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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein
solcher Sicherheitsgurtaufroller, der von
DE 198 20 641 A1 bekannt
ist, umfaßt
zusätzliche Blockierelemente
zum dauerhaften Blockieren der Gurtspule gegen eine Drehung in der
Bandauszugrichtung, um die Torsionsbewegung eines Torsionsstabs,
der als Lastbegrenzer wirkt, zu begrenzen. Die zusätzlichen
Blockierelemente werden durch eine zusätzliche kurze Drehung der Gurtspule
nach der lastbegrenzenden Drehung der Gurtspule in die Blockierposition
bewegt.
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DE 196 40 842 A1 unterrichtet über einen
Sicherheitsgurtaufroller, der eine an einem Rahmen zum Auf- und
Abrollen des Sicherheitsgurtes drehbar gelagerte Gurtspule, eine
Blockiereinrichtung zum Blockieren der Gurtspulendrehung, ein Steuerteil zum
Betätigen
der Blockiereinrichtung und eine gurtband- und/oder fahrzeugsensitive Sensoreinrichtung umfaßt, welche
die Betätigung
der Blockiereinrichtung über
das Steuerteil auslöst.
Ferner besitzt der bekannte Sicherheitsgurtaufroller einen Lastbegrenzer,
welcher bei betätigter
Blockiereinrichtung eine lastbegrenzende Drehung der Gurtspule gegenüber wenigstens
einem durch die Blockiereinrichtung festgehaltenen Teil des Lastbegrenzers
zuläßt.
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Es
ist das Ziel der Erfindung, einen Sicherheitsgurtaufroller der eingangs
genannten Art bereitzustellen, der anzeigt, daß beispielsweise nach einer Unfallsituation
der Lastbegrenzer in Betrieb gesetzt worden ist.
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Dieses
Ziel wird nach der Erfindung durch den Oberbegriff von Anspruch
1 erreicht. Die Unteransprüche
beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die
Erfindung sichert, daß nach
dem Betrieb des Lastbegrenzers, beispielsweise infolge eines Unfalls,
die Blockiereinrichtung in eine aufrechterhaltene Blockierstellung
oder in eine Bereitschaft für
eine dauerhafte Blockierstellung geführt wird. Dies wird dadurch
erreicht, daß die
lastbegrenzende Drehung der Gurtspule diese aufrechterhaltene Blockierstellung
oder Bereitschaft für
die Blockierstellung der Blockiereinrichtung veranlaßt. Die
Bereitschaft zur fortdauernden Blockierung der Gurtspule kann insbesondere
durch einen dauerhaft beibehaltenen Vorblockierungszustand, bei
welchem das Steuerteil in Drehverbindung mit der Gurtspule gehalten
wird, erreicht werden. Im Ergebnis der fortdauernden Blockierung
der Gurtspule besitzt der Sicherheitsgurtaufroller keine weitere
Wickelfunktion, zumindest in Bandäuszugsrichtung, mehr. Hierdurch
wird für
den Benutzer deutlich, daß die
Lastbegrenzung in Tätigkeit
gesetzt worden ist. Der Sicherheitsgurt kann wahlweise noch als „Statikgurt", möglicherweise
für eine
Werkstattfahrt, benutzt werden. Die Blockierung der Gurtspule bleibt
zumindest so lange aufrechterhalten, bis der Sicherheitsgurt gelöst, abgenommen und
wahlweise auf Grund der Rückholkraft
der an der Gurtspule angreifenden Triebfeder in Richtung Parkposition
aufgewickelt wird.
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In
vorteilhafter Weise kann die Blockiereinrichtung nach einem bestimmen
Drehwinkel der lastbegrenzenden Drehung der Gurtspule in die dauerhafte
Blockierstellung bewegt werden. Im Ergebnis dessen wird erst jenseits
einer bestimmten Schwelle oder Unfallschwere die Wickelfähigkeit
der Gurtspule außer
Funktion gesetzt. Im Fall eines leichten Unfalls bleibt die Wickelfähigkeit
der Gurtspule erhalten.
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Um
diese ständige
Blockierstellung oder -bereitschaft aufrechtzuerhalten, kann das
Steuerteil, mit dem die Blockiereinrichtung betätigt wird, durch eine während der
lastbegrenzenden Drehung betätigte
Halteeinrichtung in der Position festgehalten werden, in der die
Blockiereinrichtung durch ein kurzhubiges Mitdrehen in der Bandauszugsrichtung
in die Blockierstellung gebracht wird. Die Sensoreinrichtung, die
das Steuerteil veranlaßt,
sich in diese Stellung zu bewegen, wird durch die Halteeinrichtung
in einer Vorblockierstellung fixiert. In bevorzugter Weise wird
zu diesem Zweck der gurtbandsensitive Teil der Sensoreinrichtung
in der Vorblockierstellung fixiert. Es genügen verhältnismäßig geringe Kräfte, um
die Halteeinrichtung durch die lastbegrenzende Drehung der Gurtspule
in die Stellung zu bringen, in der die Sensoreinrichtung und insbesondere
der gurtbandsensitive Teil der Sensoreinrichtung in der Vorblockierstellung
fixiert wird. So kann die gurtbandsensitive Masse der Sensoreinrichtung
in einer die Blockierstellung der Blockiereinrichtung bewirkenden Position
gehalten werden.
