DE3600002A1 - Rotations-gurtstraffer fuer sicherheitsgurte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotations-Gurtstraffer für Sicherheitsgurte, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Rahmen drehbar gelagerten Spindel zur Auf­ nahme des Gurtbandes, einer an der Spindel angreifenden und diese in Aufrollrichtung beaufschlagenden Aufroll­ feder, einem gurtsensitiven und/oder fahrzeugsensitiven Sperrmechanismus zur Sperrung der Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung und einem Gurtstraffer-Drehantrieb zum Antreiben der Spindel in Gurtaufrollrichtung beim Eintre­ ten von auf einen Unfall schließen lassenden Umständen.

Der Gurtstraffer-Drehantrieb wird bei derartigen Rotations- Gurtstraffern nur ausgelöst, wenn die durch einen Sensor ermittelten Verzögerungen bestimmte Werte erreichen, die ein sicheres Anzeichen dafür sind, daß ein Aufprall statt­ findet, durch den die Sicherheit der Fahrzeuginsassen ge­ fährdet ist. Durch die Auslösung des Gurtstraffer-Drehan­ triebs wird das Gurtband um die Fahrzeuginsassen stramm­ gezogen, um die Gurtlose zu beseitigen und die Fahrzeug­ insassen so optimal zu schützen. Abgesehen von derarti­ gen Notsituationen muß aber der Rotations-Gurtstraffer die Grundfunktionen eines normalen Gurtaufrollautomaten erfüllen. Das Gurtband wird auf einer in Aufrollrichtung federbelasteten Spindel aufgerollt, so daß sich keine größere Gurtlose bilden kann. Zum Anlegen des Sicherheits­ gurtes kann das Gurtband entgegen der Wirkung der Aufroll­ feder von der Spindel abgezogen werden. Wenn aber bestimm­ te, noch relativ geringe Verzögerungen oder Querbeschleu­ nigungen des Fahrzeugs auftreten oder das Gurtband mit einer vorbestimmten, noch relativ geringen Beschleunigung von der Spindel abgezogen wird, so muß die weitere Dre­ hung der Spindel in Abzugsrichtung gesperrt werden. Diese Sperrung der Spindel in Gurtabzugsrichtung bezeichnet man als fahrzeugsensitiv, wenn sie durch Verzögerungen oder Beschleunigungen des Fahrzeugs ausgelöst wird, und gurt­ bandsensitiv, wenn sie durch schnelles Abziehen des Gurt­ bandes von der Spindel ausgelöst wird.

Der Blockiermechanismus zur Sperrung der Drehung der Spin­ del in Gurtabzugsrichtung muß aber auch in Tätigkeit tre­ ten, wenn in Notsituationen der Gurtstraffer ausgelöst wird. Beim Gurtstraffen wird die Spindel mit extrem hoher Drehbeschleunigung in Aufrollrichtung angetrieben. Unmit­ telbar nach Beendigung des Gurtstraffens soll der normale Blockiermechanismus die Spindel in Gurtabzugsrichtung sperren, da dann eine plötzliche Umkehrung des Drehsinnes der Spindel mit hoher Drehbeschleunigung eintritt. Je hö­ her die Ansprechgeschwindigkeit des Blockiermechanismus ist, desto geringer ist die nach erfolgtem Gurtstraffen abgezogene Gurtbandlänge. Daher müssen an die Funktions­ teile des Blockiermechanismus hohe Anforderungen hinsicht­ lich Herstellungsgenauigkeit und mechanischer Festigkeit gestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rota­ tionsstraffer der eingangs angegebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß auch mit einem nicht speziell für die Bedürfnisse eines Gurtstraffers ausgelegten Blockier­ mechanismus eine hohe Ansprechgeschwindigkeit desselben erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs angegebenen Rota­ tions-Gurtstraffer erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spindel ein nur bei Auslösung eines Gurtstraffvorgan­ ges aktivierter, ihre Drehung in Gurtabzugsrichtung sper­ render Sperrmechanismus zugeordnet ist, der eine mit der Spindel kraftschlüssig verbundene Sperrverzahnung und eine am Gehäuse gelagerte Sperrklinke umfaßt, daß die Sperrklinke durch eine Feder in ihre Eingriffsstellung mit der Sperrverzahnung belastet ist und daß die Bewegung der Sperrklinke in ihre Eingriffsstellung durch eine Halteeinrichtung verhindert wird, deren Haltewirkung durch die Auslösung eines Gurtstraffvorganges aufgehoben wird.

