DE3643958A1 - Automatischer sicherheitsgurt, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen automatischen Sicherheitsgurt, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Di im Einsatz befindlichen automatischen Sicherheitsgurte, insbesondere für Kraftfahrzeuge, sind mit einer in Aufspul­ richtung vorgespannten Gurtrolle mit einem Sperrmechanismus versehen, wobei bei einem langsamen Anziehen an dem Gurt dieser problemlos von der Gurtrolle abgespult werden kann. Nach dem Loslassen wird durch die Federkraft die Gurtrolle wieder so weit zurückgespult, bis der Gurt straff an einer Person anliegt. Bei einem ruckartigen Bremsen oder gar bei einem Auffahrunfall wird jedoch der Gurt sofort gesperrt, daß er die zu schützende Person möglichst fest im Sitz hält.

Derartige bekannte automatische Sicherheitsgurte sind in­ soweit mit einem mit der Gurtrolle mitrotierenden Zahnrad versehen, in welches eine Sperrklinke eingreift. Wird die Gurtrolle mit einer Drehwinkelgeschwindigkeit oberhalb eines vorbestimmten Grenzwertes beim Anziehen des Gurtes gedreht, so wird automatisch über die Sperrklinke die Gurt­ rolle blockiert, um so den Sicherheitseffekt zu gewährleisten.

Derartige automatische Gurte weisen aber einen nicht zu vernachlässigenden Nachteil auf. Aus Sicherheitsgründen nämlich liegt der Gurt ständig mit einer gurtabhängigen Kraft fest am Körper an, was insbesondere während langer Autofahrten als nachteilhaft empfunden wird. Von daher wird häufig versucht, mittels Hand den Gurt etwas von der Gurtrolle herauszuziehen, um den Körper so etwas zu entla­ sten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es von daher, einen automatischen Sicherheitsgurt, insbesondere für Kraftfahrzeuge so weiter zu entwickeln, daß dieser ohne Beeinträchtigung der Sicherheit auch nach dem Anlegen des Gurtes in eine bequeme, lockere Lage am Körper gebracht werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird erstmals auf verblüf­ fend einfache Art und Weise eine oft als äußerst unange­ nehm empfundene Einengung durch den Gurt vermieden, ohne daß dadurch die Sicherheit beeinträchtigt wird.

Erfindungsgemäß ist nämlich nunmehr unter Beibehaltung der herkömmlichen Sicherheitsfunktion noch eine Rücklauf­ sperre vorgesehen. Diese Rücklaufsperre kann bei der üblichen herkömmlichen Mechanik der automatischen Sicher­ heitsgurte miteingebaut sein, ohne daß diese bisher bekannt gewordenen Sicherheitsgurte von ihrem Grundaufbau verändert werden müssen. Dabei kann der erfindungsgemäße automa­ tische Sicherheitsgurt, wie auch die bekannten, immer fest am Körper anliegen. Durch leichtes und langsames Anziehen aber kann der Gurt etwas entlastet werden, so daß er - ohne zu weit vom Körper abliegen zu müssen - nunmehr bequem sitzt. Bei einem ruckartigen weiteren Anziehen, ins­ besondere bei einem Bremsen oder gar beim Auffahren auf ein Hindernis tritt aber die übliche herkömmliche Sicherheits­ funktion wieder in Kraft, die den Sicherheitsgurt vor einem weiteren Abrollen sperrt und somit die betreffenden Perso­ nen schützt.

