DE3920140A1 - Gurtaufroller fuer einen fahrzeugsicherheitsgurt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Fahrzeug­ sicherheitsgurt mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Wickelwelle zum Auf- und Abwickeln des entgegen der Kraft einer Feder ausziehbaren Gurtes, mit mindestens einem mit der Wickel­ welle drehfest verbundenem Zahnrad, dessen Verzahnung durch radiale Verschiebung in blockierenden Eingriff mit einer gehäuse­ festen Gegenverzahnung gelangt, und mit einem fahrzeug- und/oder gurtsensitiven Beschleunigungssensor, der bei seiner Aktivierung die Wickelwelle über ein mit dieser drehfest verbundenes Steuer­ rad an eine Steuerscheibe ankuppelt, die die geführte radiale Verschiebung zum blockierenden Eingriff der Verzahnungen bewirkt.

Bei einem aus der DE-OS 34 18 378 bekannten Gurtaufroller dieser Art sind in den Schenkeln eines U-förmigen Blechgehäuses fluchtende, etwa kreisrunde Aussparungen vorgesehen, deren Durchmesser größer sind als die Durchmesser der beidseits der Wickelrolle vorgesehenen Zahnräder mit sägezahnähnlicher Verzahnung. Dabei liegen die Zahnräder der Wickelrolle in der Ebene der mit den Aussparungen versehenen Seitenwandungen des Gehäuses, deren Ränder in einem Einsteuerbereich mit der Gegen­ verzahnung versehen sind. Auf der Federseite des Gehäuses ist der als Vielkeilwellenzapfen ausgebildete Lagerzapfen der Wickelrolle in einer von einer Torsionsfeder vorgespannten Lager­ buchse gehaltert, die in einem Lager drehbar gelagert ist, das gegen Federkraft in einer gehäusefesten Langlochführung verschieblich geführt ist. Auf der gegenüberliegenden Mechanik­ seite ist der ebenfalls als Vielkeilwellenzapfen ausgebildete Lagerzapfen der Wickelrolle in einer Lagerbuchse gehaltert, die drehbar in einer Lagerbohrung der Steuerscheibe gelagert ist, die gegen Federkraft schwenkbar exzentrisch an der Gehäuse­ wandung gelagert ist. Fahrzeug- und gurtbandsensitive Beschleunigungssensoren kuppeln bei entsprechenden Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Fahrzeugs und/oder bei ruckweisem Gurtauszug die Wickelwelle durch das Steuerrad an die Steuerscheibe an, so daß eine Einsteuerung der Verzahnungen der Zahnräder der Wickelrolle in die gehäusefesten Verzahnungen erfolgt. Dabei weist die Lagerung des Wellenzapfens und die Lang­ lochführung des Lagers auf der Federseite ein so großes Spiel auf, daß die gerade Langlochführung gegenüber der Führung durch die gegenüberliegende mechanikseitige schwenkbar gelagerte Steuerscheibe unbeachtlich ist.

Aufgrund von Toleranzen und Fertigungsungenauigkeiten kann es durch die Steuerscheibe zu einer Einsteuerung der durch das Steuerrad relativ zu der Steuerscheibe ausgerichteten Verzahnung der mit der Wickelwelle verbundenen Zahnräder mit der gehäusefesten Gegenverzahnung kommen, die nicht völlig synchronisiert ist. Treffen bei der gefahrenbedingten Einsteuerung der Verzahnungen die Zähne aber unsynchronisiert in der Weise aufeinander, daß sie nicht sofort in einen tragenden Eingriff miteinander gelangen, kann eine sofortige gute Blockierung der Wickelwelle gegenüber dem Gehäuse beeinträchtigt sein.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Gurtaufroller der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem sich durch das Steuerrad und die Steuerscheibe die Verzahnungen der Wickelwelle und des Gehäuses auch dann synchronisiert bei guter gegenseitiger Blockierung einsteuern lassen, wenn Toleranzen und Fertigungs­ ungenauigkeiten vorhanden sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Gurtaufroller der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß die Verzahnung und die Gegenverzahnung Zahnformen aufweisen, die nur im relativ zueinander synchronisiertem Zustand miteinander derart in Eingriff bringbar sind, daß mehrere Zähne tragend beansprucht werden, und daß das Steuerrad oder mindestens dessen Verzahnung mit der Wickelwelle über einen Winkelbereich drehelastisch federnd verbunden ist, der etwa eine Zahnteilung überdeckt.

