DE3730274A1 - Elektromagnetische vorrichtung zur begrenzung der gurtauszugslaenge und zur speicherung eines grundwertes der gurtauszugslaenge fuer sicherheitsgurte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Vorrichtung zur Begrenzung der Gurtauszugslänge bei Sicherheitsgurten, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die die Rückspannung aufhebt, unter der der Gurt durch eine Gurtaufwickeleinrichtung gehalten wird und die den Gurt in einer bestimmten Auszugslage spannungslos fixiert.

Mit Hilfe einer Gurtaufwickelvorrichtung wird ein nicht benutzter Sicherheitsgurt auf einer Aufrolltrommel aufgewickelt. In angelegtem Zustand steht der zum Teil abgewickelte Sicherheitsgurt ständig unter der Spannung der Gurtaufwickelvorrichtung und übt, fest anliegend, auf den Körper des Benutzers Druck aus. Es sind Vorrichtungen bekannt, die die Spannwirkung des Sicherheitsgurtes beseitigen und dadurch den Fahrkomfort des Benutzers verbessern.

In der US-Patentschrift 44 67 982 wird eine Vorrichtung beschrieben, die die Aufwickelkraft kompensiert, wenn der Sicherheitsgurt angelegt wird. Bei dieser Vorrichtung rastet eine Sperrklinke, die durch einen Elektromagneten über ein Kipphebelsystem angetrieben wird, in ein Zahnrad ein und leitet so die Spannkraft der Aufwickelvorrichtung ab. Die Einrastung der Sperrklinke erfolgt erst, wenn der Sicherheitsgurt nach dem Anlegen weiter abgewickelt wird.

Die Länge, die abgewickelt werden muss, um die Vorrichtung auszulösen, ist durch die Konstruktion festgelegt, was zur Folge hat, dass die zusätzlich abgewickelte Gurtlänge nicht den tatsächlich erforderlichen Umfang aufweist, sondern ständig gleich ist.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Vorrichtung zu schaffen, die die Beseitigung der Spannwirkung eines Sicherheitsgurtes mit Gurtaufwickelvorrichtung bewirkt und bei der der Sicherheitsgurt variabel um den Umfang verlängert werden kann, der notwendig ist, um ein druckfreies, aber festes Anliegen des Sicherheitsgurtes am Körper des Benutzers zu gewährleisten.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die erfindungsgemäße elektromagnetische Vorrichtung, die mit der Achse und dem Gehäuse einer Gurtaufwickelvorrichtung verbunden ist. Zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört ein Anker eines Elektromagneten, der auf der Achse der Gurtaufwickelvorrichtung drehfest angeordnet ist, eine Verriegelungssperre, die zum Gehäuse der Gurtaufwickelvorrichtung drehfest angeordnet ist und Verriegelungsteil, der dem Anker benachbart ist. Durch die elektromagnetische Anziehung zwischen dem Elektromagneten und dem Anker wird der Verriegelungsteil mit der Verriegelungssperre in Eingriff gebracht und ist dadurch drehfest zum Gehäuse der Gurtaufwickelvorrichtung. Der Anker des Elektromagneten und der Verriegelungsteil besitzen Anschläge, die gewährleisten, daß der angezogene Anker und damit die Achse der Gurtaufwickelvorrichtung nur über den Winkelbereich zu verdrehen ist, der durch die Lage der Anschläge festgelegt wird, so daß die Lage des Ankers und damit die Drehstellung der Achse der Gurtaufwickelvorrichtung nach dem Anziehen des Elektromagneten nur in einem bestimmten Bereich veränderbar ist.

Zwischen dem angezogenen Anker und dem Elektromagneten wirkt eine Reibkraft, die die Aufwickelkraft der Gurtaufwickelvorrichtung kompensiert. Durch Überwindung der Reibkraft kann der Sicherheitsgurt um eine Länge weiter ausgezogen werden, die variabel ist und nur durch die Lage der Anschläge begrenzt wird.