Die Rücklaufsperre umfaßt dabei ein Sperrglied, welches in einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 3 allein aufgrund der Schwerkraft oder in einer alternativen Aus­ führungsform nach Anspruch 4 über eine Feder auf ein mit der Gurtrolle gekoppeltes Zahnrad vorgespannt gehalten ist. Die Anordnung ist aber derart, daß bei normaler Betätigung des Gurtes in Vorwärt- wie auch in Aufrollrichtung das Sperr­ glied der Rücklaufsperre über die Zähne des Zahnrades hin­ wegrutscht, ohne dabei seine freie Drehung zu verhindern. Nur bei langsamer Bewegung und Rotation der Gurtolle bzw. des Zahnrades unterhalb einer vorbestimmten Drehwinkelge­ schwindigkeit besteht ausreichend Zeit, daß das Sperrglied zwischen zwei Zähnen einrasten kann und damit einen wei­ teren Rücklauf des Gurtes blockiert, so daß der Gurt ohne Einzwängen am Körper anliegt. Nach dem Abschnallen ist es nur nötig, den Gurt etwas nach vorne anzuziehen und loszulassen, da nach einem kurzen Anziehen die Rücklauf­ sperre sofort wieder außer Funktion gesetzt wird, wobei der Gurt dann allein in seine Ausgangsposition aufgerollt wird.

Dabei kann die Anordnung gemäß Anspruch 5 oder 6 derart sein, daß bereits eine Umdrehung um einen halben Zahnab­ stand ausreichend sein kann, um die Rücklaufsperre aufzu­ heben.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Sperrglied kreisbogenförmig zumindest in seinem Berührbereich mit einer Zahnflanke ausgestaltet und liegt in einem bevorzugten Aus­ führungsform nach Anspruch 8 nur im Bereich der äußeren Zahnhöhenhälfte an der jeweiligen Zahnflanke an, wodurch eine schnelle Außerkraftsetzung ermöglicht wird.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet dabei die Gerade, die durch die Pendelachse und dem Berührpunkt des Sperrgliedes an einer Zahnflanke ver­ läuft, mit der Zahnflanke einen Winkel von annähernd 90°, vorzugsweise exakt 90°.

Der Grenzwert der Drehwinkelgeschwindigkeit, oberhalb derer die Rücklaufsperre nicht in Funktion tritt, kann zum einen durch ein Ausgleichsgewicht am Sperrglied festgelegt werden.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus dem anhand von Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Teilansicht einer Aufwickeleinrichtung eines automatischen Sicherheitsgurtes mit der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Aufwickel­ einrichtung nach Fig. 1 mit der Rücklauf­ sperre während des Herausziehens des Gurtes;

Fig. 3 eine zu Fig. 2 andere Betriebsstellung der Aufwickeleinrichtung mit der Rücklaufsperre bei schnellem Rücklauf des Gurtes;

Fig. 4 eine weitere zur Fig. 2 und 3 abgewandelte Betriebsstellung bei zunächst langsamem Rück­ wärtsdrehen des Gurtes und Einrasten der Rück­ laufsperre.

In Fig. 1 ist die Aufwickeleinrichtung 1 eines automati­ schen Sicherheitsgurtes mit einem eine vordere und hintere Platte 3 umfassenden Träger gezeigt, in dem die mit einem aufgewickelten Sicherheitsgurt gezeigte Gurtrolle 7 drehbar gelagert ist. Die Gurtrolle 7 ist über eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Federeinrichtung immer in Auf- bzw. Rücklaufrichtung a vorgespannt.

Mit der Gurtrolle 7 in Drehverbindung bzw. Antriebsverbin­ dung steht das in Fig. 1 vorne sitzende Zahnrad 11, wel­ ches mit einem in den Zeichnungen nicht näher dargestellten Sperrmechanismus mit einer Sperrklinke zusammenwirkt. Inso­ weit wird auf die bekannten automatischen Sicherheitsgurte verwiesen. Die erwähnte Sperrklinke wird bei den bekannten Sicherheitsgurten durch ein aufgrund seiner Trägheit relativ drehbares Verzögerungsrad in das Zahnrad eingerastet, wenn der Gurt schnell, d. h. mit einer Winkelgeschwindig­ keit der Gurtrolle oberhalb eines vorgegebenen Grenzwertes angezogen wird. Dazu sind die Zähne schräg ausgebildet, so daß eine eingreifende Sperrklinke immer an der steilen Zahn­ flanke abgestützt wird und selbsttätig ohne Entlastung des Gurtes nicht wieder ausrasten kann.

