DE3627715A1 - Sicherheitsgurtaufroller - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Sicherheitsgurtaufroller nehmen den Sicherheitsgurt auf, wenn er vom Fahrzeuginsassen nicht angelegt ist. In einem Notfall wird der um den Fahrzeuginsassen angelegte Sicher­ heitsgurt durch den Aufroller in Abzugsrichtung gesperrt, um die entsprechende Bewegung des Fahrzeuginsassen aufzu­ halten. Die bekannten Sicherheitsgurtaufroller weisen eine Gurtspule auf, auf welcher das Gurtband aufgewickelt ist. Um einen Fahrzeuginsassen in einer Notsituation zu sichern, wird eine Sperrklinke oder ein Sperriegel in Ein­ griff mit den Zähnen einer Sperrverzahnung an der Gurtspu­ le bewegt, um die Drehbewegung der Gurtspule in Abwickel­ richtung zu sperren.

Einige bekannte Sicherheitsgurtaufroller sind mit einem Steuerklinkensystem versehen, durch welches der Blockier­ riegel in Eingriff mit den Sperrzähnen der Sperrverzah­ nung bewegt wird. In den US-PS 38 34 646 und 44 75 697 sind Sicherheitsgurtaufroller beschrieben, bei denen ein Blockierriegel durch ein Steuerklinkensystem in Eingriff mit einem eine Sperrverzahnung tragenden Rad bewegt wird. Das Steuerklinkensystem umfaßt eine Trägheitsmasse, wel­ che eine Steuerklinke in Eingriff mit einem drehbaren Steuerzahnrad bewegt, wenn eine ein vorbestimmtes Maß überschreitende Fahrzeugverzögerung auftritt. Durch die Drehbewegung des Steuerzahnrades wird die Bewegung der Steuerklinke fortgesetzt, welche ihrerseits den Blockier­ riegel in Eingriff mit der Sperrverzahnung bewegt. Die Größe der Drehbewegung des Steuerzahnrades, die auftritt, um die Bewegung des Blockierriegels in Eingriff mit den Sperrzähnen zu verursachen, hängt von der Winkelstellung der Zähne des Steuerzahnrades relativ zu den Zähnen der Sperrverzahnung an der Gurtspule ab.

In der US-PS 41 01 094 ist ein Steuerklinkensystem be­ schrieben, worin eine Kupplung zwischen dem Steuerzahnrad und dem Sperrzahnrad vorgesehen ist, damit das Sperrzahn­ rad sich relativ zu dem Steuerzahnrad drehen kann. Wenn also der Blockierriegel nicht mit den Zähnen der Sperrver­ zahnung in Eingriff kommt, drehen sich die Sperrzähne re­ lativ zu dem Steuerzahnrad; auf das Steuerzahnrad oder die Steuerklinke werden keine übermäßigen Kräfte ausgeübt, welche deren Bruch verursachen könnten. Da eine Relativ­ drehung zwischen dem Sperrzahnrad und dem Steuerzahnrad auftritt, verändert sich die Winkelorientierung zwischen den Zähnen des Steuerzahnrades und den Zähnen der Sperr­ verzahnung. Diese veränderte Winkelorientierung zwischen den Zähnen des Steuerzahnrades und der Sperrverzahnung führt dazu, daß eine veränderte Blockierwirkung auftritt, wenn der Sicherheitsgurtaufroller beim nächsten Mal akti­ viert wird.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Sicherheitsgurt­ aufroller geschaffen, der sich dadurch auszeichnet, daß die Blockierwirkung stets die gleiche ist. Zu diesem Zweck weist der Sicherheitsgurtaufroller einen Blockier­ riegel auf, der mit den Zähnen einer Sperrverzahnung durch eine Steuerklinke in Eingriff bewegt wird, wenn die Steuerklinke mit einem Steuerzahnrad in Eingriff kommt. Eine lösbare Kopplung bzw. eine Kupplung ermöglicht eine Relativdrehung zwischen dem Sperrzahnrad und dem Steuerzahnrad, um zu verhindern, daß übermäßige Beanspru­ chungen an der Steuerklinke oder dem Steuerzahnrad auf­ treten. Dies führt zu einer entsprechenden Veränderung der Winkelbeziehung zwischen den Zähnen des Sperrzahn­ rades und denen des Steuerzahnrades. Um nichtsdestoweniger eine stets gleiche Blockierwirkung zu gewährleisten, wenn der Sicherheitsgurtaufroller wiederholt aktiviert wird, wird durch die erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung eine vorbestimmte Winkelbeziehung zwischen den Zähnen am Sperr­ zahnrad und den Zähnen des Steuerzahnrades wiederherge­ stellt, nachdem eine vorbestimmte Winkelbeziehung verlo­ rengegangen war, weil eine Relativdrehung des Sperrzahn­ rades zu dem Steuerzahnrad aufgetreten ist.

Insbesondere wird durch die Erfindung ein Sicherheitsgurt­ aufroller geschaffen, bei dem ein Blockierriegel bewegbar ist, um mit den Zähnen an einem Sperrzahnrad in Eingriff zu kommen, während eine Steuerklinke in Eingriff mit den Zähnen eines Steuerzahnrades bewegbar ist und eine Kopp­ lungseinrichtung einer Relativdrehung zwischen dem Sperr­ zahnrad und dem Steuerzahnrad zuläßt und geeignet ausge­ bildet ist, um eine vorbestimmte Winkelbeziehung zwischen den Zähnen des Sperrzahnrades und den Zähnen des Steuer­ zahnrades wiederherzustellen, nachdem eine Relativdrehung zwischen diesen aufgetreten ist.

