DE3600416A1

DE3600416A1 - Passiv-sicherheitsgurt mit einer antriebsvorrichtung zur bewegung eines endbeschlages

Info

Publication number: DE3600416A1
Application number: DE19863600416
Authority: DE
Inventors: Artur 7060 Schorndorf-Haubersbonn Föhl
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1986-01-09
Publication date: 1986-11-06
Also published as: GB8821252D0; AU567413B2; BR8601790A; GB8609952D0; AU5607286A; IT1237441B; SE8601820L; SE8601820D0; SE9000804L; DE3600416C2; IT8620039A0; GB2175193A; GB2208587B; CA1250270A; SE9000804D0; US4703949A; FR2587283A1; ES554298A0; GB2208587A; ES8704401A1

Description

PRINZ, LEISER, BUNKE &_r PARTNER

Patentanwälte · European P,stent Attorneys

Ernsbergerstraße 19 · 8000 München 60 ^ fi Π fl A 1 fi

9. Januar 1986

TRW Repa GmbH
Industriestraße 20
7077 Alfdorf

Unser Zeichen: 3605

Passiv-Sicherheitsgurt mit einer Antriebsvorrichtung zur Bewegung eines Endbeschlages

Die Erfindung geht aus von einem Passiv-Sicherheitsgurt der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Ein solcher Passiv-Sicherheitsgurt enthält eine Antriebsvorrichtung zur Bewegung eines Endbeschlages längs einer Führung über ein flexibles Zug- und Schubmittel/ das mit einem elektromotorischen Antrieb über eine vorzugsweise als Schneckengetriebe ausgebildete Übertragungsanordnung antriebsmäßig gekoppelt ist.

10[// Bei derartigen herkömmlichen Passiv-Sicherheitsgurten besteht das Zug- und Schubmittel beispielsweise aus einem kunststoffummantelten Stahlseil, das auf einer Seiltrommel auf- und abgespult wird. Diese Seiltrommel wird durch einen Elektromotor mit nachgeschaltetem Schneckenradgetriebe angetrieben. An den Enden der Führung des Endbeschlages sind Endschalter angeordnet, die bei

Erreichen der jeweiligen Endstellung des Beschlages betätigt werden und den Elektromotor stillsetzen.

Bei anderen Bauformen wird als Zug- und Schubmittel ein gelochtes Band aus Kunststoffmaterial verwendet, dessen Lochung mit der Antriebsverzahnung am Außenumfang eines zylindrischen Übertragungselementes in Eingriff steht, das an die Abtriebsseite des zwischengeschalteten Schnekkengetriebes angekoppelt ist. Die zur Führung vorgesehene Führungsschiene ist zweiläufig ausgebildet, so daß parallel zu dem gelochten Band ein darin eingehängter Beschlag mitgeschleppt wird.

Passiv-Sicherheitsgurte müssen über viele Jahre wartungsfrei und mit größter Zuverlässigkeit arbeiten. Sollte die Antriebsvorrichtung zur Bewegung des Endbeschlages dennoch aus irgendeinem Grunde ausfallen, muß die Möglichkeit bestehen, daß der Insasse des Fahrzeuges den Endbeschlag manuell in die erforderliche Endstellung bewegen kann, um sich anzugurten. Die manuelle Verstellung des Endbeschlages in die normale Anlegestellung sollte ohne großen Kraftaufwand möglich sein. Da das zwischengeschaltete Getriebe üblicherweise als Schneckengetriebe ausgebildet und daher selbsthemmend ist, kann eine manuelle Verschiebung des Endbeschlages aber erst erfolgen, wenn der Endbeschlag von dem Zug- und Schubmittel gelöst ist. Bei Ausbildung des Zug- und Schubmittels als gelochtes Kunststoffband kann dies beispielsweise erfolgen, indem der Endbeschlag aus der Lochung des Kunststoffbandes ausgehängt wird. Bei Ausbildung des Zug- und Schubmittels als kunststoffummanteltes Stahlseil ist jedoch der Endbeschlag im allgemeinen fest an das Stahlseil angeschlossen, um mit diesem mitgeschleppt zu werden, so daß eine manuelle Bedienung nur möglich ist, indem der Anker des Elektromotors oder die von diesem angetriebene Getriebeschnecke manuell verdreht wird, was beispielsweise mittels eines Schraubenziehers oder dergleichen erfolgen kann, jedoch sehr zeitraubend ist, da eine

große Anzahl von Umdrehungen erforderlich ist, um die volle Bewegungsstrecke des Endbeschlages zu durchfahren.

Bei den bekannten Passiv-Sicherheitsgurten ist die im Falle einer Störung erforderliche manuelle Bewegung des Endbeschlages in die Anlegeposition überaus umständlich, so daß in vielen Fällen nicht erwartet werden kann, daß der Insasse von der Möglichkeit des manuellen Anlegens des Sicherheitsgurtes Gebrauch machen wird.

iL Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Passiv-Sicherheitsgurt der eingangs beschriebenen Art die Antriebsvorrichtung zur Bewegung des Endbeschlages längs seiner Führung dahingehend weiterzuentwickeln, daß bei einem Ausfall dieser Antriebsvorrichtung der Endbeschlag leicht und schnell von Hand in die erforderliche Endposition zum Anlegen des Sicherheitsgurtes verschoben werden kann.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Passiv-Sicherheitsgurt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Passiv-Sicherheitsgurtes ist bereits das Zug- und Schubmittel im Ruhezustand von der Antriebsvorrichtung entkoppelt, so daß der Endbeschlag von Hand leicht in beiden Richtungen verschoben werden kann. Die zwischen der Abtriebsseite der beispielsweise als Schneckengetriebe ausgebildeten übertragungsanordnung und dem in Antriebseingriff mit dem Zug- und Schubmittel stehenden Übertragungselement angeordnete Kupplung wird erst beim Einschalten des Elektromotors eingerückt; erst im eingerückten Zustand der Kupplung sind die Abtriebsseite der Übertragungsanordnung und das übertragungselement drehfest miteinander gekoppelt.