Bei dem erfindungsgemäßen Gurtaufroller wird eine synchrone Einsteuerung der die Blockierung der Wickelwelle bewirkenden Verzahnungen dadurch erreicht, daß sich die Verzahnungen gleichsam selbst synchronisieren und nur in einem synchronisierten Zustand miteinander in Eingriff gelangen können, so daß die Verzahnungen aufgrund ihrer Geometrie selbst einen tragenden Eingriff gewährleisten.

Da also die synchrone blockierende Einsteuerung der Verzahnungen aufgrund der Zahnformen bewirkt wird, erfolgt die synchrone Einsteuerung nicht mehr über das die Wickelwellenverzahnung ausrichtende Steuerrad, das diese bei Aktivierung der Beschleunigungssensoren an die Steuerscheibe ankuppelt. Erfindungsgemäß haben somit das Steuerrad und die Steuerscheibe die Funktion, die Verzahnungen derart zusammenzuführen, daß sie miteinander in den blockierenden Eingriff geraten, wenn sich die Verzahnungen aufgrund der Zahngeometrie selbst synchronisiert haben. Da sich also die Verzahnungen selbst synchronisieren, gestattet das Steuerrad erfindungsgemäß eine derartige Verdrehung der Wickelwelle, daß die Verzahnungen im synchroni­ sierten Zustand sich selbst ihren blockierenden Eingriff suchen. Dabei ermöglicht das Steuerrad den selbst synchronisierenden Eingriff der Verzahnungen dadurch, daß zumindest dessen Verzahnung, die kuppelnd an der Steuerscheibe angreift, relativ zu der Wickelwelle über einen Winkelbereich drehelastisch federnd verdrehbar ist, der den Verzahnungen das Aufsuchen der selbst synchronisierenden Stellung gestattet.

Die selbst synchronisierende Verzahnung kann dabei dadurch gebildet sein, daß mindestens ein Zahn der gehäusefesten Verzahnung, in dessen Bereich die Einsteuerung der ersten Zähne erfolgt, in seinem Kopfbereich eine Abflachung aufweist, die eine Einsteuerung der Verzahnung der Wellenzahnräder im unsynchronisierten Zustand verhindert. Die selbst synchronisierende Verzahnung ist Gegenstand der älteren aber nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 39 05 804.2 auf die zur weiteren Beschreibung Bezug genommen wird.

Um die gewünschte Drehelastizität des Steuerrades zu gewähr­ leisten, kann die Nabe des Steuerrades mit der Wickelwelle drehelastisch verbunden sein.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zahnkranz des Steuerrades mit dessen Nabe durch ein federndes Teil verbunden ist. Dieses federnde Teil kann aus einer bogenförmig, kreisbogenförmig oder spiralig gekrümmten Verbindungsleiste aus elastomerem Material bestehen. Das Steuerrad besteht zweckmäßigerweise insgesamt aus einem Kunststoff ausreichender Elastizität, so daß der Zahnkranz, die Nabe und das beide federnd verbindende Teil einstückig hergestellt werden können.

Zweckmäßigerweise ist die gekrümmte Verbindungsleiste in einem Ringspalt zwischen dem Zahnkranz und der Nabe angeordnet.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuerrad mit federnden Speichen versehen ist, die endseitig Zähne tragen, die an die Steuerscheibe durch eine von dem Beschleunigungssensor betätigte Klinke o.dgl. ankuppelbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Wellen- und Gehäuseverzahnung eines Gurtaufrollers bei weggeschnittenem Feder- oder Mechanikteil,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das drehfest mit der Wickelwelle verbundene Steuerrad und

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines drehfest mit der Wickelwelle verbundenen Steuerrades.

