DE3600416C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Passiv-Sicherheitsgurt der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Ein solcher Passiv-Sicherheitsgurt, der aus der US-PS 44 45 604 bekannt ist, enthält eine Antriebsvorrichtung zur Bewegung eines Endbeschlages längs einer Führung über ein flexibles Zug- und Schubmittel, das mit einem elektro­ motorischen Antrieb über eine vorzugsweise als Schnecken­ getriebe ausgebildete Übertragungsanordnung antriebsmäßig gekoppelt ist.

Bei herkömmlichen Passiv-Sicherheitsgurten besteht das Zug- und Schubmittel beispielsweise aus einem kunststoff­ ummantelten 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 jewei­ ligen 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 Schnec­ kengetriebes angekoppelt ist. Die zur Führung vorgesehe­ ne Führungsschiene ist zweiläufig ausgebildet, so daß parallel zu dem gelochten Band ein darin eingehängter Beschlag mitgeschleppt wird.

Passiv-Sicherheitsgurte müssen über viele Jahre wartungs­ frei und mit größter Zuverlässigkeit arbeiten. Sollte die Antriebsvorrichtung zur Bewegung des Endbeschlages dennoch aus irgendeinem Grunde ausfallen, muß die Mög­ lichkeit bestehen, daß der Insasse des Fahrzeuges den Endbeschlag manuell in die erforderliche Endstellung be­ wegen kann, um sich anzugurten. Die manuelle Verstellung des Endbeschlages in die normale Anlegestellung sollte ohne großen Kraftaufwand möglich sein. Da das zwischen­ geschaltete Getriebe üblicherweise als Schneckengetriebe ausgebildet und daher selbsthemmend ist, kann eine ma­ nuelle Verschiebung des Endbeschlages aber erst erfol­ gen, wenn der Endbeschlag von dem Zug- und Schubmittel gelöst ist. Damit bei einem Ausfall der Antriebsvorrich­ tung der Endbeschlag unmittelbar leicht und schnell von Hand in die erforderliche Endposition zum Anlegen des Sicherheitsgurtes verschoben werden kann, ist gemäß der US-PS 44 45 604 eine Kupplung vorgesehen, die 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 Schneckenge­ triebe ausgebildeten Übertragungsanordnung und dem in Antriebseingriff mit dem Zug- und Schubmittel stehenden Übertragungselement angeordnete Kupplung wird erst beim Einschalten des Elektromotors eingerückt; erst im einge­ rückten Zustand der Kupplung sind die Abtriebsseite der Übertragungsanordnung und das Übertragungselement dreh­ fest miteinander gekoppelt.

Die Kupplung des bekannten Passiv-Sicherheitsgurtes nach der US-PS 44 45 604 weist zwei mit einer Innenverzahnung eines Übertragungselementes zusammenwirkende, an einem Antriebsrad schwenkbar gelagerte Klinken auf. Diese bei­ den Klinken werden durch Zentrifugalkraft radial auswärts in Eingriff mit der Innenverzahnung bewegt, sobald die Antriebsscheibe eine ausreichende Drehzahl aufweist. Diese Kupplung spricht aber erst bei relativ hohen Drehzahlen an. Die Innenverzahnung und die Kupplungsklinken werden beim Einkuppeln hoch beansprucht und sind hohem Verschleiß ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Kupplung für einen Passiv-Sicherheitsgurt der eingangs angegebenen Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Passiv-Sicher­ heitsgurt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Passiv-Sicherheitsgurt beruht der Kupplungsvorgang auf der Relativverschiebung zwischen dem Kupplungsteil und einem mit Massenträgheit behafteten Steuerteil, wodurch gewährleistet wird, daß die Kupplung einrückt, sobald die Antriebsvorrichtung mit ausreichender Drehbeschleunigung antreibt, um die durch Massenträgheit verursachte Relativbewegung des Steuerteils hervorzurufen.

Eine besonders zweckmäßige, raumsparende Ausführungsform hat eine Trommel mit zylindrischer Umfangsfläche. Bei anderen Ausführungsformen ist die Umfangsfläche der Trom­ mel kegelstumpfförmig.

Einzelheiten einer Ausführungsform der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung und aus der Zeich­ nung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Passiv- Sicherheitsgurtes in einem Kraftfahrzeug;

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

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

Fig. 4 einen Längsschnitt der Antriebsvorrichtung;

Fig. 5 eine Explosivansicht der Antriebsvorrichtung; und

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

Das in Fig. 1 gezeigte, in ein Kraftfahrzeug eingebaute Passiv-Sicherheitsgurtsystem umfaßt einen am Fahrzeug­ aufbau 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 strich­ punktiert verdeutlicht und durch das Bezugszeichen 6 be­ zeichnet.

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. 2 an den beiden Enden der Führungsschiene 5, die der Anlegeposition bzw. Ruheposition entsprechen, zuge­ ordnete Endschalter 10 und 11 dargestellt. Diese End­ schalter werden betätigt, wenn der Endbeschlag 4 die zu­ gehörige Endstellung erreicht hat. Der Antrieb des End­ beschlages 4 erfolgt bei der gezeigten Ausführungsform über einen Seilzug, dessen kunststoffummanteltes Stahl­ seil 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 Fig. 3 bis 5 ver­ deutlicht.