Bei einer einfachen und kostengünstig in großen Stückzahlen herstellbaren Ausführungsform der Erfindung ist die

Kupplung mechanisch ausgebildet und beruht insbesondere auf der Relativverschiebung zwischen einem Kupplungsteil und einem mit Massenträgheit behafteten Steuerteil, wodurch gewährleistet wird, daß die Kupplung nur einrücken kann, wenn die Antriebsvorrichtung mit ausreichender Drehzahl antreibt, um die durch Massenträgheit verursachte Relativbewegung des Steuerteils hervorzurufen. Bei nicht oder nicht einwandfrei arbeitendem Antrieb des Passiv-Sicherheitsgurtes bleibt somit die Kupplung ausgerückt, so daß die leichte Verstellbarkeit des Endbeschlages von Hand gewährleistet ist.

Bei aufwendigeren Ausführungsformen ist die Kupplung elektromagnetisch ausgebildet und weist zwei Kupplungsteile auf, die durch Magnetkraft in Reibungsschluß oder Formschluß gesteuert werden. Die Steuerung des Elektromagneten der elektromagnetischen Kupplung spricht dabei auf die Funktion der Antriebsvorrichtung an, so daß die Kupplung nur dann eingerückt wird, wenn die Antriebsvorrichtung einwandfrei arbeitet.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Passiv-Sicherheitsgurtsystem mit einem längs einer Führung über ein Zug- und Schubmittel bewegbaren Endbeschlag, einer drehantreibbaren Trommel, an der das eine Ende des Zug- und Schubmittels verankert ist sowie auf der das Zug- und Schubmittel unter Zug aufrollbar und von der es unter Schub abrollbar ist, und mit einer die Trommel im Abstand unter Bildung eines Aufnahmeräumes für das Zug- und Schubmittel umgebenden Umkapselung.

Bei einem Passiv-Sicherheitsgurtsystem der eingangs beschriebenen Art ist das Ende des Zug- und Schubmittels beispielsweise mit einer aufgepreßten abgewinkelten Kausehe versehen, die in eine Ausnehmung am Umfang der Trommel auf deren einer axialen Seite eingehängt ist. Beim Antreiben des Endbeschlages in Schubrichtung durch

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Drehung der Trommel können Funktionsstörungen dadurch auftreten, daß der Endbeschlag direkt oder indirekt in seiner Bewegung gehemmt, beispielsweise festgehalten oder verklemmt wird, wodurch der Antriebsmotor, welcher die Trommel antreibt, ein hohes Drehmoment nahe seinem Kurzschluß drehmoment entwickelt. Dieses hohe Drehmoment kann ein Ausknicken desjenigen Abschnittes des Zug- und Schubmittels zur Folge haben, der sich zwischen der Ein- und Auslauföffnung und der Umfangsoberfläche der Trommel befindet. Dieser ausgeknickte Abschnitt des Zug- und Schubmittels kann sich in dem Aufnahmeraum verklemmen, der zwischen der Umfangsoberfläche der Trommel und der diese umgebenden Umkapselung gebildet ist. Das so verklemmte Zug- und Schubmittel kann dann weder weiter abgerollt, noch wieder aufgerollt werden. Auch eine manuelle Betätigung zur Verschiebung des Endbeschlages ist nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Lösung dieses Problems durch eine Begrenzung des Antriebsdrehmoments, beispielsweise mittels einer Rutschkupplung, nicht günstig ist, da das normale Betriebsdrehmoment bei niedrigen Temperaturen und der dadurch bedingten Steifigkeit des Zug- und Schubmittels bereits sehr nahe bei dem Kurzschlußdrehmoment des Antriebsmotors liegt; wäre eine Rutschkupplung eingefügt, so wäre im Normalbetrieb bei niedrigen Temperaturen die Funktion nicht mehr sichergestellt.

Der Erfindung liegt daher weiterhin die Aufgabe zugrunde, bei einem Passiv-Sicherheitsgurtsystem der oben angegebenen Art die Funktionssicherheit dahingehend zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln ein Ausknicken und dadurch verursachtes Verklemmen des Zug- und Schubmittels im Bereich der Trommel sicher auch dann vermieden wird, wenn die Bewegung des Zug- und Schubmittels im Schubbetrieb direkt oder indirekt auf irgendeine Weise gehemmt wird.