Die Rücklaufsperre 13 umfaßt ein Sperrglied 15, welches über eine Pendelachse 17 verschwenkbar ist. Im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel besteht dabei das Sperrglied 15 aus einem kreisförmigen Körper und einem auf der anderen Seite der Pendelachse 17 vorgesehenen Ausgleichsgewicht 19.

Die Funktion dieser Rücklaufsperre 13 wird nachfolgend an­ hand der Fig. 2 bis 4 weiter erläutert.

Beim Anziehen und Abrollen des Gurtes von der Gurtrolle 7 entgegen der in der Gurtrolle integrierten Federkraft wird das Zahnrad 11 gemäß Fig. 2 in Vorlaufrichtung b gedreht, wobei das Sperrglied 15 in diesem Falle über die Spitzen der Zähne 9 des Zahnrades 11 springt. Dies gilt nicht nur für den Fall, daß der Gurt schnell angezogen wird, sondern auch dann, wenn der Gurt relativ langsam von der Gurtrolle 7 herabgezogen wird. Denn über die jeweils flache Zahn­ flanke eines nächsten Zahnes wird das Sperrglied 15 immer wieder - auch wenn es zwischendurch zwischen zwei benach­ barten Zähnen 9 herabgeschwenkt ist - wieder angehoben, so daß der Gurt problemlos und unverändert wie üblich an­ gezogen werden kann.

Wird der Gurt wiederum losgelassen, so dreht sich die Gurt­ rolle 7 automatisch in Aufwickelrichtung, wie dies in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Obgleich in diesem Fall zwi­ schen zwei benachbarten Zähnen das Sperrglied 15 herabver­ schwenkt werden und einen nächsten Zahn sperren könnte - worauf nachfolgend anhand von Fig. 4 noch eingegangen wird - so wird dies in der Darstellung nach Fig. 3 dennoch dann vermieden, wenn die Rücklaufgeschwindigkeit des Sicher­ heitsgurtes 5 und damit die Winkelgeschwindigkeit des Zahn­ rades 9 einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Die Ver­ schwenkkinematik des Sperrgliedes 15 ist nämlich derart, daß insbesondere durch das Ausgleichsgewicht 19 der Schwerpunkt des Sperrgliedes 15 nur in relativ geringem Abstand zu der parallel zum Zahnrad 9 liegenden Pendelachse 17 zu liegen kommt, so daß das Sperrglied 15 aufgrund der Gravitations­ kräfte nur relativ "langsam" und "träge" jeweils von einer oberen in eine untere Sperrstellung verschwenkt wird. Die Auf­ wärtsbewegung der Rücklaufsperre wird durch einen Anschlag­ bolzen 20 begrenzt.

In Fig. 2 ist von daher wie in Fig. 3 auch strichliert jene untere Stellung des Sperrgliedes 15 gezeigt, die es maxi­ mal nur bei Überschreiten einer bestimmten Drehwinkelge­ schwindigkeit zur Gurtrolle einnehmen kann. Mit anderen Wor­ ten wird also das Sperrglied - bevor es seine untere Sperr­ stellung zwischen zwei Zähnen erreicht hat - durch einen nächsten Zahn 9 wieder in seine angehobene Ausgriffsstel­ lung verschwenkt.

Wird aber nunmehr, wie an Fig. 4 dargestellt ist, der Si­ cherheitsgurt 5 nur langsam rückbewegt, so daß das Zahn­ rad 9 nur mit einer Winkelgeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes rotiert, so daß das Sperrglied aus­ reichend Zeit hat, bis zu seiner unteren Eingriffs- und Sperr­ lage zu gelangen, so wird dann hierdurch eine weitere Ver­ drehung des Zahnrades und damit der Gurtrolle in Aufwickel­ richtung verhindert und blockiert. In dieser Lage liegt der zumindest bogenförmige Angriffsabschnitt des Sperrgliedes 15 tangential an der flachen Zahnflanke eines Zahnes 9 an, und zwar in der äußeren Hälfte der Zahnhöhe. Hierdurch wird eine schnellere Freigabe der Blockade bei einem kurzen Anziehen des Gurtes in Vorlaufrichtung b ermöglicht. In der Sperrstellung schneidet die Gerade 21, die durch die Pendel­ achse 17 und den Berührpunkt 23 an der Zahnflanke ver­ läuft, die Zahnflanke zumindest annähernd, vorzugsweise exakt senkrecht. Der Winkel ist derart gewählt, daß allein unter der Kraft der Feder der Gurtrolle in Aufspulrichtung der anliegende Zahn 9 ohne Überwindung der Reibkräfte das Sperrglied 15 nicht aus seiner Blockierstellung herausdrängen kann.