Das Getriebe 8 ist ein Schneckengetriebe, welches in einem Getriebegehäuse 12 untergebracht ist. An das Ge­ triebegehäuse 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 ausge­ bildet mit einem Flansch 17, der eine sich von seinem Außenumfang radial einwärts erstreckende Radialnut 18 aufweist. In diese Radialnut 18 greift mit geringem Spiel ein zapfenförmiger Ansatz 19 eines ein Kupplungs­ teil bildenden Zahnschiebers 20 ein. Dieser Zahnschieber 20 hat Führungsstollen 21 und 22, die in passend aus­ gebildeten Radialnuten 23 und 24 einer Trägheitsscheibe 25 gleitverschiebbar sind. Die Radialnuten 23 und 24 der Träg­ heitsscheibe 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 Sicherungs­ ring 27 eingesetzt ist, durch welchen der aus Schnecken­ rad 16, Flansch 17, Zahnschieber 20 und Trägheitsscheibe 25 gebildete Kupplungsteil auf dem Lagerbolzen 15 axial zusammengehalten wird.

Als mit dem kunststoffummantelten Stahlseil 33 zusammen­ wirkendes Übertragungselement ist eine zumindest annä­ hernd hohlzylindrische Seiltrommel 28 vorgesehen, an deren Innenfläche eine Innenverzahung angebracht ist, die aus zwei in Axialrichtung nebeneinanderliegenden Innenzahnkränzen 29 und 30 besteht. Die Verzahnung der Innenzahnkränze 29 und 30 ist im Querschnitt sägezahnartig mit ausgeprägt verschiedener Länge des Zahnrückens und der Zahnbrust, und die Verzahnungen der Innenzahnkränze 29 und 30 sind entgegengesetzt zueinander orientiert ange­ ordnet.

Die miteinander zusammenwirkenden Teile der Kupplung sind der Zahnschieber 20 und die einteilig mit der Seil­ trommel 28 ausgebildeten Innenzahnkränze 29 und 30. Der Zahnschieber 20 weist an seinen radial äußeren Enden je­ weils einen Kupplungszahn 31 bzw. 32 auf. Der Kupplungszahn 31 wirkt mit der Verzahnung des Innenzahnkranzes 29 und der Kupplungszahn 32 mit der Verzahnung des Innenzahn­ kranzes 30 zusammen. Da die Innenzahnkränze 29 und 30 in Axialrichtung gegeneinander versetzt sind, sind auch die Kupplungszähne 31 und 32 in Axialrichtung um ein gleiches Maß gegeneinander versetzt. Damit das aus den Innenzahn­ kränzen 29 und 30 und der Seiltrommel 28 bestehende Über­ tragungselement einteilig als Formteil hergestellt wer­ den 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 eine 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 ver­ bleibt 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 lagert; ihre axiale Sicherung erfolgt mittels eines Si­ cherungsrings 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 Schnecken­ rad 16 mit dem Flansch 17 beispielsweise in der durch einen Pfeil 42 in Fig. 5 angegebenen Richtung. Die Träg­ heitsscheibe 25 ist über die Führungsstollen 21 und 22 des Zahnschiebers 20 sowie über den in die Radialnut 18 ein­ greifenden zapfenförmigen Ansatz 19 mit dem Schnecken­ rad 16 gekoppelt. Da die Trägheitsscheibe 25 sich auf­ grund ihrer Massenträgheit der Drehbewegung widersetzt, wird durch das nach Art einer Kurbel im Bereich des Ein­ griffs des Ansatzes 19 mit der Radialnut 18 erzeugte Drehmoment der Zahnschieber 20 in der durch den Pfeil 43 verdeutlichten Radialrichtung auswärts verlagert, wobei die Führungsstollen 21 und 22 in den Radialnuten 23 und 24 der Trägheitsscheibe 25 leicht gleiten. Die radiale Auswärts­ bewegung des Zahnschiebers 20 dauert an, bis der Kupp­ lungszahn 32 in Eingriff mit der Verzahnung des Innen­ zahnkranzes 30 gelangt. Beim Betrieb des Elektromotors 7 im entgegengesetzten Sinn gelangt statt dessen der Kupp­ lungszahn 31 mit der Verzahnung des Innenzahnkranzes 29 in Eingriff. In diesem Zustand ist die Kupplung einge­ rückt, so daß die Seiltrommel 28 drehfest mit dem Schnec­ kenrad 16 gekoppelt ist. Bei der in Fig. 5 anhand eines weiteren Pfeiles 42 verdeutlichten Drehrichtung der Seil­ trommel 28 wird das Stahlseil 33 auf dem Außenumfang der Seiltrommel 28 aufgespult.