Weitere Merkmale und Vorteile 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 eine Schnittansicht eines Sicherheitsgurt­ aufrollers, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 2 eine mit sechs gebrochenen Gehäuseteilen gezeigte Stirnansicht in Richtung der Linie 2-2 in Fig. 1, worin die Beziehung zwischen einem Blockierriegel und einem Sperrzahnrad sowie eine Steuerklinke und ein Steuerzahnrad des Sicherheitsgurtauf­ rollers gezeigt sind;

Fig. 3 eine vergrößerte, im Schnitt gezeigte Teil­ ansicht der in Fig. 1 gezeigten Sicherheits­ gurtaufrollers, wobei Einzelheiten der Be­ ziehung zwischen dem Steuerzahnrad und dem Sperrzahnrad gezeigt sind;

Fig. 4 einen Schnitt längs Linie 4-4 in Fig. 3, welcher den Aufbau einer lösbaren Kopp­ lungseinrichtung zeigt, welche eine Rela­ tivdrehung zwischen dem Steuerzahnrad und dem Sperrzahnrad zuläßt und überdies ge­ eignet ist, um eine vorbestimmte Winkel­ beziehung zwischen dem Steuerzahnrad und dem Sperrzahnrad wiederherzustellen;

Fig. 5 eine Teilansicht entlang Linie 5-5 in Fig. 3, welche die Art und Weise zeigt, in welcher das Steuerzahnrad an das Sperr­ zahnrad angeschlossen ist;

Fig. 6 eine im Schnitt gezeigte Teilansicht ähn­ lich der Fig. 3, wobei jedoch die Beziehung zwischen Steuerzahnrad und Sperrzahnrad gemäß einer zweiten Ausführungsform dar­ gestellt ist; und

Fig. 7 eine Schnittansicht längs Linie 7-7 in Fig. 6, worin Einzelheiten des Steuerzahn­ rades bei der Ausführungsform nach Fig. 6 dargestellt sind.

Bei der nun beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform eines Sicherheitsgurtaufrollers 10 (Fig. 1) wird das Gurt­ band, wenn der Sicherheitsgurt nicht an einem Fahrzeug­ insassen angelegt ist, auf einer Gurtspule aufgenommen. Wenn der Sicherheitsgurt an einem Fahrzeuginsassen ange­ legt ist, blockiert der Aufroller das Gurtband gegen wei­ teres Abziehen, um den Fahrzeuginsassen zu sichern, wenn eine Notsituation wie eine ein vorbestimmtes Maß über­ schreitende Fahrzeugverzögerung auftritt. Der Sicherheits­ gurtaufroller 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in welchem die Baugruppen des Aufrollers umschlossen und gegen das Ein­ dringen von Schmutz und Fremdkörpern geschützt ist. Ein am Fahrzeug zu befestigender Rahmen 14 wird von dem Ge­ häuse 12 umschlossen. Eine Gurtspule 16 ist drehbar im Rahmen 14 gelagert und mit dem einen Ende eines Gurtban­ des (nicht gezeigt) verbunden.

Die Gurtspule 16 weist eine zylindrische zentrale Welle 20 auf, die drehbar in den einander gegenüberliegenden Sei­ tenabschnitten 22, 24 des Rahmens 14 durch Lager 27, 28 gelagert ist. Eine drehbare Nabe 32 der Gurtspule ist koaxial mit der Welle 20 und fest mit kreisrunden Sperr­ zahnrädern 34, 36 verbunden, die an den einander gegen­ überliegenden Enden der Gurtspule 16 angebracht sind. Das in Fig. 1 auf der linken Seite dargestellte Sperr­ zahnrad 34 ist an der Welle 20 durch eine Abflachung oder dergleichen an der Welle drehfest gehalten. Die Welle 20 erstreckt sich zwar durch eine kreisrunde Öffnung 40 in dem Sperrzahnrad 36 hindurch (Fig. 5), jedoch ist dieses Sperrzahnrad 36 drehfest an die Welle 20 angeschlossen, weil die zylindrische Nabe 32 fest sowohl mit dem linken Sperrzahnrad 34 als auch mit dem rechten Sperrzahnrad 36 verbunden ist (Fig. 1).

Der in Fig. 1 auf der rechten Seite gezeigte Endteil 44 der Welle 20 ist an eine Spiralfeder 46 angeschlossen, welche die Gurtspule 16 in Aufwickelrichtung des Gurt­ bandes auf der Gurtspule 16 im Sinne einer Drehbewegung beaufschlagt. Der gegenüberliegende bzw. linke Endbereich der Welle 20 ist an einen sogenannten (nicht gezeigten) Komfortmechanismus angeschlossen, welcher verhindert, daß der Sicherheitsgurt eine Zugspannung auf einen ange­ schnallten Fahrzeuginsassen durch die Wirkung der Auf­ wickelfeder 46 im Gebrauch des Sicherheitsgurtes ausübt.

In einem Notfall wird die Drehbewegung der Gurtspule 16 in Gurtabwickelrichtung dadurch blockiert, daß ein Blok­ kierriegel 26 (Fig. 2) mit den ringförmig angeordneten Sperrzähnen 30 der Sperrzahnräder 34, 36 in Eingriff be­ wegt wird. Zwar sind in Fig. 2 nur die Sperrzähne 30 des Sperrzahnrades 36 gezeigt, es versteht sich jedoch, daß das Sperrzahnrad 34 Sperrzähne von gleicher Konfigu­ ration wie die Sperrzähne 30 aufweist. Die Nabe 32 ver­ bindet die Sperrzahnräder 34 und 36 miteinander. Die Sperrzähne 30 an den Sperrzahnräder fluchten in Axial­ richtung miteinander, so daß der Blockierriegel 26 gleichzeitig in die Sperrzähne 30 an beiden Sperrzahn­ rädern eingreifen kann.

Der Blockierriegel 26 ist in den Seitenabschnitten 22, 24 des Rahmens 14 schwenkbar gelagert. In Fig. 2 ist der Blockierriegel 26 in seiner Freigabestellung gezeigt, in welcher er im Abstand von den Sperrzähnen 30 der Sperrzahnräder liegt. Der Blockierriegel 26 kann aber in eine Eingriffsstellung geschwenkt werden, in welcher er in Blockiereingriff mit den Sperrzähnen 30 an den Sperrzahnrädern 34 und 36 gelangt, um die Drehbewegung der Gurtspule 16 in Gurtabwickelrichtung am Rahmen 14 zu blockieren.