Besonders günstig ist es dabei ferner, wenn das Sperrglied, wie in Fig. 4 dargestellt ist, in seiner Blockierstellung auch noch den nächsten benachbarten Zahn 9 an dessen be­ nachbarter Zahnflanke möglichst weit außen berührt, um bei Verdrehung des Zahnrades in Vorlaufrichtung sofort hierüber das Sperrglied 15 wieder aus der Eingriffsstellung herauszu­ drängen. Bei diesem Aufbau also kann ohne Beeinträchtigung der üblichen Sicherheitsfunktion der Sicherheitsgurt am Kör­ per leicht angehoben werden, so daß er angenehm und etwas lockerer sitzt. Sollte die übliche festere Lage gewünscht wer­ den, so muß der Gurt nur nochmals kurz angezogen und los­ gelassen werden, so daß damit die Rücklaufsperre wieder außer Kraft gesetzt wird. Beim Aussteigen muß ebenfalls der Gurt nur kurz angezogen werden, damit er anschließend selbsttätig in seine Aufwickelstellung aufgespult wird.

Grundsätzlich sind auch äquivalente Lösungen denkbar, bei denen für den üblichen Sicherheitsmechanismus für das Zahn­ rad und die Sperrklinke, wie auch bei der Rücklaufsperre für das Sperrglied äquivalente technische Mittel möglich sind, über die eine Freigabe und eine Blockierung der Gurt­ rolle - wie vorstehend erläutert- verwirklicht werden kann.

ln den Fig. 2 und 3 ist ferner noch mit Pfeilen der Be­ reich gekennzeichnet, zwischen dem ein Zahn 9 am Sperrglied bei Vorwärts- bzw. Rückwärtsrotation des Zahnrades 11 auf­ treffen und dieses außer Eingriff halten kann.

In den Zeichnungen ist der erfindungsgemäße Sperrmechanis­ mus im Zusammenhang mit einer Gurtrolle gezeigt.

Dies ist sicherlich der häufigste und üblichste Einsatzfall, da allein durch die drehbare Aufwickeleinrichtung des Si­ cherheitsgurtes eine raumsparende Anordnung möglich ist. Ebenso soll aber erwähnt werden, daß natürlich anstelle des Zahnrades 11 auch ein linear bewegbares Zahnglied verwandt werden kann. Insoweit soll unter dem Begriff "Zahnrad 11" gleichermaßen, vor allem in den Ansprüchen, ein vor allem linear bewegbares "Zahnglied 11" verstanden werden.

Die Erfindung sowohl bei Verwendung eines Zahnrades wie eines linear bewegten Zahngliedes 11 kann somit aber auch nicht nur bei einer aufspulbaren Gurtrolle, sondern auch bei einer linear verschiebbaren Sicherheitseinrichtung für einen Sicherheitsgurt verwandt werden. Nach dem Stand der Technik nämlich werden übliche Sicherheitsgurte mit einem mit der Gurtrolle mitbewegbaren Trägheitsglied eingesetzt welches bei einem schnellen Anziehen des Sicherheitsgurtes in Aufspulrichtung verzögert so entgegen der Kraft einer Feder bewegt wird, daß durch diese verzögerte Relativ­ bewegung über einen Zahnkranz und eine Sperrklinke der Sicherheitsgurt in Auszugrichtung gesperrt wird. Ein derar­ tiger "Verzögerungsmechanismus" ist aber gleichermaßen bei einem linear angeordneten "Trägheitsglied" möglich, welches mit einem Gurt an einem parallel dazu verlaufenden "Ver­ ankerungs- oder Zahnstangenteil" zusammenwirkt. Auch in­ soweit kann also die Erfindung bei einem ohne eine Gurt­ rolle auskommenden Sicherheitsgurt verwirklicht werden.

