DE3600004A1 - Rotations-gurtstraffer fuer sicherheitsgurte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotations-Gurtstraffer für Sicherheitsgurte, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Spindel zur Aufnahme des Gurtbandes, einer an der Spindel angreifen­ den und diese in Aufrollrichtung beaufschlagenden Auf­ rollfeder, einem gurtsensitiven und/oder fahrzeugsensi­ tiven Blockiermechanismus zur Blockierung der Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung und einem zum Antrei­ ben der Spindel in Gurtaufrollrichtung beim Eintreten von auf einen Unfall schließen lassenden Umständen vor­ gesehenen Gurtstraffer-Drehantrieb, der eine lösbar am Gehäuse gehaltene und mit der Spindel durch einen Kupp­ lungsmechanismus kuppelbare Zugmittelrolle aufweist, an deren Umfang ein Zugmittel angreift.

Der Gurtstraffer-Drehantrieb wird bei derartigen Rota­ tions-Gurtstraffern nur ausgelöst, wenn die durch einen Sensor ermittelten Verzögerungen bestimmte Werte errei­ chen, die ein sicheres Anzeichen dafür sind, daß ein Aufprall stattfindet, durch den die Sicherheit der Fahrzeuginsassen gefährdet ist. Durch die Auslösung des Gurtstraffer-Drehantriebs wird das Gurtband um die Fahr­ zeuginsassen strammgezogen, um die Gurtlose zu beseiti­ gen und die Fahrzeuginsassen so optimal zu schützen. Ab­ gesehen von derartigen Notsituationen muß aber der Rota­ tions-Gurtstraffer die Grundfunktionen eines normalen Gurtaufrollautomaten erfüllen. Das Gurtband wird auf einer in Aufrollrichtung federbelasteten Spindel aufge­ rollt, so daß sich keine größere Gurtlose bilden kann. Zum Anlegen des Sicherheitsgurtes kann das Gurtband ent­ gegen der Wirkung der Aufrollfeder von der Spindel abge­ zogen werden. Wenn aber bestimmte, noch relativ geringe Verzögerungen oder Querbeschleunigungen des Fahrzeugs auftreten oder das Gurtband mit einer vorbestimmten, noch relativ geringen Beschleunigung von der Spindel abgezogen wird, so muß die weitere Drehung der Spindel in Abzugs­ richtung gesperrt werden. Diese Sperrung der Spindel in Gurtabzugsrichtung bezeichnet man als fahrzeugsensitiv, wenn sie durch Verzögerungen oder Beschleunigungen des Fahrzeugs ausgelöst wird, und gurtbandsensitiv, wenn sie durch schnelles Abziehen des Gurtbandes von der Spindel ausgelöst wird.

Der Blockiermechanismus zur Sperrung der Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung muß aber auch in Tätigkeit treten, wenn in Notsituationen der Gurtstraffer ausge­ löst wird. Beim Gurtstraffen wird die Spindel mit extrem hoher Drehbeschleunigung in Aufrollrichtung angetrieben. Unmittelbar nach Beendigung des Gurtstraffens soll der normale Blockiermechanismus die Spindel in Gurtabzugs­ richtung sperren, da dann eine plötzliche Umkehrung des Drehsinnes der Spindel mit hoher Drehbeschleunigung ein­ tritt. Je höher die Ansprechgeschwindigkeit des Blockier­ mechanismus ist, desto geringer ist die nach erfolgtem Gurtstraffen abgezogene Gurtbandlänge. Daher müssen an die Funktionsteile des Blockiermechanismus hohe Anfor­ derungen hinsichtlich Herstellungsgenauigkeit und mecha­ nischer Festigkeit gestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rota­ tions-Gurtstraffer der eingangs angegebenen Art mit ein­ fachen Mitteln dahingehend weiterzubilden, daß für die Funktion des Blockiermechanismus, der die Spindel in Gurtabzugsrichtung blockiert, nach Beendigung des Gurt­ straffens Bedingungen herrschen, die mit denen bei der normalen Blockierfunktion, also ohne Gurtstraffen, ver­ gleichbar sind, so daß die Funktionsteile des Blockier­ mechanismus durch die Blockierfunktion nach einem Gurt­ straffvorgang nicht wesentlich stärker beansprucht wer­ den als bei einem normalen Blockiervorgang.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs angegebenen Rota­ tions-Gurtstraffer erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zugmittelrolle ein ihre Drehung in Gurtabzugsrich­ tung sperrendes Klemmgesperre zugeordnet ist.