Es hat sich gezeigt, daß durch die Anwendung eines sol­ chen Sperrmechanismus der normale Blockiermechanismus nicht besonders auf die Erfordernisse eines Gurtstraffers ausgelegt werden muß und dennoch eine augenblickliche Blockierung der Spindel in Gurtabzugsrichtung unmittelbar nach Beendigung des Gurtstraffvorganges bewirkt. Unmittel­ bar nach Beendigung des Gurtstraffvorganges ist in dem Gurtsystem ein hohes Energiepotential gespeichert, das be­ strebt ist, die Spindel mit hoher Drehbeschleunigung in Gurtabzugsrichtung zu drehen. Diese Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung muß durch den Blockiermechanismus gesperrt werden. Dabei werden die Funktionsteile des Blockiermechanismus überaus hohen Beanspruchungen ausge­ setzt. Durch die erfindungsgemäße Anwendung eines zusätz­ lichen Sperrmechanismus kann leicht eine hohe Ansprech­ geschwindigkeit der Gurtblockierung erreicht werden, da dieser zusätzliche Sperrmechanismus in seiner mechani­ schen Festigkeit lediglich so ausgelegt werden muß, daß er dem im Gurtsystem gespeicherten Energiepotential an­ nähernd standhält, indem er die Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung unmittelbar nach Beendigung des Gurt­ straffvorganges blockiert. Hierzu benötigt der Sperrme­ chanismus lediglich eine einfache Sperrklinke, die leicht und mit entsprechend hoher Ansprechgeschwindigkeit aus­ gebildet werden kann. Der normale Blockiermechanismus übernimmt anschließend die Blockierung der Spindel unter der vollen Last, der er bei einem Unfall standhalten muß. Wegen der erhöhten Ansprechgeschwindigkeit des Blockiervorganges wird eine entsprechend geringere Gurt­ bandlänge von der Spindel abgezogen, wodurch die Siche­ rung des Fahrzeuginsassen verbessert wird.

Der Sperrmechanismus des erfindungsgemäßen Rotations- Gurtstraffers darf nur nach erfolger Gurtstraffung in Tätigkeit treten. Dies ist bei einer besonderen Ausfüh­ rungsform der Erfindung, bei welcher der Gurtstraffer- Drehantrieb eine lösbar am Gehäuse gehaltene und mit der Spindel durch einen Kupplungsmechanismus kuppelbare Zug­ mittelrolle aufweist, an deren Umfang ein Zugmittel an­ greift, dadurch gewährleistet, daß die Halteeinrichtung an der Zugmittelrolle angreift, vorzugsweise in Form eines Scherstiftes, der in die Zugmittelrolle eingesetzt ist und diese mit der Sperrklinke verbindet. Da der Scherstift erst bei Aktivierung des Gurtstraffers durch Drehung der Zugmittelrolle abgeschert wird, kann die Feder die Sperrklinke erst in Eingriff mit der Sperrver­ zahnung drücken, nachdem der Gurtstraffvorgang ausgelöst ist. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Spindel auf ihrer dem Gurtstraffer-Drehantrieb zugewandten Seite einen Flansch aufweist, an dessen Außen­ umfang die Sperrverzahnung gebildet ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Rotations-Gurt­ straffers;

Fig. 2 einen Längsschnitt des Rotations-Gurtstraffers auf der Seite seines Gurtstraffer-Drehantriebs;

Fig. 3 einen Querschnitt längs Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt längs Linie IV-IV in Fig. 2; und

Fig. 5 eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Funktionsteile des Rotations-Gurtstraffers auf der Seite des Gurtstraffer-Drehantriebs.