Der grundsätzliche Aufbau des Gurtaufrollers ist aus der DE-OS 34 18 378 bekannt, auf die zur näheren Darstellung Bezug genommen wird.

Von den beiden Schenkeln des U-förmigen Blechgehäuses ist in Fig. 1 nur ein Ausschnitt 1 eines Schenkels dargestellt. Die Schenkel sind mit etwa kreisrunden Aussparungen 2 versehen, deren Durchmesser größer sind als die Durchmesser der beidseits der nicht dargestellten Wickelrolle vorgesehenen Zahnräder 3 mit sägezahnähnlicher Verzahnung 4. Die Zahnräder 3 der Wickelrolle liegen in der Ebene der mit den Aussparungen 2 versehenen Schenkel, die die Seitenwandungen des Gehäuses bilden.

Der als Vielkeilwellenzapfen ausgebildete Lagerzapfen 5 der Wickelrolle ist in einer nicht dargestellten Lagerbuchse gehaltert, die frei drehbar in einer Lagerbohrung einer nicht dargestellten Steuerscheibe gelagert ist, die gegen Federkraft schwenkbar um den Punkt 6 gelagert ist, der an einer mit der Gehäusewandung 1 verbundenen Zwischenwandung des Mechanikteils vorgesehen ist. Mit dem Wellenzapfen 5 ist undrehbar ein Steuerrad verbunden, über das die Wickelwelle drehfest durch eine von den Beschleunigungssensoren betätigte Blockier­ einrichtung mit der Steuerscheibe verbindbar ist, so daß durch den weiteren Gurtauszug die Wickelwelle mit der Steuerscheibe um die Schwenkachse 6 verschwenkt und die Wickelwellenverzahnung 4 in der Position des Wellenzapfens 5′ in blockierenden Eingriff mit der Gehäuseverzahnung 7 gelangt, die über den dargestellten Teilbereich am Rand des Durchbruches 2 des Gehäuseschenkels 1 vorgesehen ist.

Gegenüber dem aus der DE-OS 34 18 378 bekannten Gurtaufroller sind die Zahnformen der Zähne 4 der Wickelwelle und der Zähne 7 der Gehäuseverzahnung neu. Die ersten Zähne 7′ und 7′′ der Gehäuseverzahnung weisen in der dargestellten Weise abgeflachte Köpfe auf, so daß die Zähne 4 der Wickelwelle mit ihren ebenfalls abgeflachten Köpfen auf diesen Abflachungen so lange abgleiten, bis der nächstfolgende Zahn bzw. die nächstfolgenden Zähne mit synchronisiertem Eingriff an den Zähnen 7′, 7′′, 7 angreifen. Da dieser durch die Verzahnungen selbst bewirkte synchronisierte Eingriff nur möglich ist, wenn nach der Ankoppelung des Steuerrades an die Steuerscheibe die Wickelwelle relativ zu der Steuerscheibe noch um einen so großen Winkel verdreht werden kann, der zur synchronisierten Einsteuerungen der Verzahnungen notwendig ist, ist das Steuerrad oder dessen Verzahnung mit der Wickelwelle drehelastisch verbunden.