Es hat sich gezeigt, daß durch die Anwendung eines sol­ chen Klemmgesperres mit einem Blockiermechanismus, der nicht besonders auf die Erfordernisse eines Gurtstraffers ausgelegt werden muß, eine augenblickliche Blockierung der Spindel in Gurtabzugsrichtung nach Beendigung des Gurtstraffvorganges erreicht wird. Unmittelbar nach Be­ endigung des Gurtstraffvorganges ist in dem Gurtsystem ein hohes Energiepotential gespeichert, das bestrebt ist, die Spindel mit hoher Drehbeschleunigung in Gurtabzugs­ richtung zu drehen. Diese Drehung der Spindel in Gurt­ abzugsrichtung muß durch den Blockiermechanismus ge­ sperrt werden. Dabei werden die Funktionsteile des Blockiermechanismus überaus hohen Beanspruchungen aus­ gesetzt. Durch die erfindungsgemäße Anwendung eines Klemmgesperres an der Seilrolle wird die Funktion des Blockiermechanismus unterstützt, da das Klemmgesperre die Drehung der durch den Kupplungsmechanismus kraft­ schlüssig mit der Seilrolle gekuppelten Spindel sperrt. Die Drehung der Spindel nach Beendigung des Gurtstraff­ vorganges erfolgt daher nur über einen geringen Dreh­ winkel, so daß nur eine entsprechend geringe Gurtband­ länge von der Spindel abgezogen wird. Während das Klemm­ gesperre wirksam ist, gelangt auch der normale Blockier­ mechanismus in seinen aktivierten Zustand, um die volle am Gurt auftretende Last aufzunehmen. Das Klemmgesperre muß daher nur für eine relativ geringe Last dimensioniert werden, so daß es auf hohe Ansprechgeschwindigkeit aus­ gelegt werden kann. Durch die Erfindung wird somit bei gegebener Ausbildung des Blockiermechanismus die durch den Rotations-Gurtstraffer erreichbare Sicherung des Fahrzeuginsassen weiter verbessert. Da das Klemmgesperre nicht an der Spindel, sondern an der von dieser normaler­ weise entkoppelten Seilrolle angeordnet ist, wird die freie Drehung der Spindel im Normalbetrieb nicht gehin­ dert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Klemmgesperre aus in Ausnehmungen an einer Um­ fangsfläche der Seilrolle gelagerten Wälzkörpern und einer die Wälzkörper umziehenden gehäusefesten Fläche gebildet. Durch diese Ausbildung kann das Klemmgesperre platzsparend im Rotations-Gurtstraffer untergebracht werden. Außer den Wälzkörpern werden keine zusätzlichen Teile benötigt.

Zur Steigerung der Ansprechgeschwindigkeit des Klemmge­ sperres ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausfüh­ rungsform der Erfindung eine lose drehbar am Gehäuse ge­ lagerte Massescheibe vorgesehen, die radiale Ansätze auf­ weist, an denen jeweils ein Wälzkörper auf derjenigen seiner Seiten anliegt, welche von der Drehbewegung der Seilrolle in Gurtaufrollrichtung abgewandt ist. Die Massescheibe wird beim Gurtstraffvorgang mit der hohen Drehgeschwindigkeit der Seilrolle mitgedreht. Nach Been­ digung des Gurtstraffvorganges ist die Massescheibe bestrebt, aufgrund ihrer Massenträgheit weiter zu ro­ tieren. Dabei drückt sie die Wälzkörper längs den ram­ penförmig abgeschrägten Bodenflächen der Ausnehmungen am Umfang der Seilrolle, in welchen die Wälzkörper ge­ lagert sind, wodurch diese zwischen der Fläche der Aus­ nehmung und der die Wälzkörper umziehenden gehäusefesten Fläche verklemmt werden.