Der in Fig. 1 gezeigte Rotations-Gurtstraffer weist einen allgemein U-förmigen Rahmen 10 auf, in dessen Seitenteilen eine Spindel drehbar gelagert ist, auf welcher das Gurt­ band 12 des Sicherheitsgurtes teilweise aufgerollt ist. An dem in Fig. 1 links gezeigten Ende der Spindel befin­ det sich ein Aufroll- und Blockiermechanismus, dessen Ein­ zelheiten nicht näher dargestellt sind. Dieser Mechanismus umfaßt in wohlbekannter Weise eine am Ende der Spindel angreifende Aufrollfeder, welche die Spindel in Gurtauf­ rollrichtung beaufschlagt, sowie einen Blockiermechanis­ mus, der die Drehung der Gurtspindel in Gurtabzugsrich­ tung fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv blockiert. Dieser Blockiermechanismus tritt in Tätigkeit, sobald kritische Verzögerungs- und/oder Beschleunigungswerte des Fahrzeugs oder eine vorbestimmte Beschleunigung des Gurtbandes in Gurtabzugsrichtung festgestellt werden.

Auf der dem Aufroll- und Blockiermechanismus gegenüber­ liegenden Seite des Rotations-Gurtstraffers befinden sich dessen Funktionsteile, die für die Gurtstrafferfunktion benötigt werden. Hierzu gehört ein Zugseil 14, an dem bei Auslösung des Gurtstraffers eine Zugkraft ausgeübt wird, beispielsweise durch einen pyrotechnischen Linearantrieb, eine Trägheitsmasse, eine vorgespannte Feder oder der­ gleichen. Das Zugseil 14 greift am Umfang einer Seilrolle 16 an, um die es mit mehreren Windungen herumgelegt ist. Die Seilrolle 16 ist durch einen Scherstift 18 lösbar am Gehäuse gehalten. Ein axiales Ende 20 der Spindel er­ streckt sich durch eine zentrale Öffnung 22 der Seilrolle 16. Die Öffnung 22 weist drei Erweiterungen 22 a, 22 b, 22 c auf, in denen jeweils ein zylinderförmiger Wälzkörper 24 aufgenommen ist. Jeder Wälzkörper 24 ist an seinem Umfang mit der Umfangsfläche des Endes 20 der Spindel einerseits und mit einer rampenförmigen Fläche der entsprechenden Erweiterung 22 a, 22 b, 22 c andererseits in Berührung. In Fig. 3 ist der Zustand unmittelbar nach Auslösung des Gurtstraffvorgangs dargestellt. Durch die am Zugseil 14 wirksam werdende Zugkraft ist die Seilrolle 16 unter Ab­ scherung des Scherstiftes 18 verdreht worden, wobei die in einem Käfig 25 gehaltenen Wälzkörper 24 die kraftschlüssi­ ge Verbindung zwischen Seilrolle 16 und dem Ende 20 der Spin­ del herstellen. Die Spindel wird daher über die Seilrolle 16 mit hoher Beschleunigung in Gurtaufrollrichtung angetrieben.

Die Spindel ist im Bereich ihres Endes 20 mit einem ein­ teilig angeformten Flansch 50 versehen, an dessen Außen­ umfang eine Sperrverzahnung 52 angebracht ist. Am Gehäuse 10 ist mittels eines Zapfens 54 eine Sperrklinke 56 schwenkbar gelagert. An ihrem freien Ende ist die Sperr­ klinke 56 zum Zusammenwirken mit der Sperrverzahnung 52 am Umfang des Flansches 50 ausgebildet. Ferner ist das freie Ende der Sperrklinke 56 durch eine Blattfeder 58 in Richtung auf die Sperrverzahnung 52 zu belastet. Sie wird jedoch außer Eingriff mit der Sperrverzahnung 52 durch eine Halteeinrichtung in Form eines Scherstiftes 60 ge­ halten, der einerseits in eine Bohrung am freien Ende der Sperrklinke 56 und andererseits in eine entsprechende, fluchtende Bohrung der Seilrolle 16 eingesetzt ist. Die Blattfeder 58 ist an ihrem von der Sperrklinke 56 abge­ wandten Ende am Gehäuse 10 festgelegt. Anstelle einer Blattfeder kann auch eine Rollfeder, Schraubenfeder oder dergleichen verwendet werden. Die verwendete Feder ist so dimensioniert, daß die Sperrklinke 56 nach Abscherung des Scherstiftes 60 mit hoher Beschleunigungskraft in die Sperrverzahnung 52 gedrückt wird.