Diese Aufgabe wird bei dem oben angegebenen Passiv-Sicherheitsgurtsystem erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zumindest annähernd tangential zum Umfang der Trommel orientierte Ein- und Auslauföffnung für das Zug- und Schubmittel auf der einen axialen Seite des Trommelumfanges angeordnet ist und daß das Ende des Zug- und Schubmittels auf der gegenüberliegenden axialen Seite des Trommelumfanges an der Trommel derart gehalten ist, daß seine axiale Neigung gegen die Umfangsrichtung der Trommel auf einen Winkel begrenzt ist, der klein genug ist, um ein Abknicken des Zug- und Schubmittels unter erhöhter Schubbeanspruchung zur Seite der Ein- und Auslauföffnung hin zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Verklemmung des Zug- und Schubmittels durch Ausknicken desselben besonders dann auftritt, wenn sein am Umfang der Trommel schwenkbeweglich verankertes Ende so weit verschwenkt werden kann, daß sich das Zug- und Schubmittel an derjenigen radialen Begrenzungswand des Aufnahmeraumes abstützt, die der Seite gegenüberliegt, an welcher das Zug- und Schubmittel verankert ist. Dieses nimmt dann durch die zunehmende Stauchung eine S-Form an, wobei es sich auch auf der gegenüberliegenden radialen Begrenzungswand des Aufnahmeraumes abstützt. Bei weitergehender Stauchung kann dann das Zug- und Schubmittel in denjenigen Abschnitt des Aufnahmeraumes ausweichen, der sich in Umfangsrichtung der Trommel und in Abrollrichtung derselben betrachtet hinter der Ein- und Auslauföffnung für das Zug- und Schubmittel befindet. Dort kann sich das Zug- und Schubmittel dann unlösbar verklemmen. Dieses Problem wird gemäß der Erfindung auf einfache Weise dadurch gelöst, daß das verankerte Ende des Zug- und Schubmittels an einer zu großen axialen Neigung gegenüber der Umfangsrichtung der Trommel gehindert wird. Wie groß in der Praxis der Neigungswinkel des Endes gegenüber der Umfangsrichtung sein darf, hängt von der Steifigkeit des Zug- und

Schubmittels ab. Als zweckmäßig hat sich erwiesen, diesen Neigungswinkel durch Anschlagmittel auf höchstens 45°,
vorzugsweise etwa 30° zu begrenzen. Als Anschlagmittel ist gemäß einer besonders vorteilhaften, weil einfachen Ausführungsform eine Einlegenut für das Ende des Zug- und
Schubmittels in der Oberfläche der Trommel vorgesehen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, das Ende des Zug- und Schubmittels unter einem radialen Neigungswinkel gegen die Umfangsrichtung der Trommel an deren einer Stirnfläche zu

verankern, vorzugsweise indem das Ende des Zug- und Schubmittels in eine Ausnehmung der Stirnfläche eingelegt oder eingehängt wird. Wenn das Zug- und Schubmittel an der Umfangsflache der Trommel verankert wird, so ist vorzugsweise eine entsprechend dem Verschwenkungswinkel geformte Aussparung in der Umfangsflache der Trommel gebildet, um
das Zug- und Schubmittel dort zu verankern und gleichzeitig seinen Neigungswinkel gegenüber der Umfangsrichtung
der Trommel zu begrenzen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der

Erfindung weist in der Endstellung des Endbeschlages, die dem von der Trommel abgerollten Zug- und Schubmittel entspricht, die Verankerungsstelle des Endes dieses Zug- und Schubmittels in Umfangsrichtung von der Ein- und Auslauf-Öffnung einen Abstand auf, der mindestens gleich der axialen Breite der Trommel ist. Auf diese Weise wird eine zu
starke Krümmung des Zug- und Schubmittels in seinem Endabschnitt zwischen der Verankerungsstelle an der Trommel
und der Ein- und AuslaufÖffnung vermieden, besonders wenn das Ende des Zug- und Schubmittels in Tangential- oder
Umfangsrichtung der Trommel an dieser festgelegt ist.

Eine besonders zweckmäßige, raumsparende Ausführungsform
besitzt eine Trommel mit zylindrischer Umfangsflache. Bei anderen Ausführungsformen ist die Umfangsflache der Trommel kegelstumpfförmig.

\p Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines

Passiv-Sicherheitsgurtes in einem Kraftfahrzeug;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Führungsund Antriebssystems für einen Endbeschlag des in Fig. 1 gezeigten Passiv-Sicherheitsgurtes;

Fig. 3 einen Querschnitt einer Kupplung der Antriebsvorrichtung längs Linie III-III in Fig. 4;

Fig. 4 einen Längsschnitt der Antriebsvorrichtung; Fig. 5 eine Explosivansicht der Antriebsvorrichtung;

Fig. 6 eine schematische Perspektivansicht einer Antriebstrommel und eines bandförmigen Zug- und Schubmittels nach einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 7 eine schematisch gezeigte Abwicklung eines Teils der Umfangsflache einer Trommel, auf welcher ein Zug- und Schubmittel aufgerollt bzw. von der es abgerollt wird;

Fig. 8 eine Skizze, die eine Ausführungsform mit zylindrischer Trommel in Draufsicht und in Stirnansicht zeigt; und

Fig. 9 eine Skizze, welche eine weitere Ausführungsform

in Draufsicht und in Stirnansicht zeigt.

Das in Fig. 1 gezeigte, in ein Kraftfahrzeug eingebaute Passiv-Sicherheitsgurtsystem umfaßt einen am Fahrzeugaufbau oder -sitz befestigten Gurtaufroller 1, auf dem ein Gurtband 2 des Sicherheitsgurtes aufgerollt ist, einen Endbeschlag 4 am freien Ende des Gurtbandes 2 und eine Führungsschiene 5 zur Führung des Endbeschlages 4 zwischen einer Anlegeposition und einer Ruheposition« Die Anlegeposition ist in Fig. 1 mit durchgezeichneten Linien verdeutlicht; die Ruheposition, die auch als Aus- und Einsteigeposition bezeichnet werden kann, ist strichpunktiert verdeutlicht und durch das Bezugszeichen 6 bezeichnet.