In den folgenden Zeichnungen werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt; dabei zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Teil der Gurtaufwickeleinrichtung im Längsschnitt,

Fig. 2 eine Darstellung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A bzw. B-B im Querschnitt,

Fig. 3 den elektrischen Funktionsverlauf in Verbindung mit dem Gurtverlauf,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem Teil der Gurtaufwickeleinrichtung im Längsschnitt,

Fig. 5 eine Darstellung des Ausführungsbeispiels in Fig. 4 entlang der Schnittlinie A-A im Querschnitt.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist der Anker 3 durch einen Keil 4 drehfest, aber axial verschiebbar mit der Welle 5 der Gurtaufwickelvorrichtung 16 verbunden, die den Sicherheitsgurt 7 auf der Aufrolltrommel 14 aufwickelt. Der Anker 3 ist axial im Bereich des Freiraums 10 in Richtung auf den Elektromagneten 1 verschiebbar. Die Verriegelungssperre 26 ist über den Verschlußdeckel 25, über die Raster 30 und über die Ausnehmungen 29 im Gehäuse 16 der Gurtaufwickelvorrichtung drehfest angeordnet.

Ein Verriegelungsteil 6 ist benachbart zum Anker 3 so angeordnet, daß der Anker 3 den Verriegelungsteil 6 mitbewegt, wenn der Elektromagnet 1 den Anker 3 anzieht. Dadurch wird der Verriegelungsteil 6 mit der Verriegelungssperre 26 in Eingriff gebracht und in Bezug auf das Gehäuse 16 drehfest gehalten. Zwischen dem angezogenen Anker 3 und dem Elektromagneten 1 wirkt eine Reibkraft, die die Spannwirkung der Gurtaufwickelvorrichtung kompensiert, da der Anker 3 drehfest mit der Welle 5 der Gurtaufwickelvorrichtung verbunden ist.

Durch Ziehen am Sicherheitsgurt kann die Reibwirkung zwischen dem Anker 3 und dem Elektromagneten 1 überwunden und der Sicherheitsgurt weiter abgewickelt werden. Die Anschläge 18 am Verriegelungsteil 6 und der Anschlag 27 am Anker 3 stellen sicher, daß der Sicherheitsgurt auch bei diesem Vorgang nur um eine begrenzte Länge weiter ausgezogen werden kann.

Eine zwischen dem Anker 3 und dem Verriegelungsteil 6 wirkende Rückstellfeder 28 dreht den nicht angezogenen Anker 3 in Bezug auf den Verriegelungsteil 6 so in Aufrollrichtung der Gurtaufwickelvorrichtung, daß der Anschlag 27 an dem Anschlag 18 anliegt, der in Aufrollrichtung liegt. Dadurch wird gewährleistet, daß bei angezogenem Anker der gesamte Winkelbereich, der durch die Lage der Anschläge festgelegt wird, für die Verdrehung des Ankers und der Achse der Gurtaufwickelvorrichtung und damit für die Abwicklung der zusätzlichen Gurtlänge zur Verfügung steht.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 ist der Anker 33 fest auf der Welle 5 der Gurtaufwickelvorrichtung 16 angebracht. Der Anker 33 ist gegenüber dem Verriegelungsteil 36 verdrehbar begrenzt durch die Anschläge 37 und 38 und wird durch eine Rückstellfeder 39, die zwischen dem Verriegelungsteil 36 und dem Anker 33 angeordnet ist, bei nicht angezogenem Elektromagneten 31, in die Richtung gedreht, durch die nach Anziehen des Elektromagneten der maximale Winkelbereich für die Verdrehung des Ankers 33 zur Verfügung steht. Die Verriegelungssperre 34 ist über eine Verriegelungsplatte 35 fest mit dem Elektromagneten 31 verbunden. Die Verriegelungsplatte 35 und damit die Verriegelungssperre 34 ist über Anschläge 30 drehfest im Gehäuse 16 angeordnet. Durch die Anziehungskraft bewegt sich der Elektromagnet 31 auf den Anker 33 zu und bringt dadurch den Verriegelungsteil 36 und die Verriegelungssperre 34 in Eingriff. Der Verriegelungsteil 36 wird dadurch drehfest zum Gehäuse 16 gehalten und die zwischen dem Anker 33 und dem Elektromagneten auftretende Reibkraft kompensiert die Rückspannkraft der Gurtaufwickelvorrichtung.