Der Blockierriegel 26 wird aus der in Fig. 2 gezeigten Freigabestellung durch eine Steuerklinke 50 in seine Eingriffsstellung bewegt. Diese Steuerklinke 50 ist schwenkbar auf einem Stift 52 gelagert, der an den Rah­ men 14 angeschlossen ist. Ein Trägheitsgewicht 54 ist kippbar, um die Steuerklinke 50 aus dem in Fig. 2 gezeig­ ten Freigabezustand in einen Wirkzustand zu bringen, in welchem sein nasenartiges freies Ende 56 mit Zähnen 58 in Eingriff kommt, die als kreisrunde Anordnung an einem Steuerzahnrad 60 gebildet sind.

Wenn das Gurtband von der Gurtspule 16 abgezogen wird, drehen sich Gurtspule und Steuerzahnrad 60 im Uhrzeiger­ sinn (in Fig. 2). Bei Bewegung des nasenartigen freien Endes 56 der Steuerklinke 50 in Eingriff mit einem Zahn 58 des Steuerzahnrades, während das Gurtband abgezogen wird, wird unter dem Einfluß des betreffenden Zahnes des Steuerzahnrades die Schwenkbewegung der Steuerklinke 50 fortgesetzt. Diese fortgesetzte Schwenkbewegung der Steuerklinke 50 bewirkt, daß der Blockierriegel 26 in Eingriffsstellung gelangt, indem er in Eingriff mit den Sperrzahnrädern 34 und 36 bewegt wird. Insbesondere be­ wegt sich ein Betätigungsabschnitt 64 der Steuerklinke 50 aufwärts und in Eingriff mit dem unteren Teil des Blok­ kierriegels 26, um diesen nach oben und in Eingriff mit den Sperrzahnrädern 34, 36 zu bewegen. Dies führt dazu, daß ein Endabschnitt 68 des Blockierriegels 26 mit einem Zahnrücken 70 eines der Sperrzähne 30 jeweils an dem be­ treffenden, rotierenden Sperrzahnrad 34 bzw. 36 in Berüh­ rung kommt. Durch den fortgesetzten Abzug des Gurtbandes und die entsprechende Drehbewegung der Sperrzahnräder 34, 36 wird die Zahnbrust 72 der Sperrzähne 30 in Blockier­ eingriff mit dem Endabschnitt 68 des Blockierriegels 26 bewegt. Dies führt dazu, daß die Sperrzahnräder 34, 36 gegen weitere Drehbewegung in Gurtabwickelrichtung blockiert werden.

Die Steuerklinke 50 wird mit dem Steuerzahnrad 60 in Ein­ griff gebracht, indem eine Kippbewegung der Trägheitsmasse 54 auftritt. Diese Trägheitsmasse 54 weist ein Fußteil 76 auf, das in einem Gehäuse 78 gelagert ist, welches an den Abschnitt 24 des Rahmens 14 angeschlossen ist. Bei einer ein vorbestimmtes Maß überschreitenden Fahrzeugverzöge­ rung wird das Trägheitsgewicht 54 gekippt und drückt die Steuerklinke 50 aufwärts. Die Trägheitsmasse 54 weist eine konische Oberfläche 79 auf, welche an einem Ansatz 80 der Steuerklinke 50 angreift. Durch die Bewegung der Trägheitsmasse 54 aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung heraus wird ein Anheben der Steuerklinke in Eingriff mit den Zähnen des Steuerzahnrades 60 verursacht.

Das Steuerzahnrad 60, die Steuerklinke 50 und das Gehäu­ se 78 der Trägheitsmasse 54 sind vorzugsweise aus Kunst­ stoff hergestellt. Der Rahmen 14, der Blockierriegel 26 und die Gurtspule 16 sind vorzugsweise aus Metall gebil­ det.

Während der Drehbewegung der Gurtspule 16 und der Sperr­ zahnräder 34, 36 wird das Steuerzahnrad 60 mit den Sperr­ zahnrädern mitgedreht, bis die Steuerklinke 50 die Dreh­ bewegung des Steuerzahnrades sperrt. Wenn der Blockier­ riegel 26 die Drehbewegung der Sperrzahnräder 34, 36 nicht blockiert, nachdem die Steuerklinke 50 die Drehbe­ wegung des Steuerzahnrades 60 gesperrt hat, tritt eine Relativbewegung zwischen den Sperrzahnrädern 34, 36 und dem Steuerzahnrad 60 auf. Der Gurtaufroller 10 weist eine lösbare Kopplungseinrichtung bzw. Kupplung 82 auf, welche die Relativdrehung zwischen den Sperrzahnrädern 34, 36 und dem Steuerzahnrad 60 aufnimmt. Hierdurch wird ver­ hindert, daß übermäßige Beanspruchungen auftreten, die zum Bruch der Steuerklinke 50 oder der Zähne 58 am Steuerzahnrad 60 führen könnten.

Nachdem die nasenartige Spitze 56 der Steuerklinke 50 mit den Zähnen 58 des Steuerzahnrades in Eingriff ge­ kommen ist, werden die Zähne 58 des Steuerzahnrades drehfest gehalten. Die Sperrzahnräder 34, 36 können sich aber weiterdrehen, während das Gurtband weiter vom Si­ cherheitsgurtaufroller 10 abgezogen wird. Die Größe der Relativdrehung zwischen den Sperrzähnen 30 der Sperr­ zahnräder und den Zähnen 58 des Steuerzahnrades 60 kann je nach den Umständen variieren. Auf jeden Fall führt diese Relativdrehung zu einer Verändering der Winkelbe­ ziehung zwischen den Sperrzähnen 30 und den Zähnen 58 des Steuerzahnrades.