Claims (11)

1. Automatischer Sicherheitsgurt, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, mit einer bei einer ruckartigen Bewegung des Si­ cherheitsgurtes in Ausziehrichtung wirkenden Sperreinrich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Rücklauf­ sperre (13) vorgesehen ist, die ein lediglich bei einer lang­ samen Rückwärtsbewegung des Sicherheitsgurtes (5) in Spann­ richtung mit einer Bewegungsgeschwindigkeit unterhalb eines Grenzwertes, ein weiteres Einziehen des Sicherheits­ gurtes (5) blockierendes Sperrglied umfaßt.

2. Automatischer Sicherheitsgurt nach Anspruch 1 insbesondere mit einer in Aufspulrichtung vorgespannten Gurtrolle (7) und vorzugsweise einem damit mitdrehenen Zahnrad (11) und einer Sperrklinke, welche lediglich bei einer Vorwärts­ bewegung des Sicherheitsgurtes (5) und einer dadurch ver­ ursachten Vorwärtsdrehung der Gurtrolle (7) mit einer Dreh­ winkelgeschwindigkeit oberhalb eines Grenzwertes in das Zahnrad (9) eingreift und damit in Ausziehrichtung sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufsperre (13) das lediglich bei einer langsamen Rückwärtsbewegung des Si­ cherheitsgurtes (5) und einer hierdurch verursachten Rück­ wärtsdrehung der Gurtrolle (7) in Aufspulrichtung mit einer Drehwinkelgeschwindigkeit unterhalb eines Grenzwertes in das Zahnrad (11) eingreifendes und damit in Aufspulrich­ tung blockierendes Sperrglied (15) umfaßt.

3. Automatischer Sicherheitsgurt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (15) an einer Pendelachse (17) so aufgehängt ist, daß es auf grund der Gravitations­ kräfte selbsttätig auf die Zähne (9) des mit der Gurtrolle (7) mit bewegten Zahnrades (11) herabschwenkt.

4. Automatischer Sicherheitsgurt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das um eine Pendelachse (17) aufge­ hängte Sperrglied (15) über eine Feder auf die Zähne (9) des Zahnrades (11) zu gespannt gehalten ist.

5. Automatischer Sicherheitsgurt nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufsperre (13) durch eine Verdrehung der Gurtrolle (7) und damit des Zahnrades (11) um maximal einen Zahnabstand lösbar ist.

6. Automatischer Sicherheitsgurt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufsperre (13) durch eine Verdrehung der Gurtrolle (7) und damit des Zahnrades (11) um maximal einen halben Zahnabstand lösbar ist.

7. Automatischer Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriffsabschnitt des Sperrgliedes (15) bogenförmig ausgebildet ist, wobei in der Eingriffs- und Sperrstellung der bogenförmige Eingriffs­ abschnitt tangential an der benachbarten Zahnflanke an­ liegt.

8. Automatischer Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Eingriffs- und Sperrstellung der bogenförmige Eingriffsabschnitt des Sperr­ gliedes (15) an zwei aufeinander zu weisenden Zahnflanken jeweils an deren äußeren Zahnhöhenhälfte anliegt.

9. Automatischer Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Eingriffs- und Sperrstellung die Gerade durch die Pendelachse (17) und den Berührpunkt (23) des Sperrgliedes (15) an der Zahn­ flanke mit der Tangente an der gesperrten Zahnflanke im Berührpunkt einen Winkel von annähernd, vorzugsweise exakt 90° einschließt.

10. Automatischer Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (15) mit einem Ausgleichsgewicht (19) versehen ist, so daß der Schwerpunkt des Sperrgliedes (15) näher an der Pendelachse (17) als am Berührpunkt (23) an einer Zahnflanke liegt.

11. Automatischer Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (15) in seiner Bewegung durch einen Anschlagbolzen (20) in Außer­ eingriffsrichtung begrenzt ist.