Wie beim zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel, kann durch Ziehen am Sicherheitsgurt die Reibkraft überwunden und der Sicherheitsgurt weiter abgewickelt werden.

Bei den beiden zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wirkt eine Feder 2, 32 der Anziehungskraft zwischen dem Elektromagneten 1, 31 und dem Anker 3, 33 entgegen und bewirkt das bei stromlos geschaltenem Elektromagneten 1, 31 der Eingriff des Verriegelungsteiles 6, 36 mit der Verriegelungssperre 26, 34 aufgelöst wird. Dadurch wird der Anker 3, 33 und der Verriegelungsteil 6, 36 wieder frei verdrehbar.

Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Verriegelungsteil 36 mit einem Schneckengang 40 versehen, in dem ein Gleitstück 42 gleitet und den Gleitkontakt 46 verschiebt, wenn der Verriegelungsteil 36 beim Abwickeln des Sicherheitsgurtes gedreht wird. Der Gleitkontakt 46 wird in einem Gehäuse 49 ebenso wie der Positionselektromagnet 41 geführt. Durch Federn 47 wird der Kontakt zwischen dem Gleitkontakt 46 und dem stromlosen Positionselektromagneten 41 gewährleistet. Durch die Stromzuführung über den Anschluß 48 zum Positionselektromagneten 41 wird der Positionselektromagnet erregt und an der Stelle, an der er sich befindet, im Gehäuse 49 festgehalten. Wird durch weitere Drehung des Verriegelungsteils 36 der Gleitkontakt 46 vom Positionselektromagneten 41 weg verschoben, folgt der so festgehaltene Positionselektromagnet 41 nicht der Bewegung des Gleitkontaktes 46. Die Stromzuführung zum Elektromagneten 31 erfolgt über den Positionselektromagneten 41, über den Gleitkontakt 46 und über metallische Leitkontakte bis hin zu den Anschlüssen 44 des Elektromagneten 31, so daß eine Kontaktunterbrechung zwischen dem Positionselektromagneten 41 und dem Gleitkontakt 46 eine Unterbrechung der Stromzuführung des Elektromagneten 31 zur Folge hat.

Beim Anlegen des Sicherheitsgurtes wird durch das Abwickeln des Gurtes der Verriegelungsteil 36 gedreht, wodurch das Gleitstück 42 mit Hilfe des Schneckengangs 40 verschoben wird. Mit dem Gleitstück 42 wird der Positionselektromagnet 41 und der Gleitkontakt 46 verschoben, ohne daß die Verbindung zwischen ihnen unterbrochen wird. Durch den Schalter des Gurtschlosses wird dem Positionselektromagneten 41 über den Anschluß 48 Strom zugeführt, wodurch der Positionselektromagnet 41 im Gehäuse 49 an der Stelle festgehalten wird, an der er sich nach dem Anlegen des Sicherheitsgurtes und dem Auslösen des Gurtschloßschalters befindet. Erst danach wird ausgelöst durch das Zeitverzögerungsrelais der Strom zum Elektromagneten 31 geführt, wobei die Stromzuführung über den Positionselektromagneten 41, den Gleitkontakt 46 und metallische Leitkontakte 43 erfolgt. Erst nach dieser Verzögerung setzt die Wirkung des Elektromagneten und damit die Wirkung der die Gurtspannung aufnehmenden elektromagnetischen Vorrichtung ein.

In diesem Zustand ist eine Verdrehung des Ankers und damit eine weitere Abwicklung des Sicherheitsgurtes nur über den vorgegebenen, durch die Anschläge festgelegten Bereich, möglich.

