DE4322798C2 - Gurtstraffer für einen Fahrzeugsicherheitsgurt - Google Patents
Gurtstraffer für einen FahrzeugsicherheitsgurtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für einen Fahrzeugsicherheitsgurt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbe
sondere betrifft die Erfindung eine in einem solchen Gurtstraf
fer eingesetzte Kupplungseinrichtung.
Fahrzeuge, wie beispielsweise PKW's, sind mit einer Sicherheits
gurtanordnung ausgerüstet, die den Körper von Fahrzeuginsassen
im Sitz zurückhalten soll. Immer häufiger ist die
Sicherheitsgurtanordnung mit einem Gurtstraffer versehen,
der bei einem Unfall eine auf das Fahrzeug wirkende, übermäßige
Beschleunigung feststellt und einen Sicherheitsgurt strafft,
der nur locker am Körper eines Fahrzeuginsassen anliegt, um
dadurch die Rückhaltewirkung zu verbessern. Gurtstraffer können
an verschiedenen Teilen der Sicherheitsgurtanordnung angeordnet
sein und sind im allgemeinen so ausgeführt, daß sie mit Hilfe
einer Antriebsquelle und einem als Fühleinrichtung wirkenden
Beschleunigungssensor beispielsweise den Gurt stramm auf
wickeln, das Gurtschloß herunterziehen, oder den Mittelab
schnitt des Gurts anziehen. Die Art von Gurtstraffern, die zum
strammen Aufwickeln des Gurts vorgesehen ist, ist im allgemeinen
zusammen mit dem Gurtaufroller angeordnet.
Ein Gurtstraffer, der am Gurtaufroller angebracht ist, muß im
unbetätigten Zustand mechanisch von der Gurtaufrollwelle ent
koppelt sein, um den Gurtauszieh- und Gurtaufrollvorgang des
Gurtaufrollers nicht zu behindern. Deshalb ist eine Kupplungs
einrichtung zwischen dem antreibenden Bauteil des Gurtstraffers
und der Gurtaufrollwelle vorhanden.
Ein Gurtstraffer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus
der US 4 471 918 bekannt. Dieser bekannte Gurtstraffer weist
eine Kupplungseinrichtung auf, die zwischen einem treibenden
Drehkörper und einem getriebenen Drehkörper angeordnet ist und
ein Drehfolgeglied mit einem Drehwiderstand umfaßt, durch das
bei einer Aktivierung des Gurtstraffers ein Rotationsphasenun
terschied zwischen dem treibenden und dem getriebenen Drehkörper
hervorgerufen wird. Der Rotationsphasenunterschied bewirkt, daß
zur Kupplungseinrichtung gehörende Kupplungsglieder den trei
benden Drehkörper drehfest mit dem getriebenen Drehkörper ver
binden. Notwendige Bedingung für das Funktionieren einer solchen
Kupplungseinrichtung ist der Drehwiderstand des Drehfolgeglie
des, denn bei einer Betätigung des Gurtstraffers beginnt zu
nächst der mit der Antriebsquelle verbundene, treibende Dreh
körper sich zu drehen, während das Drehfolgeglied im Stillstand
bleibt. Auf diese Weise vergrößert sich der Rotationsphasenun
terschied zwischen dem treibenden Drehkörper und dem Drehfolge
glied und das zumindest eine Kupplungsglied wird in einen Ein
griff mit dem getriebenen Drehkörper gedrückt.
Aus der US 4 372 501 ist ein Gurtstraffer mit einer Kupplungs
einrichtung bekannt, bei der als Kupplungsglieder dienende,
federbelastete Klinken mittels eines Steuerrings aus Kunstharz
in den getriebenen Drehkörper eingesteuert werden, wobei ein Axialflansch
des Steuerringes sich radial in einem Wellenaufnahmeloch abstützt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gurtstraffer der
eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem der Drehwider
stand des Drehfolgegliedes auf konstruktiv einfache
Weise erreicht wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dreh
widerstand des Drehfolgegliedes durch mehrere elastische
Reibungseingriffsglieder erzeugt wird, die sich axial vom Dreh
folgeglied erstrecken und in Reibungseingriff mit einem Wellen
aufnahmeloch im Gehäuse des Antriebs stehen. Eine vorteilhafte
Ausgestaltungen dieses Gurtstraffers ist in dem Unteranspruch 2
gekennzeichnet.
