DE4303095A1 - Vorrichtung zum Drehantrieb einer Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrollautomaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehan­ trieb einer Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufroll­ automaten in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahr­ zeug, um die Wickelwellenachse in Aufwickelrichtung eines Sicherheitsgurtes auf die Wickelwelle.

Eine derartige Vorrichtung dient zum beschleunigten Drehantrieb der Wickelwelle um eine Gurtlose, mit welcher der Sicherheitsgurt am Fahrzeuginsassen an­ liegt, und/oder einen Filmspuleffekt von locker auf­ einander liegender Gurtbandlagen auf der Wickelwelle durch Rückstraffen zu beseitigen. Hierzu wird die Wickelwelle in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgur­ tes beschleunigt gedreht.

Bei einer aus der WO 87/00 809 bekannten Vorrichtung wird die Drehbewegung der Wickelwelle dadurch er­ zeugt, daß die Antriebsbewegung einer außerhalb des Sicherheitsgurtaufrollautomaten liegenden Antriebs­ einrichtung über ein Zugseil und eine Kupplung auf die Wickelwelle übertragen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Anordnung zur Erzeugung des beschleunigten Drehantriebs der Wickelwelle zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, daß entlang der Wickelwellenachse ein Gewinde in einem Hohlraum der Wickelwelle angeordnet ist, daß mit dem Gewinde im Eingriff ein mit der Wickelwelle gekoppelter An­ triebskörper entlang der Wickelwellenachse mit Hilfe eines bei einer überhöhten Fahrzeuggeschwindigkeits­ änderung ausgelösten Antriebsmittels bewegbar ist, und daß dabei eine Drehbewegung auf die Wickelwelle übertragen wird.

Durch eine derartige Anordnung ist es möglich, die Antriebsvorrichtung für den beschleunigten Drehan­ trieb der Wickelwelle in den Sicherheitsgurtaufroll­ automaten zu integrieren. Ein Zugseil und eine außer­ halb des Automaten liegende Antriebseinrichtung sind dann nicht mehr erforderlich. Man erreicht eine di­ rekte Übertragung der von der Antriebseinrichtung bzw. dem Antriebsmittel erzeugten Drehbewegung auf die Wickelwelle.

Diese Drehbewegung wird im Innern der Wickelwelle, welche bevorzugt als hohlzylindrische Wickelwelle ausgebildet ist, erzeugt. Die Drehbewegung bzw. der beschleunigte Drehantrieb der Wickelwelle wird abge­ leitet aus einer entlang der Wickelwellenachse ge­ führten Bewegung eines Antriebskörpers.

Der Antriebskörper kann einstückig ausgebildet sein und, solange die Wickelwelle in Normalbetrieb betä­ tigt wird, d. h. bei nicht ausgelöstem Antriebsmittel, kann der Antriebskörper außer Eingriff mit dem Gewin­ de oder mit der Längsführung sein. In bevorzugter Weise wird der Antriebskörper zweiteilig ausgebildet. Bei Normalbetrieb einer Wickelwelle, d. h. bei nicht ausgelöstem Antriebsmittel, sind die beiden Teile voneinander getrennt (entkuppelt). Bei durch überhöh­ te Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung (Crashfall) aus­ gelöstem Antriebsmittel werden die beiden Teile des Antriebskörpers drehfest miteinander verbunden, so daß dann die gewünschte Drehantriebsbewegung erzeugt werden kann. Der zweiteilig ausgebildete Antriebskör­ per hat daher noch eine Kupplungsfunktion. Während des Normalbetriebs der Wickelwelle kann einer der beiden Teile des Antriebskörpers mit der Wickelwelle gekoppelt sein und mit dieser mitdrehen.

Zur Erzeugung der Drehantriebsbewegung kann das Ge­ winde in Form eines Außengewindes, beispielsweise auf einem zylindrischen Körper, bezüglich der Wickelwel­ lenachse drehfest und ortsfest, beispielsweise durch entsprechende Abstützung, am Rahmen des Gurtaufroll­ automaten angeordnet sein. Die Längsführung für den Antriebskörper ist dann an der Wickelwelle, insbeson­ dere an der Innenwand der hohlzylindrisch ausgebilde­ ten Wickelwelle, vorgesehen.

Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß das Gewinde als Innengewinde an der Innenseite der hohl­ zylindrisch ausgebildeten Wickelwelle angeordnet ist und die Längsführung bezüglich der Wickelwellenachse dreh- und ortsfest sich in Richtung dieser Achse er­ streckt. Auch hierbei kann die Längsführung durch geeignete Mittel am Rahmen abgestützt sein.