Der durch die Sperrverzahnung 52 und die Sperrklinke 56 gebildete Sperrmechanismus tritt nur bei Aktivierung des Gurtstraffers in Tätigkeit. Bei Aktivierung des Gurtstraf­ fers wird am Seil 14 eine hohe Zugkraft ausgeübt, wodurch die Seilrolle 16 zunächst durch Abscheren des Scherstif­ tes 18 vom Gehäuse 10 gelöst wird. Gleichzeitig wird auch der Scherstift 60 abgeschert. Die Sperrklinke 56 wird dann durch die hohe Kraft der Feder 58 sofort in Eingriff mit der Sperrverzahnung 52 gedrückt. Sie kann jedoch die Drehung des am Spindelende 20 angeformten Flansches 50 nicht behindern, da der durch die Sperrverzahnung 52 und die Sperrklinke 56 gebildete Sperrmechanismus nur in Gurt­ abzugsrichtung sperrt. Unmittelbar nach Beendigung des Gurtstraffvorganges tritt jedoch durch die im Gurtsystem gespeicherte Energie eine Änderung des Drehsinnes der Spindel auf, so daß der Flansch 50 bestrebt ist, sich in Gurtabzugsrichtung zu drehen. Dabei fällt jedoch die Nase der Sperrklinke 56 zwischen zwei Zähnen der Sperrverzah­ nung 56 ein und sperrt die weitere Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung. Gleichzeitig oder unmittelbar an­ schließend erfolgt die Blockierung der Spindel durch den normalen Blockiermechanismus, der geeignet dimensioniert ist, um der vollen im Notfalle am Gurt auftretenden Last standzuhalten. Die Sperrklinke 56 wird hingegen im Hin­ blick auf hohe Ansprechgeschwindigkeit dimensioniert, da sie nur der vergleichsweise erheblich geringeren Be­ lastung standhalten muß, die durch die im Gurtsystem ge­ speicherte Energie gegeben ist.

Claims (3)

1. Rotations-Gurtstraffer für Sicherheitsgurte, insbe­ sondere in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Rahmen drehbar gelagerten Spindel zur Aufnahme des Gurtbandes, einer an der Spindel angreifenden und diese in Aufroll­ richtung beaufschlagenden Aufrollfeder, einem gurtsensi­ tiven und/oder fahrzeugsensitiven Sperrmechanismus zur Sperrung der Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung und einem Gurtstraffer-Drehantrieb zum Antreiben der Spindel in Gurtaufrollrichtung beim Eintreten von auf einen Unfall schließen lassenden Umständen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spindel ein nur bei Auslösung eines Gurtstraffvorganges aktivierter, ihre Drehung in Gurtabzugsrichtung sperrender Sperrmechanismus zugeord­ net ist, der eine mit der Spindel (20) kraftschlüssig verbundene Sperrverzahnung (52) und eine am Gehäuse (10) gelagerte Sperrklinke (56) umfaßt, daß die Sperrklinke (56) durch eine Feder (58) in ihrer Eingriffsstellung mit der Sperrverzahnung (52) belastet ist und daß die Bewegung der Sperrklinke (56) in ihre Eingriffsstellung durch eine Halteeinrichtung (Scherstift 60) verhindert wird, deren Haltewirkung durch die Auslösung eines Gurt­ straffvorganges aufgehoben wird.

2. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung durch einen Scherstift (60) gebildet ist, der in die Zugmittelrolle (16) eingesetzt ist und diese mit der Sperrklinke (56) verbindet.

3. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spindel (20) auf ihrer den Gurtstraffer-Drehantrieb zugewandten Seite einen Flansch (50) aufweist, an dessen Außenumfang die Sperrverzahnung (52) gebildet ist.