Das in Fig. 2 schematisch verdeutlichte Antriebs- und Führungssystem für den Passiv-Sicherheitsgurt umfaßt eine Antriebsvorrichtung mit einem Elektromotor 7, einem Getriebe 8 und einem Trommelspeicher 9. Ferner sind in Fig. 3 an den beiden Enden der Führungsschiene 5, die der Anlegeposition bzw. Ruheposition entsprechen,zugeordnete Endschalter 10 und 11 dargestellt. Diese Endschalter werden betätigt, wenn der Endbeschlag 4 die zugehörige Endstellung erreicht hat. Der Antrieb des Endbeschlages 4 erfolgt bei der gezeigten Ausführungsform über einen Seilzug, dessen kunststoffummanteltes Stahlseil 33 in einem Außenzug geführt ist.

Eine mechanische Ausführungsform einer zwischen der Antriebsseite des Getriebes 8 und dem Trommelspeicher 9 angeordneten Kupplung ist in den Figuren 3 bis 5 verdeutlicht.

Das Getriebe 8 ist ein Schneckengetriebe, welches in einem Getriebegehäuse 12 untergebracht ist. An dem Getriebegehäuse 12 ist der Elektromotor 7 angeflanscht. Die Antriebswelle 13 des Elektromotors 7 ist an ihrem freien Ende als Schnecke 14 ausgebildet. Auf einem in das Getriebegehäuse 12 eingepreßten Lagerbolzen 15 ist ein Schneckenrad 16 drehbar gelagert. Das Schneckenrad 16, welches mit der Schnecke 14 kämmt, ist einteilig ausgebildet mit einem Flansch 17, der eine sich von seinem Außenumfang radial einwärts erstreckende Radialnut 18 aufweist. In dieser Radialnut 18 greift mit geringem Spiel ein zapfenförmiger Ansatz 19 eines ein Kupplungsteil bildenden Zahnschiebers 20 ein. Dieser Zahnschieber 20 besitzt Führungsstollen 21 und 22, die in passend ausgebildeten Radialnuten 23, 24 einer Trägheitsscheibe 25 gleitverschiebbar sind. Die Radialnuten 23, 24 der Trägheitsscheibe 25 erstrecken sich vom Außenumfang der Trägheitsscheibe 25 einwärts bis nahe an einen Nabenteil der Trägheitsscheibe 25 und liegen auf einem gemeinsamen Durchmesser derselben. Die Trägheitscheibe 25 ist eine ausgewuchtete Metallscheibe. Das Schneckenrad 16 weist auf seiner der Trägheitsscheibe 25 zugekehrten Seite eine Nabe auf, die sich durch die mittlere Lageröffnung im Nabenteil der Trägheitsscheibe 25 hindurch erstreckt und einen Einstich 26 aufweist, in den ein Sicherungsring 27 eingesetzt ist, durch welchen der aus Schneckenrad 16, Flansch 17, Zahnschieber 20 und Trägheitsscheibe .25 gebildete Kupplungsteil auf dem Lagerbolzen 15 axial zusammengehalten wird.

Als mit dem kunststoffummantelten Stahlseil 33 zusammenwirkendes übertragungselement ist eine zumindest annähernd hohlzylindrische Seiltrommel 28 vorgesehen, an

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deren Innenfläche eine Innenverzahung angebracht ist, die aus zwei in Axialrichtung nebeneinanderliegenden Innenzahnkränzen 29, 30 besteht. Die Verzahnung der Innenzahnkränze 29, 30 ist im Querschnitt sägezahnartig mit ausgeprägt verschiedener Länge des Zahnrückens und der Zahnbrust, und die Verzahnungen der Innenzahnkränze 29, 30 sind entgegengesetzt zueinander orientiert angeordnet .

Die miteinander zusammenwirkenden Teile der Kupplung sind der Zahnschieber 20 und die einteilig mit der Seiltrommel 28 ausgebildeten Innenzahnkränze 29, 30. Der Zahnschieber 20 weist an seinen radial äußeren Enden jeweils einen Kupplungszahn 31, 32 auf. Der Kupplungszahn 31 wirkt mit der Verzahnung des Innenzahnkranzes 29 und der Kupplungszahn 32 mit der Verzahnung des Innenzahnkranzes 30 zusammen. Da die Innenzahnkränze 29, 30 in Axialrichtung gegeneinander versetzt sind, sind auch die Kupplungszähne 31, 32 in Axialrichtung um ein gleiches Maß gegeneinander versetzt. Damit das aus den Innenzahnkränzen 29, 30 und der Seiltrommel 28 bestehende übertragungselement einteilig als Formteil hergestellt werden kann, weist der Innenzahnkranz 29 einen größeren Innendurchmesser als der Innenzahnkranz 30 auf.