Im Falle eines Hubrollenautomaten kann bei der erst­ genannten Ausführungsform das Außengewinde und bei der zweitgenannten Ausführungsform die Längsführung über einen Schwenkarm, mit welchem die Wickelwelle schwenkbar am Rahmen geführt ist, am Rahmen abge­ stützt sein. Es ist jedoch auch möglich, diese Ab­ stützung direkt am Rahmen vorzusehen, wenn es sich um einen Gurtaufrollautomaten handelt, welcher eine ge­ genüber dem Rahmen feststehende Wickelwellenachse aufweist.

Als Antriebsmittel kann ein Druckgas zur Anwendung kommen, das beispielsweise auf pyrotechnischem Wege erzeugt wird. Der Gasgenerator bzw. der Druckgasbe­ hälter befindet sich bevorzugt in einer Verlängerung des Innenraumes, entlang welchem der Antriebskörper innerhalb der Wickelwelle entlang der Wickelwellen­ achse bewegt wird. Das Druckgas schiebt den Antriebs­ körper entlang der Wickelwellenachse wie einen Kol­ ben. Dieser Kolben wird dabei, wie schon erläutert, so verschoben, daß aufgrund des Gewindeeingriffs eine Drehbewegung erzeugt wird, die direkt auf die Wickel­ welle übertragen wird. Durch Abdeckungen an den bei­ den Stirnseiten kann der Hohlraum, welcher den Gasge­ nerator und den Antriebskörper aufnimmt, abgedeckt sein. Die Zündung des Gasgenerators kann, durch eine trägheitssensitive Einrichtung veranlaßt, elektrisch oder mechanisch erfolgen. Derartige Einrichtungen sind auf dem Gebiet der Gurtstraffertechnik bekannt.

Es ist jedoch auch möglich, ein mechanisches An­ triebsmittel, beispielsweise in Form einer vorge­ spannten Feder, insbesondere Schraubendruckfeder, welche im losgelösten Zustand auf den Antriebskörper entlang der Wickelwellenachse einwirkt, anzuwenden.

Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in schnittbildlicher Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel; und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel.

Die beiden Ausführungsbeispiele zeigen die wesentli­ chen Merkmale in teilweise schematischer Darstellung von Sicherheitsgurtaufrollautomaten. Eine Wickelwelle 1 ist um eine Wickelwellenachse A drehbar gelagert. Im Normalbetrieb kann in bekannter Weise ein Sicher­ heitsgurtband 26 auf die Wickelwelle 1 aufgewickelt und von dieser wieder abgewickelt werden. In Aufwic­ kelrichtung wirkt eine Gurtbandaufwickelfeder 25. Hierzu greift die Aufwickelfeder 25 über ein Feder­ herz 27 an eine drehbar gelagerte Nadel 18 an. Die Nadel 18 ist mit dem Federherz 27 drehfest verbunden. Die Nadel 18 ist drehbar gelagert an Schwenkarmen 19 und 20. Die Nadel 18 erstreckt sich entlang der Wic­ kelwellenachse A. Sie bildet die mechanische Wickel­ wellenachse, indem sie drehfest an der Stelle 28 mit der Wickelwelle verbunden ist. Auf diese Weise wird die Vorspannkraft der Aufwickelfeder 25 über das Fe­ derherz und die Nadel 18 auf die Wickelwelle 1 über­ tragen.

In einem Hohlraum 2 der Wickelwelle 1, welche bei den dargestellten Ausführungsbeispielen hohlzylindrisch ausgebildet ist, befindet sich eine Antriebseinrich­ tung, mit welcher eine beschleunigte Drehbewegung auf die Wickelwelle übertragen werden kann. Diese An­ triebseinrichtung besitzt einen zweiteilig ausgebil­ deten Antriebskörper. Beim ersten Ausführungsbeispiel besteht der Antriebskörper aus einem Schubkörper 5, der an der Innenseite der Wickelwelle 1 in eine Längsführung 8 eingreift. Der Schubkörper 5 besitzt Ringform, und die Längsführung 8 ist in Form einer sich im wesentlichen parallel zur Wickelwellenachse A erstreckenden Längsnut an der Innenseite der Wickel­ welle 1 ausgebildet. Ein an die Außenseite des ring­ förmigen Schubkörpers 5 angeformter Vorsprung 29 greift in die Längsnut 8 ein. Auf diese Weise wird eine Mitnahmewirkung zwischen dem Schubkörper 5 und der Wickelwelle 1 erzielt.