Das Drehfolgeglied ist zum Halten des Kupplungs
teils mittels des treibenden Drehkörpers und des Drehfolge
glieds in der Kupplungseinrichtung angeordnet, wobei dann, wenn
der Gurtstraffer betätigt wird, das Kupplungselement in Eingriff
mit dem getriebenen Drehkörper gebracht werden kann, während es
durch die aus der Drehverzögerung des Drehfolgeglieds herrühren
de Kraft längs einer Nockenfläche geführt wird. Der Übergang
des Kupplungselement aus dem abgestützten Zustand in den Eingriffs
zustand wird somit weich und zuverlässig erreicht.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine räumliche Explosionsdarstellung eines
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gurtstraf
fers,
Fig. 2 eine vergrößerte, räumliche Darstellung eines
Drehfolgegliedes des Ausführungsbeispiels,
Fig. 3 die Draufsicht eines Teils einer Kupplungseinrichtung
des Ausführungsbeispiels,
Fig. 4 den Schnitt IV-IV aus Fig. 3,
Fig. 5 den Schnitt V-V aus Fig. 3.
Fig. 6 eine den Arbeitsbeginn der Kupplungseinrichtung
darstellende Draufsicht,
Fig. 7 eine den Kupplungseingriff der Kupplungseinrichtung
darstellende Drauf
sicht.
In Fig. 1 bis Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Gurtstraffers dargestellt. Der Aufbau
wird zunächst anhand der Fig. 1 und 2
erläutert. Ein in Fig. 1 dargestellter Gurtstraffer P weist
einen Antrieb A mit einem Gasgenerator G
und einer im Antrieb A angeordneten Kupplungseinrichtung
C auf. Die Kupplungseinrichtung C hat einen treibenden Drehkör
per 1, der in dieser Ausführungsform einstückig mit einem
Drehkolben A1 des Antriebs A verbunden ist, einen angetrie
benen Drehkörper (Walze 2), der mit einem Gurt aufnehmenden
Bauteil (hier einer Aufrollwelle S) eines nicht gezeigten
Gurtaufrollers verbunden ist, und zwischen den beiden
Drehkörpern angeordnete Kupplungselemente (hier drei Rollenbolzen 3).
Die Kupplungseinrichtung C ist so angeordnet, daß die Rollen
bolzen 3 durch den Rotationsphasenunterschied zwischen dem
treibenden Drehkörper 1 und der Walze 2 je in keilförmige Räume
geklemmt werden, die zwischen dem treibenden Drehkörper 1 und
der Walze 2 abgegrenzt sind, und dadurch die Drehkraft vom
treibenden Drehkörper 1 auf die Walze 2 übertragen. Zwischen
dem treibenen Drehkörper 1 und der Walze 2 ist ein für die
Vorrichtung wesentliches und hier als Kupplungsplatte ausgebildetes Drehfolgeglied 4
angeordnet, das einen Drehwiderstand erzeugt.
Wie aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 2 zu ersehen ist,
hat die Kupplungsplatte 4 ein ringförmiges Aussehen und weist
an ihrem Innenrand drei Aussparungen 40 zum Aufnehmen und
Halten der Rollenbolzen 3 im Zusammenwirken mit dem treibenden
Drehkörper 1 auf. Eine Fläche 41 jeder Aussparung 40, die
bezüglich der Drehrichtung der Kupplungsplatte 4 nach rückwärts
weist, bildet eine Nockenfläche, die den Rollenbolzen 3 zur
Walze 2 führt. Im folgenden wird diese Fläche als Rückwärts
fläche und die dieser Fläche gegenüberliegende Fläche als
Vorwärtsfläche bezeichnet.
Der in Fig. 1 gezeigte Antrieb A schließt einen durch ein
Gurtstraffergehäuse A0 gebildeten Zylinder und den Drehkolben A1
ein. Der Zylinder hat einen Trennblock A2 und
einen Deckel A3. Das Gehäuse A0 weist eine kreiszylindrische
Zylinderkammer R1 und eine bogenförmige Vorkammer R2 auf, die
an die Zylinderkammer R1 angrenzt, wobei der Trennblock A2 sich
zwischen beiden Kammern befindet. Die Vorkammer R2 und die
Zylinderkammer R1 stehen miteinander durch ein Loch R3 in
Verbindung. Die Zylinderkammer R1 ist durch eine Auslaßöffnung
R4 zur Atmosphäre hin offen. Das Gehäuse A0 und der Deckel A3
weisen je Aufnahmeöffnungen R5 und R6 für die Aufrollwelle auf,
die koaxial zur kreiszylindrischen Zylinderkammer R1 sind.
