beachten, daß das Teil 42 ein Paar von
Rasthaken 46 aufweist, die in einer rechtwinkligen Ausnehmung
48 in der Aufnahmewelle 20 aufgenommen sind
(Fig. 6), wodurch sich das Teil 42
zusammen mit der Aufnahmewelle
20 als eine Einheit dreht.
Die Anordnung wirkt so, daß die Begrenzungsfläche 50 eine
Klinke 60 bei Drehung der
Aufnahmewelle 20 nach unten außer Eingriff drückt.
Die Begrenzungsplatte 50 ist drehbar
auf einem Kragen des Teils 42 gelagert und durch eine Scheibe 75 mittels
einer Schraube 76 gehalten. Eine Blattfeder 52 wird mit ihren Enden 52A, 52B in einen federnden
Kontakt mit dem äußeren Umfang des Kragens gebracht,
wodurch die Begrenzungsplatte 50 die Drehkraft
von dem Teil 42 durch den Reibschluß zwischen ihnen
aufnimmt. Der Eingriff der Klinke 60 wird durch einen
Haken 56 und einen Vorsprung 54 mit Steuerfläche 54A
am Umfang der Begrenzungsplatte 50 gesteuert.
Ein Deckel 90 schließt die Verriegelungsvorrichtung ab.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
in Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert.
Eine wellenfeste Kappe 142 trägt einen als Friktionsfeder ausgebildeten Hebel 252, der
als Begrenzungsglied dient und federnd auf einer Außenfläche
150 der Kappe 142 derart aufgesetzt ist, daß die Drehkraft der
Kappe 142 durch Reibschluß auf den Hebel
252 übertragen wird. Der Hebel 252 hat äußere
Endabschnitte 253A und 253B, die nach außen gebogen
sind. Entsprechend ist es möglich, den Hebel
252 einfach radial auf die Kappe 142 zu stecken.
Die Kappe 142 weist Rasthaken 146 und einen Vorsprung 149 auf und wird axial
durch einen Flansch 175 abgeschlossen.
Der Endabschnitt 253A des Hebels 252 nimmt
einen Stift 254A
drehbar und locker auf, der an einem als Hebel 254 ausgebildeten Über
tragungselement
vorgesehen ist. Der Stift 254A ragt von einer Spitze des
dreieckigen Hebels 254 weg. Der Hebel 254 hat weiter
eine Bohrung 254B, mit der er auf einem gehäusefesten
Stift 255 gelagert ist.
Entsprechend wird der Hebel 254 um den
Stift 255 bewegt, wenn sich der Hebel 252 verschwenkt.
An dem Hebel 254 ist eine gebogene Anlagefläche 254C ausgebildet,
durch die ein Arm 60B der Klinke 60
niedergedrückt werden kann.
Der Schwenkwinkel des Hebels 252 ist durch
den Arm 60B
und einen Stift 157
begrenzt, der von der inneren Fläche einer Abdeckung
156 hervorragt. Wenn die Aufnahmewelle 20
sich daher in Gurtabwickelrichtung dreht, verschwenkt der Hebel 252
den Hebel 254, bis die Anlagefläche 254C gegen den
Stift 157 stößt. Wenn die Aufnahmewelle 20 sich in Gurt
aufwickelrichtung dreht, stößt die Anlagefläche 254C gegen
den Arm 60B und drückt diesen herab, wodurch die
Klinke 60 aus der Außenverzahnung 74 in der in Fig. 8
(D) gezeigten Weise verursacht.
Im folgenden wird die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels
erläutert.
Wenn das Fahrzeug unter normalen Bedingungen fährt, wird
die Kugel 66 eines Beschleunigungssensors 58 in einem Zustand gehalten, in der es die
Klinke 60 nicht nach oben drückt.
Entsprechend ist es für den Fahrzeuginsassen,
der durch den Gurt angeschnallt ist, möglich,
den Gurt auf- und abzuwickeln.
Wenn sich das Fahrzeug in einer Gefahrensituation, etwa
einem Zusammenstoß, befindet, drückt die Kugel 66 gegen
die Klinke 60 derart, daß die Klinke 60
mit der Außenverzahnung 74 in Eingriff kommt.