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

Fig. 1 einen Querschnitt einer Ausführungsform des Rotations-Gurtstraffers im Bereich seiner Seil­ rolle;

Fig. 2 einen auf den Bereich des Gurtstraffer-Dreh­ antriebs beschränkten Längsschnitt derselben Ausführungsform; und

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsansicht der in Fig. 1 und 2 gezeigten Teile.

Der Rotations-Gurtstraffer weist einen allgemein U-för­ migen Rahmen 10 auf, in dessen Seitenteilen eine Spindel 12 drehbar gelagert ist, auf welcher das Gurtband des Sicherheitsgurtes teilweise aufgerollt ist. An dem in der Zeichnung nicht gezeigten Ende der Spindel 12 be­ findet sich ein normaler Aufroll- und Blockiermechanis­ mus, dessen Einzelheiten herkömmlich sind und daher hier nicht näher beschrieben werden. Dieser Mechanismus um­ faßt in wohlbekannter Weise eine am Ende der Spindel an­ greifende 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 und in der Zeichnung dargestellten Seite des Rotations-Gurtstraffers befinden sich dessen Funktions­ teile, die für die Gurtstrafferfunktion benötigt werden. Hierzu gehören ein Zugseil 14, an dem bei Auslösung des Gurtstraffers eine Zugkraft ausgeübt wird, beispielsweise durch einen pyrotechnischen Linearantrieb, eine Träg­ heitsmasse, eine vorgespannte Feder oder dergleichen. Das Zugseil 14 greift am Umfang einer Seilrolle 16 an, um die mehrere Windungen herumgelegt sind. Die Seilrolle 16 ist durch einen Scherstift oder dergleichen lösbar an dem mit dem Rahmen 10 fest verbundenen Gehäuse 11 gehal­ ten. Ein axiales Ende 20 der Spindel 12 erstreckt 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 auf­ genommen ist. Die Wälzkörper 24 werden durch einen Käfig 25 gehalten. 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. Durch die am Zugseil 14 bei Aktivierung des Gurtstraf­ fers wirksam werdende Zugkraft wird die Seilrolle 16 vom Gehäuse 11 gelöst, wobei die Wälzkörper 24 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Seilrolle 16 und dem Ende 20 der Spindel 12 herstellen. Die Spindel 12 wird daher über die Seilrolle 16 mit hoher Beschleuni­ gung in Gurtaufrollrichtung angetrieben.

Die Seilrolle 16 ist auf ihrer der Spindel 12 zugewand­ ten Seite mit einem allgemein zylindrischen Ansatz 70 versehen, an dessen Umfangsfläche Ausnehmungen 72 a, 72 b, 72 c gebildet sind. Jede dieser Ausnehmungen 72 a, 72 b, 72 c weist eine rampenförmig zum Umfang des Ansatzes 70 hin auslaufende Fläche auf und beherbergt einen Wälz­ körper 74. Die Wälzkörper 74 werden von einer zylindri­ schen Umfangsfläche 76 des Gehäuses 11 mit geringem radialem Spiel umzogen. Die Wälzkörper 74 bilden in Verbindung mit den rampenartig verlaufenden Ausnehmun­ gen 72 a, 72 b, 72 c und der gehäusefesten Fläche 76 ein Klemmgesperre, welches die Drehung der Seilrolle 16 in Gurtabzugsrichtung sperrt, die entgegengesetzte Drehung jedoch nicht behindert.