Der Drehkolben A1 hat einen Ringteil A10 und einen Flügel A11.
Der Ringteil A10 begrenzt innerhalb der Zylinderkammer R1 einen
Kupplungseinrichtungs-Einbauraum, der den Außenumfang der Walze
2 umgibt, und bildet darüber hinaus ein Teil, durch das der
Drehkolben A1 im Zylinder drehbar abgestützt ist. Der Flügel
A11 bildet ein Druck aufnehmendes Teil, das sich radial vom
Ringteil A10 erstreckt. Der Trennblock A2 ist mit einem Dicht
glied A4 versehen, das durch Federkraft auf den Ringteil A10
des Drehkolbens A1 gedrückt wird. Das Gehäuse A0 und der Deckel
A3 sind am nicht gezeigten Gurtaufroller-Hauptteil mittels
Schrauben befestigt, wobei eine nicht gezeigte Dichtung zwi
schen dem Körper A0 und dem Deckel A3 angeordnet ist. Am
Innenumfang des Ringteils A10 ist der treibende Drehkörper 1
ausgebildet, der mit dem Drehkolben A1 integral ausgebildet
ist, wie bereits beschrieben worden ist. Der treibende Drehkör
per 1 wird später noch genauer erläutert.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis Fig. 5 wird nun die Kupplungs
einrichtung C erklärt. Der integral mit dem Drehkolben A1
ausgebildete treibende Drehkörper 1 ist ein ringförmiges
Bauteil, das vom Ringteil A10 nach innen ragt. Die Innenum
fangsfläche des treibenden Drehkörpers 1 weist drei Aussparun
gen 10 auf, von denen in Fig. 3 nur eine dargestellt ist, die
in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet angeord
net sind. Die Rückwärtsfläche jeder Aussparung 10 ist eine
zylindrische Fläche 11 mit einer dem Außendurchmesser des
Rollenbolzens 3 entsprechenden Krümmung, um mit ungefähr der
Hälfte der Umfangsfläche des Rollenbolzens 3 in Eingriff treten
zu können. Die Vorwärtsfläche ist eine gekrümmte Nockenfläche
12 mit einer gegenüber der Rückwärtsfläche größeren Krümmung.
Demgegenüber ist die Vorwärtsfläche jeder Aussparung 40 der
Kupplungsplatte 4 eine zylindrische Fläche 42 mit einer dem
Außendurchmesser des Rollenbolzens 3 entsprechenden Krümmung,
um mit ungefähr der Hälfte der Umfangsfläche des Rollenbolzens
in Eingriff treten zu können, und die Rückwärtsfläche der
Aussparung 40 ist eine gekrümmte Nockenfläche 41 (in Fig. 3
durch die gestrichelte Linie dargestellt) mit einer gegenüber
der Vorwärtsfläche größeren Krümmung. Weiterhin sind drei sich
axial erstreckende Reibungseingriffsglieder 44 am Innenum
fang der Kupplungsplatte 4 je an Stellen zwischen den Aussparun
gen 40 in Umfangsrichtung einander benachbart vorhanden (siehe
Fig. 2). Diese Reibungseingriffsglieder 44 weisen eine geeig
nete Elastizität auf, so daß sie auf den Innenumfang des
Wellenaufnahmelochs R5 im Gehäuse A0 passen, um die Kupplungsplat
te 4 im Gehäuse A0 mit geeigneter Reibungskraft abzustützen und
einen geeigneten Drehwiderstand auszuüben (siehe Fig. 5).
Zusätzlich weist jedes Reibungseingriffsglied 44 einen Rast
vorsprung 43 an seinem Außenrand auf.
Jeder Rollenbolzen 3 ist starr und hat eine Länge, die der
Summe der Dicken des treibenden Drehkörpers 1 und der Kupplungs
platte 4 entspricht (siehe Fig. 4). Die Walze 2 ist aus einem
gegenüber dem Rollenbolzen 3 weicheren Material hergestellt, so
daß sie dann, wenn sie vom Rollenbolzen 3 gedrückt wird, etwas
nachgeben werden kann.