Wenn sich die Winkelbeziehung zwischen den Zähnen 58 des Steuerzahnrades und den Sperrzähnen 30 verändert, tritt eine veränderte Blockierwirkung auf, wenn der Sicher­ heitgurtaufroller 10 erneut aktiviert wird, um ein Ab­ wickeln des Sicherheitsgurtes zu blockieren. Eine Verän­ derung der Winkelbeziehung der Zähne 58 des Steuerzahn­ rades relativ zu den Sperrzähnen 30 führt insbesondere dazu, daß der Blockierriegel 26 an den Sperrzähnen 30 der Sperrzahnräder 34, 36 an verschiedenen Punkten der Zahnflanken angreift, wenn der Blockierriegel in seine Eingriffsstellung bewegt wird. Falls das vordere Ende 68 des Blockierriegels auf eine Zahnspitze 86 eines Sperr­ zahnes 30 (Fig. 2) stößt, so kann der Blockierriegel in solcher Weise nach unten gestoßen werden, daß ein sofor­ tiges Eingreifen des Blockierriegels in die Sperrzähne 30 verhindert wird. Um eine stets gleiche und reproduzier­ bare Blockierwirkung zu erreichen, soll der Blockierrie­ gel an den Sperrzähnen 30 jeweils an derselben Stelle des Zahnrückens 70 angreifen, wenn der Sicherheitsgurt­ aufroller 10 aktiviert wird.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die Kopplungseinrichtung 82 eine vorbestimmte Win­ kelbeziehung zwischen den Zähnen 58 des Steuerzahnrades und den Sperrzähnen 30 wiederherstellt, nachdem eine Relativdrehung zwischen diesen aufgetreten ist. Hier­ durch wird es ermöglicht, daß stets die gleiche Blockier­ wirkung erhalten wird, wenn der Sicherheitsgurtaufroller 10 aktiviert wird.

Um die vorbestimmte Winkelbeziehung zwischen den Zähnen 58 des Steuerzahnrades und den Sperrzähnen 30 wiederher­ zustellen, bewirkt die Kopplungseinrichtung 82 eine Re­ lativdrehung zwischen den Zähnen 58 des Steuerzahnrades und den Sperrzähnen 30, um die Zähne 58 und die Sperr­ zähne 30 in ihre anfängliche relative Winkelstellung zueinander zurückzuführen, nachdem sie sich relativ ge­ geneinander verdreht haben. Bei jeder Betätigung des Sicherheitsgurtaufrollers 10 befinden sich daher die Zähne 58 des Steuerzahnrades und die Sperrzähne 30 in der in Fig. 2 gezeigten Winkelbeziehung. Folglich tritt stets dieselbe Wechselwirkung zwischen der Sperrklinke 50 und den Zähnen 58 des Steuerzahnrades sowie dem Blockier­ riegel 26 und den Sperrzähnen 30 auf, wenn der Sicher­ heitsgurtaufroller 10 das eine um das andere Mal akti­ viert wird.

Die Kopplungseinrichtung 82 ist zwischen einem Nabenab­ schnitt 90 und einem Randabschnitt 92 des Steuerzahnra­ des 60 angeordnet (Fig. 3 und 4). Der kreisrunde Naben­ abschnitt 90 des Steuerzahnrades 60 ist fest an die Gurt­ spule 16 angeschlossen. Bei der hier gezeigten Ausfüh­ rungsform der Erfindung weist der Nabenabschnitt 90 zwei Haltezapfen 96, 98 auf, welche in Aussparungen 100, 102 (Fig. 5) eingesetzt sind, die in dem Sperrzahnrad 36 ge­ bildet sind. Die Haltezapfen 96, 98 wirken mit dem Sperr­ zahnrad 36 zusammen, um den Nabenabschnitt 90 des Steuer­ zahnrades 60 drehfest an dem Sperrzahnrad 36 zu halten.

Der ringförmige Randabschnitt 92 des Steuerzahnrades 60 ist mit einer kreisrunden Anordnung von bogenförmigen Aus­ sparungen 106 versehen, die sich radial einwärts zur ringförmigen Außenwandung 108 des Nabenabschnittes 90 hin öffnen (Fig. 4). Jeweils eine Aussparung 106 ist einem Zahn 58 des Steuerzahnrades zugeordnet. Die Anzahl von Zähnen 58 des Steuerzahnrades ist gleich der Anzahl von Zähnen an den Sperrzahnrädern 34, 36. Die Zähne 58 des Steuerzahnrades 60 sind also gleichmäßig beabstan­ det, ebenso wie die Sperrzähne 30 an den Sperrzahnrädern 34, 36.

Jede Aussparung 106 ist in gleicher Weise relativ zu einem zugeordneten Zahn 58 des Steuerzahnrades 60 orien­ tiert. Insbesondere ist die Mitte jeder Aussparung 106 entlang einer radialen Linie angeordnet, welche sich durch eine Zahnbrust 112 eines Zahnes 58 des Steuerzahn­ rades 60 erstreckt.

Der Randabschnitt 92 des Steuerzahnrades 60, an welchem die Zähne 58 angeordnet sind, wird relativ zu dem Naben­ abschnitt 90 und den Sperrzahnrädern 34, 36 durch ein Indexierelement 116 positioniert (Fig. 4). Bei der ge­ zeigten Ausführungsform der Erfindung ist dieses Inde­ xierelement 116 eine Metallfeder, die einen kreisrunden Halteabschnitt 118 aufweist, der die außenseitige Ober­ fläche einer ringförmigen Innenwand 120 des Nabenab­ schnittes 90 umgreift und das Indexierelement 116 dreh­ fest bezüglich des Nabenabschnittes 90 hält. Die Metall­ feder weist einen nasenartigen Indexierabschnitt 122 auf, der sich von dem Halteabschnitt 118 ausgehend durch eine Öffnung 124 in der ringförmigen Außenwand 108 des Nabenabschnittes 90 auswärts und in Eingriff mit einer der Aussparungen 106 erstreckt.