Das kunststoffummantelte Stahlseil 33 weist an seinem an der Seiltrommel 28 angreifenden Ende eine Kausche 34 auf, die in einem Einhängehaken 35 endet, welcher in einer Ausnehmung 36 am Umfang der Seiltrommel 28 einhängbar ist. Eine topfförmige Kapsel 37 ist über den Umfang der Seiltrommel 28 aufgesetzt und mit Schrauben 38 am Körper der Seiltrommel 28 befestigt. Zwischen dem das Stahlseil 33 aufnehmenden zylindrischen Außenumfang der Seiltrommel 28 und der Innenfläche der Kapsel 37 verbleibt ein ausreichendes Spiel 39 zum Speichern des auf die Seiltrommel 28 aufgerollten Stahlseils 33. Auch die Seiltrommel 28 ist auf dem Lagerbolzen 15 drehbar ge-

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lagert; ihre axiale Sicherung erfolgt mittels eines Sicherungsrings 40, der in eine Nut 41 am freien Ende des Lagerbolzens 15 eingesetzt ist.

Die beschriebene Kupplung arbeitet folgendermaßen: Beim Einschalten des Elektromotors 7 dreht sich das Schneckenrad 16 mit dem Flansch 17 beispielsweise in der durch einen Pfeil 42 in Fig. 5 angegebenen Richtung. Die Trägheitsscheibe 25 ist über die Führungsstollen 21, 22 des Zahnschiebers 20 sowie über den in die Radialnut 18 eingreifenden zapfenförmigen Ansatz 19 mit dem Schneckenrad 16 gekoppelt. Da die Trägheitsscheibe 25 sich aufgrund ihrer Massenträgheit der Drehbewegung widersetzt, wird durch das nach Art einer Kurbel im Bereich des Eingriffs des Ansatzes 19 mit der Radialnut 18 erzeugte Drehmoment der Zahnschieber 20 in der durch den Pfeil verdeutlichten Radialrichtung auswärts verlagert, wobei die FührungsstoIlen 21, 22 in den Radialnuten 23, 24 der Trägheitsscheibe 25 leicht gleiten. Die radiale Auswärtsbewegung des Zahnschiebers 20 dauert an, bis der Kupplungszahn 32 in Eingriff mit der Verzahnung des Innenzahnkranzes 30 gelangt. Beim Betrieb des Elektromotors im entgegengesetzten Sinn gelangt statt dessen der Kupplungszahn 31 mit der Verzahnung des Innenzahnkranzes in Eingriff. In diesem Zustand ist die Kupplung eingerückt, so daß die Seiltrommel 28 drehfest mit dem Schnekkenrad 16 gekoppelt ist. Bei der in Fig. 5 anhand eines weiteren Pfeiles 42 verdeutlichten Drehrichtung der Seiltrommel 28 wird das Stahlseil 33 auf dem Außenumfang der Seiltrommel 28 aufgespult.

Wenn nun die Antriebsvorrichtung ausfällt, beispielsweise der Elektromotor 7 defekt ist oder das Schneckengetriebe klemmt, ergreift der Fahrzeuginsasse den Endbeschlag 4 und verschiebt ihn in der einen oder anderen Richtung. Bei Verschiebung in der geeigneten Richtung gleitet der rampenförmige Zahnrücken des Kupplungszahnes 31 oder 32 auf der entsprechenden Rampe des Innen-

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Zahnkranzes 29 oder 30 in Radialrichtung einwärts, wodurch der betreffende Kupplungszahn außer Eingriff mit dem entsprechenden Innenzahnkranz gebracht wird. Durch leichtes Hin- und Herbewegen des Endbeschlages 4 kann also die Kupplung ausgerückt werden. Anschließend ist dann die Seiltrommel 28 frei drehbar, so daß auch der Endbeschlag 4 in seiner Führungsschiene 5 leicht von Hand verschiebbar ist. Die Kupplung wird erst wieder eingerückt, wenn die Antriebsvorrichtung einwandfrei arbeitet, das Schneckenrad 16 sich also mit ausreichender Drehzahl dreht, um durch die Wirkung der Trägheitsscheibe 25 den Zahnschieber 20 in Radialrichtung auswärts verlagern zu können.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist das Kupplungsgegenteil zu dem Zahnschieber 20 eine Antriebstrommel 28', die in gleicher Weise wie die Seiltrommel bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit Innenzahnkränzen 29, 30 ausgestattet ist. Der Außenumfang der Antriebstrommel 28' ist mit einer Verzahnung 51 versehen, die komplementär zu einer Lochung 50 eines als Zug- und Schubmittel verwendeten Antriebsbandes 52 ausgebildet ist. Die Lochung 50 besteht aus regelmäßig voneinander beabstandeten Löchern. Ein Ende des nur bruchstückhaft gezeigten Antriebsbandes 52 ist mit dem Endbeschlag 4 verbunden, während das andere Ende in einem Aufnahmeköcher gespeichert wird.

Die beschriebenen Ausführungsformen unterscheiden sich nur in der Ausbildung des mit dem Zug- und Schubmittel in Antriebsverbindung stehenden Übertragungselementes, das im einen Fall als Seiltrommel 28 und im anderen Fall als Antriebstrommel 28' ausgebildet ist. Bei beiden Ausführungen ist dieses Übertragungselement gleichzeitig das Kupplungsgegenteil zu dem das andere Kupplungsteil bildenden Zahnschieber 20. Bei beiden Ausführungsformen ist ferner das übertragungselement ein einstückiges

Formteil, an dessen Innenfläche die Zahnkränze 29, 30 angeformt sind.