Auf dem Ende 20 der Spindel 12 ist eine Massescheibe 78 frei drehbar gelagert. Die Massescheibe 78 ist mit radi­ alen Ansätzen 80 versehen, an denen jeweils ein Wälz­ körper 74 auf derjenigen seiner Seiten anliegt, welche von der Drehbewegung der Seilrolle 16 in Gurtaufroll­ richtung abgewandt ist. Die Gurtaufrollrichtung ist in Fig. 1 durch einen Pfeil A, die Sperrichtung des Klemm­ gesperres durch einen Pfeil B verdeutlicht. Die Masse­ scheibe 78 erhöht die Ansprechgeschwindigkeit des Klemm­ gesperres. Bei einem Gurtstraffvorgang dreht sich die Seilrolle 16 mit hoher Beschleunigung in Richtung des Pfeiles A, wobei die Massescheibe 78 über die Wälzkör­ per 74 mitgenommen wird. Nach Beendigung des Gurtstraff­ vorganges ist die Massescheibe 78 aufgrund ihrer Massen­ trägheit bestrebt, weiter zu rotieren. Dabei drückt sie die Wälzkörper 74 an den rampenförmigen Bodenflächen der Ausnehmungen 72 a, 72 b, 72 c hoch und in Klemmeingriff mit der gehäusefesten Fläche 76, wodurch die Drehung der Seilrolle 16 in Gurtabzugsrichtung (Pfeil B) gesperrt wird. Die am Ende des Gurtstraffvorganges im Gurtsystem gespeicherte potentielle Energie ist bestrebt, die Spin­ del 12 mit hoher Drehbeschleunigung in Gurtabzugsrich­ tung zu drehen. Da die Seilrolle 16 aber über die Wälz­ körper 74 kraftschlüssig mit der Spindel 12 gekuppelt bleibt und gegen Drehung in Gurtabzugsrichtung durch das Klemmgesperre gesperrt ist, kann die Spindel 12 allen­ falls eine Drehung über einen kleinen Drehwinkel in Gurt­ abzugsrichtung ausführen, woraufhin der normale Blockier­ mechanismus in Tätigkeit tritt, der für die am Gurt auf­ tretende hohe Last dimensioniert ist. Hierfür eignet sich in bekannter Weise ein Sperrmechanismus mit Sperr­ verzahnung an einem axialen Ende der Spindel und einer von außen einsteuerbaren Sperrklinke, die am Gehäuse ge­ lagert ist und deren Eingriff mit der Sperrverzahnung durch einen Auslösemechanismus gesteuert wird, der auf die Gurtbandbeschleunigung in Gurtabzugsrichtung an­ spricht.

Claims (3)

1. Rotations-Gurtstraffer für Sicherheitsgurte, ins­ besondere in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Gehäuse 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 zum Antreiben der Spindel in Gurtaufrollrich­ tung beim Eintreten von auf einen Unfall schließen lassenden Umständen vorgesehenen Gurtstraffer-Drehan­ trieb, der eine lösbar am Gehäuse gehaltene und mit der Spindel durch einen Kupplungsmechanismus kuppelbare Zugmittelrolle aufweist, an deren Umfang ein Zugmittel angreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugmittelrolle (16) ein ihrer Drehung in Gurtabzugsrichtung (B) sperren­ des Klemmgesperre (74, 72 a, 72 b, 72 c, 76) zugeordnet ist.

2. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmgesperre aus in Ausnehmun­ gen (72 a, 72 b, 72 c) an einer Umfangsfläche der Seilrolle (Ansatz 70) gelagerten Wälzkörpern (74) und einer die Wälzkörper (74) umziehenden gehäusefesten Fläche (76) gebildet ist.

3. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine lose drehbar an dem Gehäuse ge­ lagerte Massescheibe vorgesehen ist, die radiale Ansätze (80) aufweist, an denen jeweils ein Wälzkörper (74) auf derjenigen seiner Seiten anliegt, welche von der Dreh­ bewegung der Seilrolle (16) in Gurtaufrollrichtung (A) abgewandt ist.