Da jede der Aussparungen 106 in gleicher Orientierung relativ zu einem Zahn 58 des Steuerzahnrades angeordnet ist, wird durch einen Eingriff des Indexierabschnittes 122 des Indexierelements 116 mit irgendeiner der Aus­ sparungen eine Positionierung der Zähne 58 des Steuer­ zahnrades mit gleicher Winkelorientierung relativ zum Nabenabschnitt 90 erreicht. Der Nabenabschnitt 90 ist fest an das Sperrzahnrad 36 angeschlossen. Das Indexier­ element 116 kann daher mit irgendeiner der Aussparungen 106 in Eingriff kommen, um die Zähne 58 des Steuerzahn­ rades mit der gleichen Orientierung relativ zu den Sperr­ zähnen 30 an dem Sperrzahnrad 36 einzustellen. Die Sperr­ zähne 30 des Sperrzahnrades 34 sind - wie bereits er­ wähnt - mit den Sperrzähnen 30 des Sperrzahnrades 36 fluchtend angeordnet, so daß das Indexierelement 116 mit den Aussparungen 106 zusammenwirkt, um die Zähne 58 des Steuerzahnrades relativ zu den Sperrzähnen 30 an den beiden Sperrzahnrädern 34, 36 zu positionieren.

Es wird nun die Arbeitsweise beschrieben.

Wenn eine ein vorbestimmtes Maß überschreitende Fahrzeug­ verzögerung in einem Notfall auftritt, wird durch die Vorwärtsverlagerung des Körpers eines Fahrzeuginsassen das Gurtband abgezogen, wodurch das Steuerzahnrad 60 und das Sperrzahnrad 36 im Uhrzeigersinn in Fig. 2 ge­ dreht werden. Die Trägheitsmasse 44 wird gekippt, so daß die Steuerklinke 50 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Stift 52 verschwenkt wird und mit einem der Zähne 58 des sich drehenden Steuerzahnrades 60 in Eingriff kommt. Das Steuerzahnrad 60 bewirkt dann eine weitere Schwenkbewe­ gung der Steuerklinke 50, um so den Blockierriegel 26 in Angriffsstellung an dem Zahnrücken 70 eines Sperr­ zahnes 30 am Sperrzahnrad 34 sowie mit einem Zahnrücken 70 an einem Sperrzahn 30 des Sperrzahnrades 36 zu bewe­ gen.

Die Steuerklinke 50 blockiert dann die weitere Drehbewe­ gung der Zähne 58 des Steuerzahnrades 60 relativ zum Rahmen 14 des Sicherheitsgurtaufrollers 10. Da aber der Blockierriegel 26 noch nicht in Blockiereingriff ist, wird die Drehbewegung der Sperrzahnräder 34, 36 fortge­ setzt. Da der Nabenabschnitt 90 des Steuerzahnrades 60 fest an das Sperrzahnrad 36 angeschlossen ist, wird der Nabenabschnitt mit dem Sperrzahnrad 36 weitergedreht. Folglich drehen sich der Nabenabschnitt 90 und die Sperr­ zahnräder 34, 36 relativ zu dem festgehaltenen Randab­ schnitt 92 des Steuerzahnrades 60.

Die Relativdrehung zwischen dem Nabenabschnitt 90 und dem Randabschnitt 92 verursacht ein radiales Zusammen­ drücken des federnden Indexierelements 116 in Einwärts­ richtung bei seiner Bewegung entlang der innenseitigen Oberfläche 128 des Randabschnitts 92 von einer Ausspa­ rung zur nächsten, je nach der Größe der Realtivdrehung zwischen Nabenabschnitt 90 und Randabschnitt 92 des Steuerzahnrades. Bezogen auf Fig. 4 drehen sich also der Nabenabschnitt 90 und das Indexierelement 116 entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zu dem festgehaltenen Randab­ schnitt 92 des Steuerzahnrades 60. Dies kann dazu führen, daß das Indexierelement 116 entgegen dem Uhrzeigersinn außer Eingriff mit einer Aussparung 106 bewegt wird, um in Eingriff mit der nächsten bzw. benachbarten Ausspa­ rung zu gelangen.

Da sich jede Aussparung 106 in gleicher Relativstellung zu einem Zahn 58 des Steuerzahnrades 60 befindet und das Steuerzahnrad eine gleiche Anzahl von Zähnen wie die Sperrzahnräder 34, 36 aufweist, ist die Winkelbeziehung zwischen den Zähnen 58 am Steuerzahnrad 60 und den Sperr­ zähnen 30 der Sperrzahnräder 34, 36 stets dieselbe, unab­ hängig davon, in welche Aussparung 106 das Indexierele­ ment 116 einfällt. Während sich also das Indexierelement 116 entgegen dem Uhrzeigersinn aus einer Aussparung heraus und in Eingriff mit der nächsten Aussparung be­ wegt, verändert sich die Winkelbeziehung zwischen den Zähnen 58 des Steuerzahnrades 60 und den Sperrzähnen 30 der Sperrzahnräder 34, 36. Sobald aber das Indexierele­ ment 116 in Eingriffsstellung mit der nächsten bzw. darauffolgenden Aussparung 106 ausgerichtet ist, ist die anfängliche Winkelbeziehung zwischen den Zähnen 58 des Steuerzahnrades 60 und den Sperrzähnen 30 der Sperr­ zahnräder 34, 36 wiederhergestellt. Jeder Sperrzahn 30 an den Sperrzahnrädern 34, 36 ist also um einen Zahnab­ stand relativ zu dem Steuerzahnrad verschoben worden. Die Winkelbeziehung zwischen den Sperrzähnen 30 und den Zähnen 58 des Steuerzahnrades 60 ist aber dieselbe wie die Winkelbeziehung zwischen den Sperrzähnen und den Zähnen des Steuerzahnrades vor Aktivierung des Sicher­ heitsgurtaufrollers 10.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform der Erfindung besitzen die Sperrzahnräder 34, 36 achtzehn Zähne. Auch das Steuerzahnrad 60 weist achtzehn Zähne auf. Vor der Aktivierung des Sicherheitsgurtaufrollers 10 für eine Blockierung des Sicherheitsgurtes gegen weiteres Abzie­ hen von dem Aufroller sind die Zahnbrustflächen 112 der Zähne 58 des Steuerzahnrades in Radialebenen angeordnet, die annähernd in der Mitte zwischen Radialebenen liegen, welche sich durch die Zahnbrustflächen 72 der Sperrzähne 30 erstrecken (s. Fig. 2).