Bei einer in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform ist die zwischen dem Getriebe 8 und dem als Antriebstrommel oder Seiltrommel ausgebildeten übertragungselement eingeschaltete Kupplung als durch einen Elektromagneten gesteuerte Reibungs- oder Formschlußkupplung ausgebildet. Die Steuerung des Elektromagneten erfolgt über einen Fühler, der erst anspricht, wenn die Antriebsvorrichtung einwandfrei arbeitet. Diese Ausführungsform ist insofern leistungsfähiger als die bisher beschriebene, als die Kupplung nicht erst durch leichtes Hin- und Herschieben des Endbeschlages 4 ausgerückt werden muß; der Endbeschlag 4 ist vielmehr unmittelbar frei von Hand bewegbar, solange die Antriebsvorrichtung nicht einwandfrei arbeitet. Die mechanische Ausführung der Kupplung zeichnet sich aber durch Einfachheit und geringen Aufwand und infolgedessen durch niedrige Herstellungskosten aus.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 3 bis 5 besteht eine Besonderheit in der zylindrischen Umfangsfläche der Seiltrommel 28. Herkömmliche Seiltrommeln sind kegelförmig ausgebildet und eignen sich daher nicht zum Aufschieben des Zugseiles, dessen Windungen sich beim Auffüllen der kegeligen Aufnahmefläche allmählich verkürzen, wobei es zu Stauchungen kommt. Bei zumindest annähernd zylindrischer Ausbildung der Seiltrommel 28 kommt hingegen beim Auf- und Abspulen des Stahlseiles 33 pro Umdrehung der Seiltrommel 28 stets dieselbe Umfangslänge des Stahlseiles 33 zur Auf- bzw. Abwicklung, wodurch Stauchungen des Stahlseiles 33 vorgebeugt wird.

In Fig. 7 ist eine Teil-Draufsicht auf die abgewickelte Umfangsflache einer Seiltrommel 28 gezeigt, die zylindrisch oder kegelstumpfförmig sein kann. Die Seiltrommel 28 ist in der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Weise

von einer Umkapselung in Form einer Kapsel umgeben, von der in Fig. 7 nur die radialen seitlichen Begrenzungswände 37A und 37B gezeigt sind. Das mit einer verpreßten Kausche 34 versehene Ende des als Seil 33 ausgebildeten Zug- und Schubmittels ist an der Umfangsflache der Trommel 28 verankert, indem das abgewinkelte Ende der Kausche 34 in die Ausnehmung 36 eingehängt ist, welche sich auf der einen axialen Seite der Umfangsflache der Trommel 28 befindet. Das abgewinkelte Ende der Kausche 34 ist schwenkbeweglich in der Ausnehmung 3 6 gelagert. Das Seil 33 ist durch eine Ein- und Auslauföffnung 60 tangential an den Umfang der Trommel 28 herangeführt. Der normale Verlauf des Seils 33 zwischen der Ein- und Auslauföffnung 60 und seiner Verankerungsstelle am Umfang der Trommel 28 ist in Fig. 7 mit 33A bezeichnet. Er zeichnet sich dadurch aus, daß das Seil 33 zwischen der Ein- und Auslauföffnung 60 und seinem Verankerungspunkt an der Trommel 28 zunächst eine Krümmung zur Seite des Verankerungspunktes hin erfährt, dann einen Wendepunkt durchläuft und nach einem Bogen mit entgegengesetzter Krümmung in einem Abschnitt endet, der etwa tangential bzw. in Umfangsrichtung der Trommel 28 verläuft. Kommt es aber zu einer Hemmung der Schubbewegung des Seils 33 beim Abrollen von der Trommel 28 in der durch einen Pfeil A bezeichneten Abrollrichtung, beispielsweise indem die Bewegung des Endbeschlages kurz vor Erreichen seiner Endstellung gehemmt oder gebremst wird, so tritt eine Stauchung des Seils 33 auf, so daß dieses den in Fig. 7 mit durchgehenden Linien gezeichneten und mit 33B verdeutlichten Zustand annimmt, der annähernd S-förmig ist. Dabei stützt sich das Seil 33 auf den einander gegenüberliegenden Begrenzungswänden 37A und 37B ab. Bei weiterer Stauchung verlagert sich ein Teil des Seils 33 in der in Fig. 7 ebenfalls gestrichelt angedeuteten Weise in den Bereich des Aufnahmeraumes für das Seil 33, der in Abrollrichtung A der Trommel 28 hinter der Ein- und Auslauföffnung 60 liegt. Dieser Zustand des Seils

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ist in Fig. 7 mit 33C verdeutlicht. In diesem Zustand ist das Seil 33 ausgeknickt und derart in seinem Aufnahmeraum verklemmt, daß die weitere Abroll- und Aufrollfunktion des Seils 33 gestört ist. In diesem Zustand 33C wie bereits im Zustand 33B nimmt das mit der Kausche 34 versehene Ende des Seils 33 einen Neigungswinkel α gegenüber der Umfangsrichtung der Trommel 28 ein, der zuläßt, daß sich das Seil 33 an der Innenfläche der Begrenzungswand 37 abstützt. Gemäß der Erfindung ist nun vorgesehen, diesen axialen Neigungswinkel α auf einen so kleinen Wert zu begrenzen, daß das Seil 33 gehindert wird, sich an der radialen Begrenzungswand 37B abzustützen. Es wurde gefunden, daß dann sowohl die S-förmige Verformung (33B) des Seils 33 als auch das Ausknicken (33C) desselben auf einfache Weise verhindert wird.

Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 8 und 9 ist das Ende des Seils 33 an der Stirnfläche 28A bzw. 28B der Trommel 28 festgelegt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist die Trommel 28 zylindrisch, bei der Ausführungsform nach Fig. 9 kegelstumpfförmig. In beiden Fällen ist die Stirnfläche 28A bzw. 28B mit einer nutartigen, abgewinkelten Ausnehmung 62A bzw. 62B versehen, worin das Ende des Seiles 33 eingehängt und verankert ist. Wie aus der Stirnansicht der Figuren 8 und 9 ersichtlich ist, erstreckt sich das Seil 33 aus den Ausnehmungen 62A bzw. 62B unter einem geringen radialen Neigungswinkel $ heraus, um anschließend in eine Tangentialrichtung überzugehen und durch die Ein- und Auslauföffnung 60 zu verlaufen.

Wird bei einer anderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform das Ende des Seils 33 am Umfang der Trommel 28 verankert, so wird es ohne die in Fig. 7 gezeigte Kausche 34 ausgebildet und vorzugsweise in einer etwa in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmung der Umfangsflache der Trommel 28 verankert, wobei die seitlichen Begrenzungswände dieser Ausnehmung einen Anschlag

für die axiale Neigung des Seilendes bilden. Diese Ausnehmung wird also so bemessen, daß die Verschwenkung des Seilendes höchstens einem axialen Neigungswinkel entspricht, der deutlich kleiner als der Winkel α in Fig. 7 ist und bei dem gewährleistet ist, daß sich das Seil 33 nicht an der Begrenzungswand 37B abstützen kann. Wie groß der axiale Neigungswinkel zur Umfangsrichtung sein darf, hängt in der Praxis von den Eigenschaften des verwendeten Seiles, insbesondere von seiner Steifigkeit, sowie von den geometrischen Abmessungen der Trommel 28 ab. Durch Versuche kann in jedem Fall einfach ermittelt werden, wie groß der axiale Neigungswinkel des Seilendes sein darf. Er darf in der Regel nicht größer als 45° sein und beträgt im allgemeinen deutlich weniger als 45°, vorzugsweise höchstens 30°.

Wenn das Ende des Seiles 33 in Umfangsrichtung an der Trommel 28 verlaufend festgelegt ist, sei es an ihrer Stirnfläche oder an ihrer Umfangsflache, so sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung Maßnahmen dafür getroffen, daß die Krümmung des Seils 33 in seinem Endabschnitt zwischen der Ein- und Auslauföffnung 60 und seinem Verankerungspunkt an der Trommel 28 nicht zu groß wird, damit Beschädigungen des Seils 33 verhindert werden. Diese Maßnahmen bestehen vorzugsweise in einer ausreichend großen Bemessung der Länge des Seils 33, damit bei Erreichen der Endstellung des Endbeschlages 4 die in umfangsrichtung gemessene Länge L des Seilabschnitts zwischen Ein- und Auslauföffnung 60 und Verankerungsstel-Ie an der Trommel 28 ausreichend groß, vorzugsweise mindestens gleich der axialen Breite der Trommel 28 ist. Die Länge des Seils 33 kann aber gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dadurch vermindert werden, daß eine gewisse, jedoch begrenzte Verschwenkbarkeit des an der Trommel 28 verankerten Endes des Seils 33 vorgesehen wird. Hierdurch kann die Krümmung des Seils 33 in seinem Endabschnitt vermindert werden, ohne daß ein Ausknicken dieses Endabschnittes zu befürchten wäre.

Claims

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9. Januar 1986 TRW Repa GmbH

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7077 Alfdorf

Unser Zeichen: 3605

Patentansprüche

1. Passiv-Sicherheitsgurt mit einer Antriebsvorrichtung zur Bewegung eines Endbeschlages längs einer Führung über ein flexibles Zug- und Schubmittel, das mit einem elektromotorischen Antrieb über eine vorzugsweise als Schnekkengetriebe ausgebildete Übertragungsanordnung antriebsmäßig gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abtriebsseite der Übertragungsanordnung (14, 16) und einem kraftSchlussig mit dem Zug- und Schubmittel (33, 52) gekoppelten übertragungselement (Seiltrommel 28 bzw. Antriebstrommel 28') eine steuerbare Kupplung (20, 25, 29, 30) eingefügt ist, die auf Inbetriebnahme des elektromotorischen Antriebs (7) ansprechend eine Kupplungsverbindung zwischen der Abtriebsseite der Übertragungsanordnung (14, 16) und dem Übertragungselement (Seiltrommel 28 bzw. Antriebstrommel 28') herstellt.

2. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (20, 25, 29, 30) mechanisch

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und mit einem Trägheitskörper (25) ausgebildet ist, der drehschlüssig mit der Abtriebsseite der Übertragungsanordnung (14, 16) unter Zwischenschaltung eines radial
beweglichen Kupplungsteils (Zahnschieber 20) gekoppelt ist.

3. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmig ausgebildete Trägheitskörper (25) mit einer Führungseinrichtung (23, 24) zur Radialführung des Kupplungsteils (Zahnschieber 20)
versehen ist.

4. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (Zahnschieber 20) mit einem Ansatz (19) versehen ist, der in eine in Radialrichtung verlaufende Nut (18) an einem Flansch (17) auf der Abtriebsseite der Übertragungsanordnung
(14, 16) eingreift.

5. Passiv-Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil
(Zahnschieber 20) mit einem eine Innenverzahnung (29, 30) aufweisenden und mit dem übertragungselement (Seiltrommel 28 bzw. Antriebstrommel 28') verbundenen Kupplungsgegenteil zusammenwirkt und durch Radialverschiebung in bzw. außer Eingriff mit dieser Innenverzahnung (29, 30) bewegbar ist.

6. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsgegenteil (Seiltrommel bzw. Antriebstrommel 28') mit zwei axial nebeneinander angeordneten Innenzahnkränzen (29, 30) versehen ist und das Kupplungsteil (Zahnschieber 20) an seinen radial
äußeren Enden je einen von zwei in Axialrichtung gegeneinander versetzten Kupplungszähnen (31, 32) aufweist,

die mit dem einen bzw. anderen der beiden Innenzahnkränze (29, 3 0) zusammenwirken.

7. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung der Innenzahnkränze (29, 30) sägezahnartige Querschnittsform aufweist und daß die Verzahnung des einen Innenzahnkranzes (29) entgegengesetzt zu der des anderen (30) orientiert ist.

8. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenζahnkränze (29, 30) unterschiedlich große Innendurchmesser aufweisen und zu einem einzigen Formteil mit dem Übertragungselement (Seiltrommel 28 bzw. Antriebsstrommel 28') vereinigt sind.

9. Passiv-Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitskörper

(25) als ausgewuchtete Metallscheibe ausgebildet ist.

10. Passiv-Sicherheitsgurt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das übertragungselement an seinem Außenumfang als Seiltrommel (28) für das seilartige Zug- und Schubmittel (33) ausgebildet ist und daß über den Außenumfang der Seiltrommel (28) eine topfförmige Kapsel (37) mit ausreichendem radialem Abstand zur Unterbringung des Zug- und Schubmittels (33) aufgesetzt ist.

11. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Seiltrommel (28) zumindest annähernd zylindrisch ausgebildet ist.

12. Passiv-Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das übertragungselement als Antriebstrommel (28') ausgebildet ist, welche an ihrem Außenumfang mit einer Verzahnung (51) versehen ist, die komplementär zu den regelmäßig voneinander beabstandeten Antriebsöffnungen eines bandförmigen Zug- und Schubmittels (52) augebildet ist und mit diesen in Antriebseingriff steht.

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13. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung elektromagnetisch ausgebildet ist.

14. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Kupplung zwei unter Reibungsschluß miteinander drehfest in Eingriff steuerbare Kupplungsteile aufweist.

15. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Kupplung zwei unter Formschluß miteinander drehfest in Eingriff steuerbare Kupplungsteile aufweist.

16. Passiv-Sicherheitsgurtsystem mit einem längs einer Führung über ein Zug- und Schubmittel bewegbaren Endbeschlag, einer drehantreibbaren Trommel, an der das eine Ende des Zug- und Schubmittels verankert ist sowie auf der das Zug- und Schubmittel unter Zug aufrollbar und von der es unter Schub abrollbar ist, und mit einer die Trommel im Abstand unter Bildung eines Aufnahmeraumes für das Zug- und Schubmittel umgebenden Umkapselung, dadurch gekennzeichnet, daß eine zumindest annähernd tangential zum Umfang der Trommel (28) orientierte Ein- und Auslauföffnung (60) für das Zug- und Schubmittel (33) auf der einen axialen Seite des Trommelumfangs angeordnet ist und daß das Ende des Zug- und Schubmittels (33) auf der gegenüberliegenden axialen Seite des Trommelumfangs an der Trommel derart gehalten ist, daß seine axia-Ie Neigung gegen die Umfangsrichtung der Trommel (28) auf einen Winkel (α) begrenzt ist, der klein genug ist, um ein Abknicken des Zug- und Schubmittels (33) unter erhöhter Schubbeanspruchung zur Seite der Ein- und Auslauföffnung (60) hin zu verhindern.

17. Passiv-Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Neigungswinkel (α)

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des Endes des Zug- und Schubmittels (33) gegen die Umfangs richtung der Trommel durch Anschlagmittel begrenzt ist.

18. Passiv-Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmittel durch eine Einlegenut (62A, 62B) für das Ende des Zug- und Schubmittels (33) in der Oberfläche der Trommel (28) gebildet sind.

19. Passiv-Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Zug- und Schubmittels unter einem radialen Neigungswinkel (ß) gegen die Umfangsrichtung der Trommel (28) an deren einer Stirnfläche (28A, 28B) verankert ist.

20. Passiv-Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Zug- und Schubmittels am Umfang der Trommel (28) axial verschwenkbar verankert ist und sein axialer Verschwenkungswinkel (α) durch Anschlagmittel auf höchstens 45°, vorzugsweise etwa 30° begrenzt ist.

21. Passiv-Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (28A, 28B) der Trommel (28) mit einer Ausnehmung (62A, 62B) zum Einlegen des Endes des Zug- und Schubmittels (33) versehen ist.

22. Passiv-Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmittel durch eine dem axialen Verschwenkungswinkel (α) entsprechend geformte Aussparung in der Umfangsflache der Trommel (28) gebildet sind.

23. Passiv-Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüehe 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der Endstellung des Endbeschlages (4), die dem von der Trommel (28) abgerollten Zug- und Schubmittel (33) entspricht, die

Verankerungsstelle des Endes des Zug- und Schubmittels (33) in Ümfangsrichtung von der Ein- und AuslaufÖffnung (60) einen Abstand (L) aufweist, der mindestens gleich der axialen Breite der Trommel (28) ist. 5

24. Passiv-Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die ümfangsfläche der Trommel (28) zylindrisch ist.

25. Passiv-Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsflache der Trommel (28) kegelstumpfförmig ist.