Fig. 3 zeigt die Kupplungseinrichtung in einem anfänglichen,
außer Eingriff befindlichen Zustand. Der Drehkolben A1 ist an
seinen beiden Enden durch ringförmige Flansche A01 und A31, die
vorspringend je die Wellenaufnahmelöcher R5 und R6 des Gehäuses
A0 und des Deckels A3 umgeben, über ein Paar Lagerringe
B0 und B3 drehbar abgestützt. In dieser Stellung steht der
Rollenbolzen 3 auf einer Hälfte seiner Vorwärtsfläche mit der
Zylinderfläche 11 des treibenden Drehkörpers 1 und auf einer
Hälfte seiner Rückwärtsseite mit der Zylinderfläche 42 der
Kupplungsplatte 4 in Eingriff. Der Rollenbolzen 3 ist dadurch
in einem Zustand gehalten, in dem er zwischen dem treibenden
Drehkörper 1 und der Kupplungsplatte 4 eingeklemmt ist. Die
Kupplungsplatte 4 wiederum ist über einen Reibungseingriff von
der Innenumfangsfläche des Ringflansches A01 abgestützt (siehe
Fig. 5).
Es wird nun die Arbeitsweise der obenstehend beschriebenen
Ausführungsform erläutert. Befindet sich der Gurtstraffer P in
unbetätigtem Zustand, ist der Drehkolben A1 am Gehäuse mittels
eines Scherstifts oder eines anderen nicht gezeigten zeitweili
gen Verbindungsmittels verriegelt. Die Kupplungseinrichtung C
befindet sich somit in dem in Fig. 3 dargestellten Zustand, in
dem der Antrieb A und die Aufrollwelle S des Gurtaufrollers
voneinander getrennt sind, so daß der Gurtaufroller normal
funktioniert. Wirkt eine übermäßige Beschleunigung auf das
Fahrzeug, wird der in Fig. 1 gezeigte Gasgenerator G durch ein
Signal eines nicht gezeigten Beschleunigungssensors aktiviert,
und das vom Gasgenerator G erzeugte Gas gelangt aus diesem in
die Vorkammer R2. Dadurch steigt der Druck in der Vorkammer R2,
und das Hochdruckgas wird durch das Loch R3 in die Druckkammer
R1a der Zylinderkammer R1 eingeleitet. Der in die Druckkammer
R1a eingeleitete Gasdruck wirkt auf die Rückseite des Flügels
A11 des Drehkolbens A1, wodurch der Scherstift oder ein anderes
zeitweiliges Verbindungsmittel abgeschert wird. Damit ist der
Drehkolben A1 aus seinem vorübergehend verriegelten Zustand
gelöst und beginnt, sich im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, wie
durch den Pfeil in Fig. 3 gezeigt ist.
Die Drehung des Drehkolbens A1 bewirkt, daß sich der treibende
Drehkörper 1 der Kupplungseinrichtung C, wie in Fig. 6 gezeigt,
zusammen mit dem Drehkolben A1 dreht. Die Kupplungsplatte 4
dreht sich jedoch nicht, weswegen sich jeder einen Rollenbolzen 3
aufnehmende Raum, der zwischen dem treibenden Drehkörper 1 und
der Kupplungsplatte 4 begrenzt ist, vergrößert und den Rollen
bolzen 3 freigibt. Wenn der Drehkolben A1
als Folge seiner Drehung die in Fig. 7 gezeigte Stellung
erreicht, beginnt sich der den Rollenbolzen 3 aufnehmende Raum
zu verengen, und die Nockenfläche 12
des treibenden Drehkörpers 1 gerät in Eingriff mit der Rücksei
te des Rollenbolzens 3 und bewegt ihn in Drehrichtung des
Drehkolbens A1. Mit fortschreitender Bewegung des Rollenbolzens
3 gerät die Vorderseite des Rollenbolzens 3 in Eingriff mit der
Nockenfläche 41 der Kupplungsplatte 4, die sich im Stillstand
befindet. Da eine geringe Reibungskraft auf die Kupplungsplatte
4 wirkt, um deren Drehung zu verhindern, wird der Rollenbolzen
3 jetzt durch eine Gegenkraft in Richtung auf die Walze 2
herausgedrückt und in Eingriff mit der Umfangsfläche der Walze
2 gebracht. Die daraufhin stattfindende Eingriffswirkung ergibt
sich hauptsächlich aus der Klemmwirkung des Rollenbolzens 3 in
einem keilförmigen Raum zwischen der Umfangsfläche der Walze 2
und der Nockenfläche 12 des treibenden Drehkörpers 1. Die
Klemmkraft bewirkt, daß sich der Rollenbolzen 3 auf der Umfangs
fläche der Walze 2 festkrallt, womit der treibende Drehkörper 1
und die Walze 2 über die Rollenbolzen 3 vollständig miteinander
in Eingriff sind.