Bei der Bewegung der Steuerklinke 50 außer Eingriff mit den Zähnen 58 des Steuerzahnrades 60 wird die anfängliche Winkelorientierung zwischen diesen Zähnen 58 und den Sperrzähnen 30 durch das Indexierelement 116 wiederher­ gestellt. Dieses Indexierelement 116 ist dann aus einer zentrierten Stellung an einer Aussparung 106 zu einer zentrierten Stellung an der darauffolgenden Aussparung verschoben worden. Der Nabenabschnitt 90 des Steuerzahn­ rades 60 ist um 20° relativ zum Randabschnitt 92 des Steuerzahnrades verschoben worden.

Die vorstehende Angabe einer bestimmen Anzahl von Zähnen 58 des Steuerzahnrades und Sperrzähnen 30 erfolgte nur im Sinne einer klaren Offenbarung. In der Praxis kann die Anzahl von Zähnen des Steuerzahnrades 60 und von Sperrzähnen an den Sperrzahnrädern 34, 36 verschieden von den oben angegebenen Werten sein.

Da das Indexierelement 116 durch ein federndes Element gebildet ist, wirkt es mit den Seitenflächen der Aus­ sparungen 106 zusammen, um die Zähne 58 des Steuerzahn­ rades in die korrekte Stellung relativ zu den Sperrzäh­ nen 30 zu bringen, wenn eine Relativdrehung zwischen dem Nabenabschnitt 90 und dem Randabschnitt 92 etwas größer oder kleiner als der Abstand zwischen den Zähnen des Steuerzahnrades ist. Wenn sich also das Indexier­ element 116 in eine Stellung bewegt, in der es nur teil­ weise mit der nächsten bzw. darauffolgenden Aussparung 106 fluchtet, so wird es durch eine Seitenfläche der darauffolgenden Aussparung elastisch zusammengedrückt. Durch die dann gespeicherte potentielle Energie wird der Randabschnitt 92 des Steuerzahnrades 60 relativ zu dem Nabenabschnitt 90 des Steuerzahnrades geringfügig verschoben, bis die Ausrichtung zwischen Indexierelement 116 und der betreffenden Aussparung 106 erreicht ist, welche in Fig. 4 dargestellt ist. Auf diese Weise ist dann die anfängliche Winkelbeziehung zwischen den Zähnen 58 des Steuerzahnrades und den Sperrzähnen 30 wiederher­ gestellt.

Wenn die Relativdrehung zwischen dem Nabenabschnitt 90 und dem Randabschnitt 92 des Steuerzahnrades 60 kleiner ist als der Winkelabstand zwischen den Zahnbrustflächen 112 an benachbarten Zähnen 58 des Steuerzahnrades, also weniger als 20° beträgt, wird das Indexierelement 116 elastisch gegen eine Seitenfläche 107 der nächsten Aus­ sparung 106 zusammengedrückt. Die gegen die Seitenfläche 107 der Aussparung 106 durch das Indexierelement 116 ausgeübte Kraft bewirkt eine geringfügige Rückdrehung bzw., bezogen auf Fig. 4, Drehung des Randabschnitts 92 im Uhrzeigersinn, um das Indexierelement 116 in der nächsten Aussparung 106 zu zentrieren. Diese geringfügi­ ge Rückdrehung reicht aber nicht aus, um zu bewirken, daß die Steuerklinke 50 außer Eingriff mit den Zähnen 58 des Steuerzahnrades kommt.

Wenn die Relativdrehung zwischen dem Nabenabschnitt 90 und dem Randabschnitt 92 des Steuerzahnrades 60 größer ist als der Winkelabstand zwischen den Zahnbrustflächen 112 oder benachbarten Zähnen 58 des Steuerzahnrades, also größer als 20° ist, wird das Indexierelement 116 gegen eine Seitenfläche 109 der nächsten Aussparung 106 gedrückt. Die gegen die Seitenfläche 109 dieser Aus­ sparung 106 durch das Indexierelement 116 ausgeübte Kraft bewirkt eine geringfügige Vorwärtsdrehung bzw., bezogen auf Fig. 4, Drehung des Randabschnittes 92 ent­ gegen dem Uhrzeigersinn, während die Steuerklinke 50 von dem Steuerzahnrad 60 freikommt. Diese geringfügige Vorwärtsdrehung bewirkt eine Zentrierung des Indexier­ elements 116 in der darauffolgenden Aussparung 106.

Bei der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsform ist das Indexierelement 116 getrennt vom Nabenabschnitt 90 und Randabschnitt 92 des Steuerzahnrades 60 ausge­ bildes und fest an den Nabenabschnitt 90 angeschlossen.

Bei der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsform sind das Indexierelement und der Randabschnitt des Steuer­ zahnrades einteilig ausgebildet. Da die Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 allgemein der nach den Fig. 1 bis 5 gleicht, werden dieselben Bezugszeichen verwen­ det, um einander entsprechende Bauelemente zu bezeichnen, wobei jedoch ein Buchstabe "a" hinzugefügt wurde, um Verwechslungen zu vermeiden.

Bei der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsform ist der Nabenabschnitt 90 a eines Steuerzahnrades 60 a an ein Sperrzahnrad 36 a über zwei Zapfen 98 a angeschlossen. Nur einer der beiden Zapfen 98 a ist in Fig. 6 gezeigt. Der Randabschnitt 92 a des Steuerzahnrades 60 a ist an den Nabenabschnitt 90 a über eine lösbare Kopplungseinrich­ tung bzw. Kupplung 82 a angeschlossen, welche eine Rela­ tivdrehung zwischen den Zähnen 58 a des Steuerzahnrades und den Sperrzähnen des Sperrzahnrades 36 a zuläßt, nach­ dem eine Steuerklinke mit den Zähnen 58 a in Eingriff ge­ kommen ist. Die Kopplungseinrichtung bzw. Kupplung 82 a stellt die anfängliche Winkelbeziehung zwischen den Zähnen 58 a des Steuerzahnrades 60 a und den Sperrzähnen am Sperrzahnrad 36 a wieder her.