Andererseits wird der Fahrzeugsinsasse durch die Massenträgheit
in eine Richtung gegen die Beschleunigung gedrückt,
der Gurt wird daher von der Aufnahmewelle 20 abgewickelt,
was diese zu einer Drehung im Uhrzeigersinn
(Fig. 8) veranlaßt. Dabei wird eine Drehung des
Steuerzahnrades 38, der sich mit der Aufnahmwelle 20 dreht,
von der Klinke 60 verhindert, was eine Relativbewegung
zwischen dem Steuerzahnrad 38 und der Aufnahmewelle
20 erzeugt. Die Relativdrehung verusacht die
Deformierung der Torsionsfeder 44, wie
dies in Fig. 8(C) gezeigt ist. Die jeweiligen Stifte 34
und 35 der Sperrklinken 24 und 25, die zusammen mit
der Aufnahmewelle 20 drehen, werden durch die entsprechenden,
in dem Steuerzahnrad 38 ausgebildeten Schlitze 40
derart geführt, daß die Klinkenabschnitte 28 und 30 mit
dem innenverzahnten Sperring 32 in Eingriff kommen, wodurch
die Drehung der Aufnahmewelle 20 in
Gurtabwickelrichtung verhindert wird. Im Ergebnis wird
der Fahrzeuginsasse zuverlässig von dem Gurt zurückgehalten.
Wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, wird
die Kugel 66 häufig in eine Stellung gebracht, in der sie die
Klinke 60 nach oben drückt. Zu diesem Zeitpunkt
wird der Insasse auf- und abbewegt in Abhängigkeit
von der Vibration des Fahrzeugs. Infolgedessen
wird der Gurt ständig auf die Aufnahmewelle 20 auf-
und von dieser abgewickelt.
In einem solchen Fall wird bei dem bekannten Sicherheitsgurt-
Aufroller der Gurt jedesmal aufgewickelt,
das Steuerzahnrad 38 dreht sich im Uhrzeigersinn
von einer in Fig. 8(C) gezeigten Position um einen Betrag
im Uhrzeigersinn, der die Zahnteilung der Außenverzahnung
74 überschreitet und es greift sodann wieder
die Klinke 60 ein. Dies verursacht ein schrittweises Aufwickeln
des Gurtes auf die Aufnahmewelle 20. In dem
Fall, wo ein Zahn 74A der Klinke 60 in
Eingriff steht, verursacht
die Vibration des Fahrzeugs einen Eingriff der
Klinke 60 in einen Zahn 74B, was die Gefahr
eines schrittweisen Aufwickelns des Gurtes auf die Aufnahmewelle
20 beinhaltet.
Das Ausführungsbeispiel jedoch überwindet diesen Nachteil
des Standes der Technik. In Fig. 8(D) ist gezeigt, daß
der Hebel 254 im Uhrzeigersinn gedreht wird durch die
Wirkung des Hebels 252, wenn die
Aufnahmewelle 20 in Gurt
aufwickelrichtung gedreht wird. Infolgedessen drückt die
Anlagefläche 254C den Arm 60B der Klinke 60 nach unten,
was eine Lösung der Klinke 60 von dem Zahn 74M
bewirkt. Entsprechend wird das Steuerzahnrad 38, das der
Vorspannkraft der Torsionsfeder 44 unterworfen ist, die
zusammengedrückt ist, wieder im Uhrzeigersinn gedreht (Fig. 8(E)).
Entsprechend liegt
die Klinke 60, die dem Zahn
74A gegenüber lag, jetzt dem Zahn 74N gegenüber.
Bei dieser Ausführungsform besteht daher keine Gefahr
eines schrittweisen Aufwickelns des Gurtes auf die Aufnahmewelle
20 auch dann, wenn das Fahrzeug auf einer
unebenen Straße fährt.
Da die Anlagefläche 254C
im wesentlichen
senkrecht zu der Ebene des Arms 60B der Klinke
60 angreift, ist der Hebel 254 in
der Lage, ein großes Drehmoment auf die Klinke 60 aufzubringen.
Es ist daher möglich, die Klinke 60
schnell und ausreichend weit von der Außenverzahnung 74 zu entfernen.
Wie in Fig. 9(A) gezeigt, ist die Anlagefläche
254C gebogen. Diese Anordnung kann daher auch
dann verwendet werden, wenn der Rahmen 10 mit einer Neigung
an dem Fahrzeug angeordnet ist,
solange der Beschleunigungssensor
58 horizontal ausgerichtet ist.