Der zweite Teil des Antriebskörpers besteht aus einer Antriebsmutter 4. Die Antriebsmutter 4 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet und steht in Eingriff mit ei­ nem Außengewinde 3, das auf den Mantel eines Hohlzy­ linders 6 aufgebracht ist. Die Antriebsmutter 4 greift in das Außengewinde 3 mit einem Gewinde bzw. Gewindestück 7, das am Innenumfang der Antriebsmutter angeordnet ist, ein.

Im Normalbetrieb des Gurtaufrollautomaten sind der Schubkörper 5 und die Antriebsmutter 4 voneinander entkoppelt, so daß der Schubkörper 5 ungehindert mit der Wickelwelle 1 mitdrehen kann. Der Schubkörper 5 besitzt eine innenliegende Konusfläche 14, und die Antriebsmutter 4 besitzt eine außenliegende Konusflä­ che 15, die drehfest miteinander verbunden werden können, wenn auf den Schubkörper 5 von links nach rechts in der Fig. 1 ein Antriebsmittel wirkt.

Der Hohlzylinder 16, auf welchem das Außengewinde 3 angeordnet ist, ist bezüglich der Wickelwellenachse A drehfest angeordnet und an einer Stelle 30 drehfest mit dem Schwenkarm 20 verbunden. Ein weiterer Schwenkarm 19 ist an der anderen Seite der Wickelwel­ le vorgesehen. Wie schon erläutert, ist durch den Hohlzylinder 16 die drehfest mit der Wickelwelle 1 verbundene Nadel 18, welche als Lagernadel wirkt, hindurchgeführt. Die Lagernadel 18 ist am Schwenkarm 19 an einer Lagerstelle 31 gelagert. Am Schwenkarm 20 ist die Nadel 18 über den Hohlzylinder 16, insbeson­ dere im Bereich der Lagerstelle 30 gelagert. Die bei­ den Schwenkarme 19 und 20 sind schwenkbar um eine Schwenkachse B, die am Rahmen 17 des Aufrollautoma­ ten, insbesondere in den beiden Rahmenschenkeln 32 und 33, fixiert ist, gelagert. Die Wickelwellenachse A bzw. die Nadel 18 kann um die Achse B geschwenkt werden. Diese schwenkbare Anordnung der Wickelwelle ist auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 vorhan­ den.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der An­ triebskörper ebenfalls zweiteilig ausgebildet. Ein äußerer ringförmiger Teil 11 besitzt ein Außengewinde bzw. Außengewindestück 13, das in Eingriff steht mit einem Innengewinde 9, das an der Innenseite der hohl­ zylinderförmigen Wickelwelle 1 angebracht ist. Das zweite ebenfalls ringförmige Teil 10 steht in Ein­ griff mit einer Längsführung 12, welche am Hohlzy­ linder 16, der in der gleichen Weise wie beim Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 1 über den Schwenkarm 20 am Rahmen 17 abgestützt ist, angeordnet ist. Die Längs­ führung 12 erstreckt sich parallel zur Wickelwellen­ achse A und ist drehfest und ortsfest bezüglich der Wickelwellenachse A angeordnet. Dies erfolgt dadurch, daß der Hohlzylinder wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1, an der Stelle 30 drehfest mit dem Schwenkarm 20 verbunden ist. Die Längsführung 12 kann als Längs­ nut ausgebildet sein. In diese Längsnut greift das ringförmige Teil 10 mit einem Vorsprung 33 ein. Bei nicht ausgelöstem Antriebsmittel sind die beiden Teile 10 und 11 voneinander entkoppelt. Zur Kopplung der beiden Teile besitzen diese wie beim Ausführungsbei­ spiel der Fig. 1 konische Kopplungsflächen 14 und 15. Wenn der Antriebskörper in der Fig. 2 von links nach rechts verschoben wird, kommen die beiden Teile 10 und 11 drehfest in Berührung miteinander. Durch den Gewindeeingriff in das Innengewinde 9 wird eine Drehbewegung der Wickelwelle 1 erzeugt, wenn der aus den beiden Teilen 10 und 11 bestehende Antriebskörper durch das Antriebsmittel entlang der Wickelwellenach­ se A verschoben wird.