Die Kopplungseinrichtung 82 a umfaßt eine kreisförmige Gruppierung von Aussparungen 106 a, die in dem Nabenab­ schnitt 90 a gebildet ist. Mehrere Integrierelemente 116 a sind einteilig mit dem Randabschnitt 92 a des Steuerzahn­ rades 60 a ausgebildet und gelangen mit den Aussparungen 106 a in Eingriff. Wenn die Positionier- bzw. Indexier­ elemente 116 a mit den Aussparungen 106 a fluchtend in Eingriff stehen, so ist jede Aussparung in gleicher Relativbeziehung zu einem zugeordneten Zahn 58 a des Steuerzahnrades angeordnet. Ein Scheitel oder eine Spitze 123 zwischen zwei benachbarten Aussparungen 106 a liegt also in einer Radialebene, welche eine Zahnbrustfläche 112 a eines Zahnes 58 a enthält.

Wenn die Steuerklinke mit den Zähnen 58 a in Eingriff kommt, um die Drehbewegung des Randabschnitts 92 a zu sperren, drehen sich der Nabenabschnitt 90 a und das Sperrzahnrad 36 a weiter. Durch die Weiterdrehung des Nabenabschnitts 90 a werden die Indexierelemente 116 a wie durch eine Steuerkurve radial auswärts gedrückt, wie in Fig. 7 mit gestrichelten Linien veranschaulicht ist, um in Eingriff mit den jeweils darauffolgenden Ausspa­ rungen 106 a zu gelangen. Bei der Relativdrehung des Nabenabschnitts 90 a zu dem Randabschnitt 92 a werden Ver­ bindungsstreifen 136 radial elastisch auswärts ausgelenkt, wie in Fig. 7 mit gestrichelten Linien veranschaulicht ist. Bei fortgesetzter Relativdrehung zwischen dem Naben­ abschnitt 90 a und dem Randabschnitt 92 a bewegen die ela­ stisch ausgelenkten Verbindungsabschnitte 136 die Inde­ xierelemente 116 a in Eingriff mit der nächsten, benach­ barten Aussparung 106 a.

Durch die Federwirkung der ausgelenkten Verbindungsab­ schnitte 136 werden die Indexierelemente 116 a veranlaßt, sich in Ausrichtung und in Eingriff mit den Aussparungen 106 a zu bewegen. Daher wird die anfängliche Winkelbezie­ hung zwischen den Zähnen 58 a des Steuerzahnrades und den Sperrzähnen des Sperrzahnrades 36 a wiederhergestellt, nachdem eine Relativdrehung zwischen dem Nabenabschnitt 90 a und dem Randabschnitt 92 a des Steuerzahnrades 60 a aufgetreten ist. Die Verbindungsabschnitte 136 sind vor­ zugsweise einteilig an dem Randabschnitt 92 a angeformt. Diese Verbindungsabschnitte 136 sind teilweise durch Schlitze 137 abgegrenzt, die sich durch den Randabschnitt 92 a hindurch erstrecken.

Bei den oben beschriebenen und in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen der Erfindung ist die Kopplungseinrich­ tung 82 bzw. 82 a, welche die anfängliche Winkelbeziehung zwischen den Zähnen 58 bzw. 58 a und den Sperrzähnen 30 wiederherstellt, zwischen dem Nabenabschnitt 90 bzw. 90 a und dem Randabschnitt 92 bzw. 92 a des Steuerzahnrades angeordnet. Bei anderen Ausführungsformen ist diese Kopp­ lungseinrichtung aber zwischen anderen geeigneten Bau­ elementen des Sicherheitsgurtaufrollers 10 angeordnet.

Durch die Erfindung wird also ein Sicherheitsgurtaufrol­ ler 10 geschaffen, der eine stets gleichbleibende Blok­ kierwirkung aufweist. Er besitzt einen Blockierriegel 26, der mit den Sperrzähnen 30 an einem Sperrzahnrad 36 mittels einer Steuerklinke 50 in Eingriff bewegt wird, wenn diese Steuerklinke mit einem Steuerzahnrad 60 in Eingriff kommt. Eine lösbare Kopplungseinrichtung bzw. Kupplung 82 läßt eine Relativdrehung zwischen dem Sperr­ zahnrad 36 und dem Steuerzahnrad 60 zu, um zu vermeiden, daß übermäßige Beanspruchungen auf die Zähne des Steuer­ zahnrades und auf die Steuerklinke ausgeübt werden. Dies führt dann zu einer Veränderung der Winkelbeziehung zwi­ schen den Sperrzähnen 30 an dem Sperrzahnrad 36 und den Zähnen 58 an dem Steuerzahnrad 60. Um nichtsdestoweniger eine stets gleichbleibende Blockierwirkung bei wieder­ holter Aktivierung des Aufrollers zu erreichen, stellt die Kopplungseinrichtung 82 eine vorbestimmte Winkelbe­ ziehung zwischen den Zähnen des Sperrzahnrades 36 und den Zähnen des Steuerzahnrades 60 wieder her, nachdem eine Relativdrehung zwischen diesen aufgetreten ist.

Claims (10)