Nachdem der Eingriffszustand hergestellt worden ist, wird auch
die Kupplungsplatte 4 über die Rollenbolzen 3 vom treibenden
Drehkörper 1 mitgenommen und beginnt sich unter Ausübung einer
geringen Kraft auf die Rollenbolzen 3 in Richtung auf einen
Eingriff mit der Walze 2 zu drehen. Der durch die Drehung des
Drehkolbens A1 erzeugte Gegendruck entweicht durch die im
Gehäuse A0 vorhandene Auslaßöffnung R4 in die Atmosphäre. Damit
wird ein sich aus einem Druckanstieg in der Auslaßkammer R1b
ergebender Widerstand vermieden. Auf diese Weise wird die
Drehkraft des Drehkolbens A1 gut auf die Aufrollwelle S über
tragen.
Bei dieser Ausführungsform werden die Rollenbolzen 3 in unbetä
tigtem Zustand des Gurtstraffers P abgestützt, indem sie
zwischen den treibenden Drehkörper 1 und die Kupplungsplatte 4
geklemmt sind, und wenn sich der treibende Drehkörper 1 dreht,
werden die Rollenbolzen 3 automatisch aus dem geklemmten
Zustand freigegeben. Damit entfällt das Erfordernis, ein
Extrabauteil zum Stationärhalten der Rollenbolzen 3 vorzusehen.
Darüber hinaus kann der Übergang in die Eingriffsstellung
äußerst sanft bewirkt werden, ohne daß ein Haltebauteil durch
trennt werden muß. Während der mittels der Rollenbolzen 3
erzielten Klemmwirkung stehen die Rollenbolzen 3 aufgrund des
Drehwiderstands der Kupplungsplatte 4 unter einer Kraft in der
Klemmrichtung zwischen dem treibenden Drehkörper 1 und der
Walze 2, wodurch eine noch zuverlässigere Klemmwirkung sicher
gestellt ist. Ferner ist die Kupplungseinrichtung C innerhalb
des Drehkolbens A1 angeordnet, wobei der Ringteil A10 zwischen
dem Drehkolben und der Zylinderkammer R1 angeordnet ist, so daß
das in die Druckkammer R1a eingeleitete Arbeitsgas durch den
Ringteil A10 daran gehindert werden kann, in die Kupplungsein
richtung C zu lecken. Deshalb kann die Kapazität des Gasgenera
tors verringert werden. Da die Kupplungseinrichtung C im
Gurtstraffergehäuse enthalten ist, ist es darüber hinaus
möglich, einen Zuwachs der Axialabmessung des Gurtaufrollers
einschließlich des Gurtstraffers P zu minimieren.
Claims (2)
1. Gurtstraffer (P) für einen Fahrzeugsicherheitsgurt, mit
- 1. einem Antrieb (A)
- 2. einem treibenden Drehkörper (1),
- 3. einer mit einem Gehäuse versehenen Antriebsquelle (G) zum Drehan treiben des Drehkörpers (1)
- 4. einem mit einem gurtaufnehmenden Bauteil (S) verbundenen, ange triebenen Drehkörper (2), wobei der treibende und der angetriebene Drehkörper um eine gemeinsame Achse drehbar sind,
- 5. einer zwischen dem treibenden Drehkörper (1) und dem angetriebe nen Drehkörper (2) angeordneten Kupplungseinrichtung (C), wobei die Kupplungseinrichtung (C) ein axial angrenzend zum treibenden Drehkörper (1) angeordnetes Drehfolgeglied (4) mit einem Drehwider stand und zumindest ein Kupplungselement (3) aufweist und durch einen Rotationsphasenunterschied zwischen dem treibenden und dem getriebenen Drehkörper in Eingriff gerät, der durch den Dreh widerstand des Drehfolgegliedes (4) hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwiderstand des Drehfolgegliedes (4) durch mehrere elastische Reibungseingriffsglieder (44) erzeugt wird, die sich axial vom Drehfolgeglied (4) erstrecken und in Reibungseingriff mit einem Wellenaufnahmeloch (R5) im Gehäuse des Antriebs (A) stehen.
2. Gurtstraffer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Reibungseingriffsglied (44) an seinem
freien Ende einen Rastvorsprung (43) aufweist.
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