DE4322798C2

DE4322798C2 - Gurtstraffer für einen Fahrzeugsicherheitsgurt

Info

Publication number: DE4322798C2
Application number: DE4322798A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Hamaue
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1993-07-08
Publication date: 1999-02-18
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: DE4322798A1; GB2268678A; KR940002109A; US5451008A; GB9314135D0; JPH0624294A; GB2268678B; DE9310190U1

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

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.