1. Sicherheitsgurtaufroller mit einem drehbaren Element, auf welchem ein Sicherheitsgurt aufwickelbar ist, mit einem fest an dieses drehbare Element angeschlossenen Sperrzahnrad, an dem eine Mehrzahl von Sperrzähnen ring­ artig angeordnet ist, mit einem Blockierriegel, der zwi­ schen einer Freigabestellung im Abstand von dem Sperr­ zahnrad und einer Eingriffsstellung bewegbar ist, in wel­ cher er mit den Sperrzähnen des Sperrzahnrades in Eingriff ist und das drehbare Element drehfest hält, mit einem Steuerzahnrad, das mehrere ringförmig angeordnete Zähne aufweist, die in einer vorbestimmten Winkelorientierung relativ zu den Sperrzähnen des Sperrzahnrades stehen, mit einer Steuerklinke, welche zwischen einer Freigabestellung im Abstand von dem Steuerzahnrad und einer Eingriffsstel­ lung bewegbar ist, in welcher sie mit den Zähnen des Steuerzahnrades in Eingriff ist, und mit einer Einrich­ tung, welche die Bewegung der Steuerklinke aus ihrer Frei­ gabestellung in die Eingriffsstellung verursacht, wenn sich die Steuerklinke aus der Freigabestellung in die Eingriffsstellung bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kopplungseinrichtung (82, 82 a) an das Sperrzahnrad (36, 36 a) und an das Steuerzahnrad (60, 60 a) angeschlos­ sen ist, welche eine Relativdrehung zwischen diesem Sperrzahnrad und dem Steuerzahnrad zuläßt, wobei eine entsprechende Veränderung der Winkelbeziehung zwischen den Sperrzähnen (30, 30 a) des Sperrzahnrades und den Zähnen (58, 58 a) des Steuerzahnrades auftritt, wenn die Steuerklinke (50) während der Drehbewegung des drehbaren Elements (20) in die Eingriffsstellung bewegt wird, und daß diese Kopplungseinrichtung (82, 82 a) Mittel umfaßt, durch welche die vorbestimmte Winkelbeziehung zwischen den Sperrzähnen (30, 30 a) des Sperrzahnrades (36, 36 a) und den Zähnen (58, 58 a) des Steuerzahnrades (60, 60 a) wiederhergestellt wird, nachdem eine Relativdrehung zwi­ schen dem Sperrzahnrad und dem Steuerzahnrad beendet ist.

2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerzahnrad einen Nabenab­ schnitt (90, 90 a) aufweist, der an das Sperrzahnrad (36, 36 a) drehfest angeschlossen ist, und einen Randabschnitt (92, 92 a) aufweist, an welchem die ringförmige Gruppie­ rung von Zähnen (58, 58 a) des Steuerzahnrades angeordnet ist, und daß dieser Nabenabschnitt und dieser Randab­ schnitt des Steuerzahnrades durch die Kopplungseinrich­ tung (82, 82 a) miteinander verbunden sind.

3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Wiederherstel­ lung der vorbestimmten Winkelbeziehung zwischen den Sperrzähnen an dem Sperrzahnrad und den Zähnen des Steuer­ zahnrades elastische Mittel (116, 136) umfassen, welche eine Relativdrehung zwischen dem Nabenabschnitt (90, 90 a) und dem Randabschnitt (92, 92 a) des Steuerzahnrades (60, 60 a) bewirken.

4. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Wiederherstellung der vorbestimmten Winkelbeziehung zwi­ schen den Sperrzähnen des Sperrzahnrades und den Zähnen des Steuerzahnrades Mittel (116, 116 a) umfassen, welche eine Relativdrehung zwischen dem Sperrzahnrad und dem Steuerzahnrad entweder in einer ersten oder in einer zweiten Richtung veranlassen, je nach der Größe der Ver­ änderung der Winkelbeziehung zwischen den Sperrzähnen des Sperrzahnrades und den Zähnen des Steuerzahnrades.

5. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Wiederherstellung der vorbestimmten Winkelbeziehung zwischen den Sperrzähnen des Sperrzahnrades und den Zäh­ nen des Steuerzahnrades eine Oberfläche (109) an dem Steuerzahnrad (60) und elastische Mittel (106, 136) um­ fassen, durch die eine Kraft gegen diese Oberfläche (109) ausgeübt wird, welche bewirkt, daß die Zähne (58, 58 a) des Steuerzahnrades relativ zu den Sperrzähnen (30, 30 a) des Sperrzahnrades gedreht werden.

6. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Wiederherstellung der vorbestimmten Beziehung zwi­ schen den Sperrzähnen des Sperrzahnrades und den Zähnen des Steuerzahnrades eine Gruppe von Aussparungen (106, 106 a) umfassen, die an einem der Abschnitte des Steuer­ zahnrades (60, 60 a) angeordnet sind, und daß ein Inde­ xierelement (116, 116a) an dem jeweils anderen Abschnitt des Steuerzahnrades angeordnet ist, wobei dieses Indexier­ element in Eingriff mit einer der Aussparungen (106, 106a) steht, wenn die Sperrzähne (30, 30 a) des Sperrzahnrades und die Zähne (58, 58 a) des Steuerzahnrades sich in der vorbestimmten Winkelbeziehung befinden, und daß der Nabenabschnitt (90, 90 a) und der Randabschnitt (92, 92 a) des Steuerzahnrades (60, 60 a) relativ zueinander verdreh­ bar sind, um diese Aussparung (106, 106a) und das Indexierelement (116, 116a) außer Eingriff miteinander zu bewegen und eine andere Aussparung (106, 106a) in Eingriff mit dem Indexierelement (116, 116a) zu bewegen, wenn die Steuerklinke (50) in die Eingriffsstellung be­ wegt wird.

7. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Indexierelement (116, 116a) ein elastisch auslenkbares Federelement umfaßt, von dem we­ nigstens ein Teil mit den Aussparungen (106, 106a) in Eingriff gelangen und elastisch durch dieses ausgelenkt werden kann.

8. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Federelemen­ tes fest an einen der Abschnitte (90, 90 a bzw. 92, 92 a) des Steuerzahnrades angeschlossen ist.

9. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Wieder­ herstellung der vorbestimmten Winkelbeziehung zwischen den Sperrzähnen des Sperrzahnrades und den Zähnen des Steuer­ zahnrades elastische Mittel (136) umfassen, welche vor­ stehende Teile (116 a) an einem der Abschnitte (92 a) des Steuerzahnrades (60 a) aufweisen, und daß diese vorstehen­ den Teile (116 a) mit Teilen (106 a) des anderen Abschnitts (90 a) des Steuerzahnrades (60 a) zusammenwirken, um die vorbestimmte Winkelbeziehung wiederherzustellen.

10. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Abschnitt (92 a) des Steuer­ zahnrades (60 a) mit durch ihn hindurchführenden Schlitzen (137) versehen ist, welche Materialstreifen (136) teil­ weise begrenzen, die die elastischen Mittel bilden und in Radialrichtung relativ zu dem anderen Abschnitt (90 a) des Steuerzahnrades (60 a) bewegbar sind, und daß die vorstehenden Teile (116 a) an den Materialstreifen (136) ausgebildet sind.