Soll der Gurt weiter abgewickelt werden wird die elektromagnetische Vorrichtung außer Funktion gesetzt, indem durch einen Unterbrecherdruckschalter 12 B die Stromzuführung zum Elektromagneten 31 unterbrochen wird. Eine daran anschließende weitere Abwicklung des Sicherheitsgurtes bewirkt, daß der Gleitkontakt 46 unter der Einwirkung des Gleitstückes 42, das im Schneckengang 40 gleitet, verschoben wird. Dieser Verschiebung folgt der mit Strom versorgte Elektromagnet 41, der dadurch im Gehäuse 49 an einer bestimmten Stelle festgehalten wird, nicht, wodurch der Kontakt zwischen dem Positionselektromagneten 41 und dem Gleitkontakt 46 unterbrochen wird. Wird die Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromagneten 31 wieder aufgehoben, indem der Unterbrechungsdruckschalter 12 B geschlossen wird, bleibt weiterhin die Stromzuführung zum Elektromagneten 31 unterbrochen, da zwischen dem Positionselektromagneten 41 und dem Gleitkontakt 46 kein Kontakt besteht. Die Gurtaufwickelvorrichtung kann daher den Sicherheitsgurt so lange aufwickeln, bis durch die Drehung des Verriegelungsteils 36 und die daraus hervorgehende Verschiebung des Gleitkontaktes 42 der Kontakt zwischen dem festgehaltenen Positionselektromagneten 41 und dem Gleitkontakt 42 wieder hergestellt wird. Dadurch wird der Elektromagnet 31 wieder, wie oben beschrieben, mit Strom beaufschlagt und die Hemmwirkung auf die Gurtaufwickelvorrichtung ausgeübt.

Durch Öffnen des Gurtschlosses wird der festgehaltene Positionselektromagnet 41 wieder stromlos und wird beim Aufwickeln des Gurtes im Gehäuse 49 wieder frei verschiebbar.

In der Fig. 3 wird der elektrische Funktionsverlauf in Verbindung mit dem Gurtverlauf dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch den Elektromagneten 1 und den Anker 3 angedeutet. Durch den angelegten Sicherheitsgurt 7 wird der Schalter des Gurtschlosses 24 geschlossen. Dieser Schalter ist mit dem Schalter 17, dem Unterbrecherdruckschalter 12 B, dem Schalter 12 und dem Verzögerungsrelais 12 A in der Stromzuführung zu dem Elektromagneten 1 angeordnet. Die Stromversorgung 23 steht mit dem Elektromagneten 1 nur dann in Verbindung, wenn jeder der zuvor genannten Schalter geschlossen ist und der Stromweg 15 aufgebaut ist. Die Überbrückung des Gurt­ schloßschalters 24 kann durch eine Überbrückungsschaltung 15 A bewerkstelligt werden, so daß dessen Schaltzustand sich nicht mehr auf die Betätigung des Elektromagneten 1 auswirkt. Der Schalter 17 schaltet die Stromversorgung des Kraftfahrzeuges ein und gewährleistet dadurch die Stromzuführung zum Elektromagneten 1. Nach dem Anlegen des Sicherheitsgurtes verzögert ein Verzögerungsrelais 12 A die Stromzuführung zum Elektromagneten 1, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung erst nach einer Verzögerung in Betrieb genommen wird. Der Unterbrechungsdruckschalter 12 B gibt dem Benutzer die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung abzuschalten und den Sicherheitsgurt weiter auszuziehen. Um die Sicherheit des Kraftfahrzeugbenutzers in einem Gefahrenfall nicht zu verringern, sorgt ein geeigneter Schalter 12 bei einer, ein gewisses Maß überschreitenden Fahrzeugabbremsung für die Unterbrechung des Stomverlaufs zum Elektromagneten 1, wodurch der Sicherheitsgurt von der Gurtaufwickelvorrichtung wieder fest an den Benutzer angelegt wird. Jede Unterbrechung des Stromweges 15 bewirkt, daß der Verzögerungsschalter 12 A von neuem nach der Aufhebung der Unterbrechung des Stromweges 15 erst die Verzögerungszeit ablaufen läßt, bevor die erfindungsgemäße Vorrichtung wieder in Betrieb gesetzt wird. Dadurch wird gewährleistet, daß der Sicherheitsgurt 7 zuerst eng am Körper des Benutzers anliegt, bevor die erfindungsgemäße Vorrichtung die Spannkraft der Gurtaufwickelvorrichtung kompensiert.