Wenn nun die Antriebsvorrichtung ausfällt, beispielswei­ se der Elektromotor 7 defekt ist oder das Schneckenge­ triebe klemmt, ergreift der Fahrzeuginsasse den Endbe­ schlag 4 und verschiebt ihn in der einen oder anderen Richtung. Bei Verschiebung in der geeigneten Richtung gleitet der rampenförmige Zahnrücken des Kupplungszah­ nes 31 oder 32 auf der entsprechenden Rampe des Innen­ zahnkranzes 29 oder 30 in Radialrichtung einwärts, wo­ durch 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 ein­ gerückt, wenn die Antriebsvorrichtung einwandfrei arbei­ tet, das Schneckenrad 16 also mit ausreichender Beschleu­ nigung angetrieben wird, um durch die Wirkung der Träg­ heitsscheibe 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 Antriebs­ trommel 28′, die in gleicher Weise wie die Seiltrommel 28 bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit Innen­ zahnkränzen 29 und 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 Aufnahme­ köcher 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 Zahntrommel 28′ ausgebildet ist. Bei beiden Aus­ führungen 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 der Ausführungsform nach den Fig. 3 bis 5 besteht eine Besonderheit in der zylindrischen Umfangsfläche der Seiltrommel 28. Herkömmliche Seiltrommeln sind kegelför­ mig ausgebildet und eignen sich daher nicht zum Aufschie­ ben des Zugseiles, dessen Windungen sich beim Auffüllen der kegeligen Aufnahmefläche allmählich verkürzen, wobei es zu Stauchungen kommt. Bei zumindest annähernd zylin­ drischer Ausbildung der Seiltrommel 28 kommt hingegen beim Auf- und Abspulen des Stahlseiles 33 pro Umdrehung der Seiltrommel 28 stets dieselbe Umfangslänge des Stahl­ seiles 33 zur Auf- bzw. Abwicklung, wodurch Stauchungen des Stahlseiles 33 vorgebeugt wird.

Claims (9)

1. Passiv-Sicherheitsgurt für einen Kraftfahrzeuginsassen, mit einer Antriebsvorrichtung zur Bewegung eines Endbeschla­ ges (4) längs einer Führung mittels eines flexiblen Zug- und Schubmittels (33 bzw. 52), das mit einer elektromotorisch angetriebenen, vorzugsweise als Schneckengetriebe ausgebil­ deten Übertragungsanordnung (14, 16) antriebsmäßig koppelbar ist, mit einer zwischen der Antriebsseite der Übertragungs­ anordnung (14, 16) und einem mit dem Zug- und Schubmittel (33 bzw. 52) gekoppelten Antriebselement (28 bzw. 28′) ange­ ordneten steuerbaren Kupplung (20, 25, 29, 30), die auf In­ betriebnahme des elektromotorischen Antriebs (7) ansprechend eine Kupplungsverbindung zwischen der Antriebsseite der Übertragungsanordnung (14, 16) und dem Antriebselement (28 bzw. 28′) herstellt und im Ruhezustand des elektromotorischen Antriebs (7) das Antriebselement (26 bzw. 28′) freigibt sowie ein radial nach außen zum Eingriff in eine Innenverzahnung des Antriebselements (28) bewegbares Kupplungsteil (20) auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (20, 25, 29, 30) einen scheibenförmigen, auf einer Nabe der Übertragungs­ einrichtung (14, 16) drehbeweglich gelagerten Trägheitskör­ per (25) aufweist, der formschlüssig mit der Antriebsseite der Übertragungsanordnung (14, 16) unter Zwischenschaltung des radial beweglichen Kupplungsteils (20) gekoppelt ist und der eine Führungseinrichtung (23, 24) zur Radialführung des Kupplungsteils (20) aufweist.

2. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kupplungsteil (20) mit einem Ansatz (19) versehen ist, der in eine in Radialrichtung verlaufende Nut (18) an einem Flansch (17) auf der Antriebsseite der Über­ tragungsanordnung (14, 16) eingreift.

3. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (26 bzw. 28′) mit zwei axial nebeneinander angeordneten Innenzahnkränzen (29, 30) versehen ist und das als Zahnschieber ausgebildete Kupp­ lungsteil (20) an seinen radial äußeren Enden je einen von zwei in Axialrichtung gegeneinander versetzten Kupplungszäh­ nen (31, 32) aufweist, die mit dem einen bzw. anderen der beiden Innenzahnkränze (29 bzw. 30) zusammenwirken.

4. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verzahnung der Innenzahnkränze (29 bzw. 30) eine sägezahnartige Querschnittsform aufweist und daß die Verzahnung des einen Innenzahnkranzes (29) entgegenge­ setzt zu der des anderen (30) orientiert ist.

5. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenzahnkränze (29 bzw. 30) unter­ schiedlich große Innendurchmesser aufweisen und zu einem einzigen Formteil mit dem Antriebselement (28 bzw. 28′) ver­ einigt sind.

6. Passiv-Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitskörper (25) als ausgewuchtete Metallscheibe ausgebildet ist.

7. Passiv-Sicherheitsgurt nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement 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.

8. Passiv-Sicherheitsgurt nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Außenumfang der Seiltrommel (28) zumindest annähernd zylindrisch ausgebildet ist.

9. Passiv-Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement als Trom­ mel (26′) 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) ausgebildet ist und mit diesen in Antriebseingriff steht.