Dabei ist es möglich, Hebel 254 zu verwenden mit derselben
Ausgestaltung, unabhängig von der
Neigung des Beschleunigungssensors.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel anhand
von Fig. 10 beschrieben.
Dieses Ausführungsbeispiel verwendet einen
Schieber 278, der durch das Biegen eines Drahtes geformt
ist. Der obere Endabschnitt 278A ist um einen Winkel von
90° umgebogen und drehbar von dem Endabschnitt 253A des
Hebels 252 gehalten. Der Schieber 256 hat einen
Mittelabschnitt, der von Führungsstiften 280 gehalten
wird, die von der Abdeckung 156 (Fig. 7) hervorragen, so
daß der Schieber 278 vertikal beweglich ist. Der untere
Endabschnitt des Schiebers 278 ist um 90° gegen die
Sperrklinke 60A gebogen, der untere Teil des unteren
Endabschnitts des Schiebers 278 ist versetzt angeordnet,
wodurch das auf die Klinke 60 aufgebrachte Drehmoment
erhöht wird. Wenn die Aufnahmewelle 20
sich in der Gurtabwickelrichtung dreht,
drückt der Endabschnitt 253B des Hebels
252 gegen einen Anschlag 282, der auf der Abdeckung
156 (Fig. 7) vorgesehen ist, wodurch der Schwenkwinkel
des Hebels 252 begrenzt wird.
Die Erfindung kann auf alle Arten von Verriegelungsmechanismen
angewendet werden, bei denen im Sperrfall das Steuer
zahnrad 38 gegen die Kraft einer Feder 44 relativ zur
Aufnahmewelle 20 verdreht wird und diese Bewegung
die Sperrklinken 24, 25 in ihre Sperrstellung
verlagert.
Claims (4)
1. Verriegelungsmechanismus für einen Sicherheitsgurtaufroller
eines Fahrzeuges,
- - mit einem mit zwei die Aufnahmewelle (20) drehbar lagernden Seitenplatten (12, 14) versehenen Rahmen (10),
- - einem mit einer Außenverzahnung (74) versehenen Steuerzahnrad (38) zur Aussteuerung der Verriegelungsmittel (24, 25, 32), das auf der Achse (20E) der Aufnahmewelle (20) begrenzt drehbar gelagert ist,
- - einem Beschleunigungssensor (58), der an dem Rahmen (10) angeordnet ist und eine Klinke (60) aufweist, die in die Außenverzahnung (74) des Steuerzahnrades (38) eingreift, wenn das Fahrzeug in eine Unfallsituation kommt,
- - einem auf einer der Seitenplatten (12, 14) ausgeformten, mit einer Innenverzahnung versehenen Sperring (32),
- - mit Sperrklinken (24, 25), die in den Sperring (32) eingreifen,
- - wobei die Sperrklinken (24, 25) schwenkbar auf Vorsprüngen (20C) der Aufnahmewelle (20) gelagert sind und durch Stifte (34, 36) drehfest mit dem Steuerzahnrad (38) verbunden sind, das gegenüber der Aufnahmewelle (20) mit einer Torsionsfeder (44) in Gurtabwickelrichtung vorgespannt ist, gekennzeichnet durch,
- - eine Einrichtung (252, 254, 278), um die Klinke (60) bei der Aufwickelbewegung außer Eingriff zu halten,
- - wobei die Einrichtung aus einem Hebel (252) besteht, der durch Reibschluß von der Aufnahmewelle (20) zwischen Begrenzungsanschlägen (60B, 157, 282) schwenkbar ist und
- - wobei der Hebel (252) aus einer Friktionsfeder gebildet wird, die auf der Achse (20C) der Aufnahmewelle (20) angeordnet ist und gelenkig mit einem rahmenfest geführten Übertragungselement (254, 278) verbunden ist, das im wesentlichen senkrecht auf die Klinke (60) drückt.
2. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Zwischenelement ein dreieckiger Hebel (254)
verwendet wird, der verschwenkbar am Rahmen (10) gelagert ist,
und eine Anlagefläche (254C) aufweist, die den Kontakt zur
Klinke (60) herstellt.
3. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Zwischenelement ein Schieber (278) vorgesehen
ist, dessen freies Ende den Kontakt zur Klinke (60) herstellt.
4. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 2, wobei der Be
schleunigungssensor für verschiedene Neigungswinkel einstellbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (254C) des Hebels (254)
entsprechend gebogen ausgebildet ist.
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