Bei beiden Ausführungsbeispielen wird als Antriebs­ mittel ein pyrotechnisch erzeugtes Druckgas verwen­ det. Hierfür ist ein Druckgasgenerator 6 vorgesehen. Dieser kann mit Hilfe einer elektrischen Einrichtung 34, welche trägheitssensitiv ausgelöst wird, gezündet werden. Das Druckgas wirkt auf den Antriebskörper und schiebt diesen in beiden Ausführungsbeispielen von links nach rechts entlang dem Hohlzylinder 16. Dabei wird im ersten Ausführungsbeispiel durch den Eingriff der Antriebsmutter 4 in das Gewinde 3 eine Drehbewe­ gung erzeugt, die über den drehfest mit der Antriebs­ mutter 4 verbundenen Schubkörper 5 auf die Wickelwel­ le 1 übertragen wird. Hierzu befindet sich, wie schon erläutert, der Schubkörper 5 in Mitnehmereingriff mit der Längsnut 8 an der Innenseite der Wickelwelle 1, welche auch die Längsführung entlang der Wickelwel­ lenachse A des aus den Teilen 4 und 5 entstehenden An­ triebskörpers gewährleistet.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird durch die Schubwirkung des Druckgases der aus den ringförmigen Teilen 10 und 11 bestehende Antriebskörper entlang der Führungsnut 12, die parallel zur Wickelwellenachse A verläuft, verschoben. Dabei wird durch den Ge­ windeeingriff zwischen dem ringförmigen Teil 11 und dem Innengewinde 9 der Wickelwelle 1 die Drehbewegung der Wickelwelle erzeugt.

In beiden Fällen erfolgt die Drehbewegung der Wickel­ welle in Aufwickelrichtung des Gurtbandes 26. Auf diese Weise werden die aufeinander liegenden Gurt­ bandlagen auf der Wickelwelle zur Beseitigung des Filmspuleffektes fest aufeinander gedrückt, und fer­ ner wird eine Gurtlose, mit welcher das Sicherheits­ gurtband 26 am Körper des Fahrzeuginsassen anliegt, beseitigt.