In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform eines Steuerrades gezeigt, das eine drehelastische Ankuppelung der Wickelwelle an das Steuerrad bzw. die Steuerscheibe gestattet. Die Nabe 10 des Steuerrades 11 ist in bekannter Weise drehfest mit dem Wellenzapfen 5 der Wickelwelle verbunden. Konzentrisch zu der Nabe 10 weist das Steuerrad 11 einen äußeren Ring 12 auf, der mit einer sägezahnartigen Umfangsverzahnung 13 versehen ist, in die eine nicht dargestellte auf der Steuerscheibe schwenkbar gelagerte Steuerklinke eingreift, die von dem fahrzeugsensitiven Beschleunigungssensor betätigbar ist. Der Ring 12 weist eine sich nach innen hin erstreckende Verdickung 14 auf, an die sich eine leicht spiralig gekrümmte Leiste 15 anschließt, die über einen Winkel von etwa 270 Grad verläuft und mit ihrem anderen Ende mit einem Anschlußteil 16 der Nabe 10 einstückig verbunden ist. Die spiralige Federleiste 15 ist in einem entsprechenden Ringspalt 17 des Steuerrades 11 angeordnet, in den auch die Verdickung 14 ragt.

An der Verdickung 14 kann in nicht dargestellter Weise eine gurtbandsensitive Sperrklinke gelagert sein, die von einer feder­ belasteten Trägheitsscheibe des gurtsensitiven Beschleunigungs­ sensors betätigt werden kann und in blockierenden Eingriff mit einer Innenverzahnung der Steuerscheibe bringbar ist. Zur Beschreibung dieses gurtbandsensitiven Beschleunigungssensors und Blockiersystems wird wiederum auf die DE-OS 34 18 378 verwiesen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht das drehfest mit dem Wellenzapfen 5 der Wickelwelle verbundene Steuerrad 20 aus einer Nabe 21, die mit radial nach außen sich erstreckenden Speichen 22 versehen ist, die endseitig hakenförmig gekrümmte Zähne 23 tragen. Diese Zähne 23 können mit der von dem fahrzeug­ sensitiven Beschleunigungssensor in nicht dargestellter Weise gesteuerten Steuerklinke 24, die auf der in einem Ausschnitt dargestellten Steuerscheibe 25 schwenkbar gelagert ist, in blockierenden Eingriff gelangen. Die Speichen 22 bestehen aus elastischem Material.

Sowohl das Steuerrad 11 als auch das Steuerrad 20 können einstückig aus elastischem Kunststoff hergestellt sein.

Claims (6)

1. Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt
mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Wickelwelle zum Auf- und Abwickeln des entgegen der Kraft einer Feder ausziehbaren Gurtes,
mit mindestens einem mit der Wickelwelle drehfest verbundenem Zahnrad, dessen Verzahnung durch radiale Verschiebung in blockierenden Eingriff mit einer gehäuse­ festen Gegenverzahnung gelangt, und
mit einem fahrzeug- und/oder gurtsensitiven Beschleunigungs­ sensor, der bei seiner Aktivierung die Wickelwelle über ein mit dieser drehfest verbundenes Steuerrad an eine Steuer­ scheibe ankuppelt, die die geführte radiale Verschiebung zum blockierenden Eingriff der Verzahnungen bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (4) und die Gegenverzahnung (7, 7′,7′′) Zahnformen aufweisen, die nur im relativ zueinander synchronisierten Zustand miteinander derart in Eingriff bringbar sind, daß mehrere Zähne tragend bean­ sprucht werden, und daß das Steuerrad (11, 20) oder mindestens dessen Verzahnung (13) mit der Wickelwelle über einen Winkelbereich drehelastisch federnd verbunden ist, der etwa eine Zahnteilung überdeckt.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe des Steuerrades mit der Wickelwelle drehelastisch verbunden ist.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (12) des Steuerrades (11) mit dessen Nabe (10) durch ein federndes Teil verbunden ist.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Teil aus einer bogenförmig, kreisförmig oder spiralig gekrümmten Verbindungsleiste (15) aus elastomerem Material besteht.

5. Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Verbindungsleiste (15) in einem Ringspalt (17) zwischen dem Zahnkranz (12) und der Nabe (10) angeordnet ist.

6. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrad (20) mit federnden Speichen (22) versehen ist, die endseitig Zähne (23) tragen, die an die Steuer­ scheibe (25) durch eine von einem Beschleunigungssensor betätigte Klinke (24) o.dgl. ankuppelbar sind.