Claims (11)

1. Elektromagnetische Vorrichtung zur Begrenzung der Gurtauszugslänge bei Sicherheitsgurten, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die mit der Achse (5) und dem Gehäuse (16) einer Gurtaufwickelvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß auf der Achse (5) drehfest, aber axial verschiebbar, ein Anker (3) eines Elektromagneten (1) angeordnet ist,
• - daß eine Verriegelungssperre (26) drehfest zum Gehäuse angeordnet ist,
• - daß dem Anker (3) ein axial verschiebbarer Verriegelungsteil (6) benachbart ist, der durch die Anziehungskraft zwischen dem Elektromagneten (1) und dem Anker (3) mit der Verriegelungssperre (26) in Eingriff gebracht und drehfest gehalten wird und daß durch Anschläge (27, 18) der angezogene Anker (3) mit der Achse (5) der Gurtaufwickelvorrichtung nur über den Winkelbereich drehbar ist, der durch die Lage der Anschläge (27, 18) festgelegt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine Feder (2) zwischen dem Verriegelungsteil (6) und der Verriegelungssperre (26) angeordnet ist, die der Anziehungskraft zwischen dem Elektromagneten (1) und dem Anker (3) entgegenwirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Verriegelungsteil (6) den Anker (3) ringartig umgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Elektromagnet (1) mit der Verriegelungssperre (26) fest verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,

• - daß zwischen dem Verriegelungsteil (6) und dem Anker (3) eine Rückstellfeder (28) angeordnet ist.

6. Elektromagnetische Vorrichtung zur Begrenzung der Gurtauszugslänge bei Sicherheitsgurten, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die mit der Achse (5) und dem Gehäuse (16) einer Gurtaufwickelvorrichtung verbunden ist , dadurch gekennzeichnet,

• - daß auf der Achse (5) ein Anker (33) eines Elektromagneten (31) fest angeordnet ist,
• - daß der Elektromagnet (31) mit einer zum Gehäuse (16) drehfesten, aber axial verschiebbaren Verriegelungssperre (34) über eine Verriegelungsplatte (35) fest verbunden ist,
• - daß dem Anker (33) benachbart ein Verriegelungsring (36) angeordnet ist, der durch die Anziehungskraft zwischen dem Elektromagneten (31) und dem Anker (33) mit der Verriegelungssperre (34) in Eingriff gebracht und drehfest gehalten wird, und
• - daß durch Anschläge (37, 38) der angezogene Anker (33) mit der Achse (5) der Gurtaufwicklungsvorrichtung nur über den Winkelbereich drehbar ist, der durch die Lage der Anschläge (37, 38) festgelegt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine Feder (32) zwischen dem Verriegelungsteil (36) und der Verriegelungssperre (34) angeordnet ist, die der Anziehungskraft zwischen dem Elektromagneten (31) und dem Anker (33) entgegenwirkt

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Verriegelungsteil (36) den Anker (33) ringartig umgibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zwischen dem Verriegelungsteil (36) und dem Anker (33) eine Rückstellfeder (39) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

• - daß an dem Verriegelungsteil (6, 36) ein Schneckengang (40) ausgebildet ist,
• - daß in dem Schneckengang (40) ein Gleitstück (42) gleitet und mit einem Gleitkontakt (46) fest verbunden ist, der in einem Gehäuse (49) geführt ist,
• - daß in dem Gehäuse (49) ein Positionselektromagnet (41) geführt wird, der durch Federn (47) mit dem Gleitkontakt (46) in Kontakt gehalten wird und der in dem Gehäuse (49) an einer bestimmten Stelle festgehalten werden kann, und
• - daß die Stromzufuhr zum Elektromagneten (1, 31) über den Positionsmagneten (41), über den Gleitkontakt (46) und über metallische Leitkontakte (43) an die Kontakte (44) des Elektromagneten geführt wird.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Stromzufuhr (15) zum Elektromagneten (1, 31) von einer Stromquelle (17), ein Gurtschloß (24), einen Unterbrecher-Druckschalter (12 B), einen weiteren Schalter (12) und ein Verzögerungsrelais (12 A) erfolgt und
• - daß die Unterbrechung durch eines dieser Schalt­ elemente den Elektromagneten (1, 31) abschaltet.