Die beschriebene beschleunigte Drehbewegung der Wic­ kelwelle 1 erfolgt, bevor die Wickelwelle durch die Wirkung einer fahrzeugsensitiven Sensoreinrichtung 23, welche in bekannter Weise als mit einem Pendel oder einer Kugel zusammenwirkende Klinke (nicht näher dargestellt) ausgebildet sein kann, gegen weitere Drehung in Gurtbandauszugrichtung blockiert wird. Hierzu ist bei den beiden Ausführungsbeispielen ein Steuerrad 24 an einer Stelle 34 drehfest mit der Na­ del 18 und damit drehfest mit der Wickelwelle 1 ver­ bunden. Die trägheitssensitive Sensoreinrichtung 23 blockiert beispielsweise mit Hilfe einer nicht näher dargestellten Klinke in bekannter Weise im Crashfall das Steuerrad 24 gegen weitere Drehung. Die Blockie­ rung des Steuerrades 24 gegen weitere Drehung er­ folgt, nachdem die oben beschriebene beschleunigte Drehbewegung der Wickelwelle 1 bereits stattgefunden hat. Wenn der Körper des Fahrzeuginsassen sich auf­ grund der überhöhten Beschleunigung nach vorne ver­ lagert, wird über das Sicherheitsgurtband 26 in Aus­ zugsrichtung auf die Wickelwelle 1 ein Zug ausgeübt. Da die Wickelwelle 1, wie oben erläutert, über die beiden Schwenkarme 19 und 20 um die Schwenkachse B schwenkbar gelagert ist, wird die Wickelwelle, welche gegen weitere Drehung durch das blockierte Steuerrad 24 blockiert ist, um die Schwenkachse B im Rahmen 17 verschwenkt. Dabei kommen Sperrzähne 35 und 36 an beiden Seiten der Wickelwelle mit den Rahmenschenkeln 32 und 33 des Rahmens 17 in blockierenden Eingriff, so daß das Steuerrad 24 und die Sensoreinrichtung 23 entlastet werden. Die Kräfte werden dann vom Rahmen 17 in bekannter Weise aufgenommen.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum Drehantrieb einer Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrollautomaten eines Fahrzeugs um die Wickelwellenachse in Aufwickel­ richtung eines Sicherheitsgurtes auf die Wickel­ welle, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Wickelwellenachse (A) ein Gewin­ de (3; 9) in einem Hohlraum (2) der Wickelwelle (1) angeordnet ist, daß mit dem Gewinde (3; 9) im Eingriff ein mit der Wickelwelle (1) gekop­ pelter Antriebskörper (4, 5; 10, 11) entlang der Wickelwellenachse (A) mit Hilfe eines bei einer überhöhten Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung aus­ gelösten Antriebsmittels (6) bewegbar ist und daß dabei eine Drehbewegung auf die Wickelwelle übertragen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gewinde als gegenüber der Wic­ kelwellenachse (A) ortsfest angeordnetes Außen­ gewinde (3) ausgebildet ist, daß der Antriebs­ körper (4, 5) mit dem Außengewinde (3) in Ge­ windeeingriff steht und daß der Antriebskörper (4, 5) mit einer sich parallel zur Wickelwellen­ achse (A) erstreckenden Längsführung (8) an der Wickelwelle (1) in Mitnehmereingriff steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gewinde als mit der Wickelwel­ le (1) verbundenes Innengewinde (9) ausgebildet ist, mit welchem der Antriebskörper (10, 11) in Gewindeeingriff steht, und daß der Antriebskör­ per (10, 11) mit einer gegenüber der Wickelwel­ lenachse (A) ortsfesten und sich entlang der Wickelwellenachse (A) erstreckenden Längsführung (12) in Führungseingriff steht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskörper (4, 5; 10, 11) zweiteilig ausgebildet ist und daß die beiden Antriebskörperteile, von denen das eine im Gewindeeingriff mit dem Gewinde (3; 9) und das andere mit der sich in axialer Rich­ tung erstreckenden Längsführung (8; 12) in Ein­ griff stehen, bei nicht ausgelöstem Antriebsmit­ tel (6) außer Verbindung und bei ausgelöstem Antriebsmittel (6) drehfest miteinander verbun­ den sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebskörper­ teil (4; 11), welches mit dem Gewinde (3; 9) in Eingriff steht, als Eingriffsmittel ein Gewinde oder Gewindestück (7; 13) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskör­ per (4, 5) eine Antriebsmutter (4) mit Innenge­ winde (7), das in das gegenüber der Wickelwel­ lenachse (A) ortsfeste Außengewinde (3) ein­ greift und einen in die an der Wickelwelle (1) vorgesehene Längsführung (8) eingreifenden, au­ ßenliegenden Schubkörper (5) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskör­ per (10, 11) einen innenliegenden Schubkörper (10), der mit der gegenüber der Wickelwellenach­ se (A) ortsfesten und sich axial erstreckenden Längsführung (12) in Eingriff steht, und eine mit dem Außengewinde bzw. Außengewindestück (13) in das Innengewinde (9) der Wickelwelle (1) ein­ greifende Antriebsmutter (11) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile des Antriebskörpers (4, 5; 10, 11) ineinandergrei­ fende konische Flächen (14, 15) aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel ein Druckgas ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel ein pyrotechnisch erzeugtes Druckgas ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das gegenüber der Wickelwellenachse (A) ortsfest angeordnete Au­ ßengewinde (3) an der Mantelfläche eines Hohl­ zylinders (16) angeordnet ist, der am Rahmen (17) des Gurtaufrollautomaten gegenüber der Wickelwellenachse dreh- und ortsfest abgestützt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelwelle (1) hohlzylindrisch ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Wickel­ wellenachse (A) eine Nadel (18) erstreckt, wel­ che mit der Wickelwelle (1) drehfest verbunden ist, daß die Nadel (18) an der Mechanikseite des Gurtaufrollautomaten mit einem mit einer träg­ heitssensitiven Sensoreinrichtung (23) zusammen­ wirkenden Steuerrad (24) und an der Federseite mit einer Gurtbandaufwickelfeder (25) drehfest verbunden ist und daß die Nadel (18) am Rahmen (17) abgestützt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nadel (18) über Schwenkarme (19, 20), welche an beiden Seiten der Wickelwel­ le (1) vorgesehen sind, am Rahmen (17) um eine zur Wickelwellenachse (A) parallele Schwenkachse (B) schwenkbar abgestützt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (3) an einem der beiden Schwenkarme (19, 20) dreh­ fest gelagert ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel (18) und das Gewinde (3; 9) koaxial angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (2) der hohlzylindrischen Wickelwelle (1) beidseitig eine Abdeckung (21, 22) aufweist.