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Die
Erfindung kann bei Sicherheitsgurtaufrollern mit Lastbegrenzern
zum Einsatz kommen, bei denen der Lastbegrenzer durch Energieverbrauch, beispielsweise
infolge von Verformungsarbeit, wie bei einem Torsionsstab, oder
Reibung, wie bei aus Lamellen oder Reibbelägen geformten Lastbegrenzern,
die erforderliche Lastbegrenzung oder Bremswirkung beim Auszug des
Gurtbandes während
der lastbegrenzenden Drehung der Gurtspule erzeugt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird im folgenden detaillierter als Ausführungsbeispiel
beschrieben, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen:
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1 eine
perspektivische auseinandergezogene Ansicht einer Mechanikseite
eines Ausführungsbeispiels
des Sicherheitsgurtaufrollers ist,
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2 eine
Ansicht der Rückseite
einer Anordnung ist, die aus einem Sensorträger und einer Blockierscheibe
gebildet wird und beim Ausführungsbeispiel
in 1 vorhanden ist,
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3 eine
teilweise schnittbildliche Ansicht der zusammengebauten Mechanikseite
des Ausführungsbeispiels
in einer ersten Variante ist,
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4 eine
Ansicht der Mechanikseite wie in 3 bei einer
zweiten Variante des Ausführungsbeispiels
ist,
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5 ein
Ausführungsbeispiel
einer Halteeinrichtung in der Ruheposition zeigt, und
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6 die
Halteeinrichtung in der Fixierstellung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Abbildungen zeigen die Mechanikseite eines Ausführungsbeispiels eines Sicherheitsgurtaufrollers,
bei dem der prinzipielle Aufbau der Mechanikseite, welche die gurtbandsensitive
und fahrzeugsensitive Sensoreinrichtung enthält, so ausgebildet wird, wie
es aus
DE 197 58 495
A1 bekannt ist.
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Die
Mechaikseite umfaßt
einen Sensorträger 10,
der aus einem Kunststoffmaterial hergestellt werden kann. Am Außenumfang
dieses Sensorträgers 10 wird
eine Vorblockierverzahnung 11 bereitgestellt, in die ein
fahrzeugsensitives Kupplungselement 21 eingreifen kann,
um eine Vorblockierung zu bewirken. Das Kupplungselement 21 wird
an einem Steuerteil 1 gelagert, das eine kappenförmige Konfiguration
hat und die gurtbandsensitive Einrichtung, die am Sensorträger 10 gelagert
wird, von außen
her umhüllt.
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Die
gurtbandsensitive Sensoreinrichtung umfaßt eine Trägheitsmasse
6, welche
gegen die Kraft einer Sensorfeder
19 schwenkbar am Sensorträger
10 gelagert
wird. Ferner wird am Sensorträger
10 ein
Kupplungselement
20 schwenkbar gelagert. Die Lagerung wird
im einzelnen in
DE
197 58 495 A1 beschrieben. Während einer überhöhten Beschleunigung
des Gurtbandauszuges wird aufgrund einer Relativverdrehung der Trägheitsmasse
6 gegenüber dem
Sensorträger
10 das
Kupplungselement
20 betätigt,
so daß das
Kupplungselement
20 mittels einer Klinke mit einer umlaufenden,
im Innern der Kappe des Steuerteils
1 liegenden, Vorblockier-Verzahnung in
Eingriff gebracht wird. Hierdurch wird das Steuerteil
1 an
den drehfest mit der Gurtspule
9 verbundenen Sensorträger
10 zum
Mitdrehen während
des Auszugs des Gurtbandes gekoppelt. Auch durch das zuvor erwähnte Kupplungselement
21 erfolgt
während
einer überhöhten Beschleunigung
des Fahrzeugs eine Kopplung des Steuerteils
1 an den drehfest
mit der Gurtspule
9 verbundenen Sensorträger
10.
Diese beiden Kopplungszustände
sind gurtbandsensitive und fahrzeugsensitive Vorblockierungszustände der
Sensoreinrichtung (Mechanikseite) des Sicherheitsgurtaufrollers.
Eine derartig wirkende Mechanikseite wird im einzelnen in
DE 197 58 495 A1 beschrieben.
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Falls
im vorblockierten Zustand ein weiterer Gurtbandauszug und eine damit
verbundene Drehung der Gurtspule 9 erfolgt, wird das an
diese Drehung gekoppelte Steuerteil 1 mitgedreht oder verschwenkt,
so daß eine
lasttragende Blockierklinke 23 mit der Blockierverzahnung 5 einer
während
des Normalbetriebs mit der Gurtspule 9 mitdrehenden Blockierscheibe 2 ineinandergreift.
Hierdurch wird die Gurtspule 9 gegen weiteres Drehen blockiert
und der Gurtbandauszug wird angehalten. Eine Blockierklinke 23,
die auf diese Weise in die Blockierverzahnung 5 geführt werden
kann, wird schematisch in 1 gezeigt.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel
wird ferner mit einem Lastbegrenzer ausgestattet. Von diesem Lastbegrenzer
wird ein drehfest mit der Blockierscheibe
2 über ein
Festlager
3 verbundenes Lastbegrenzerteil
4 gezeigt.
Der Lastbegrenzer kann in Form eines Torsionsstabes, der koaxial
zur Spulenachse
24 angeordnet wird, ausgebildet werden. Der
Lastbegrenzer kann jedoch auch in Form von aneinanderliegenden Reibscheiben
oder nach Art einer Lamellenkupplung ausgebildet werden. Während, wie
schon erläutert,
die eine Seite oder das eine Ende des Lastbegrenzers über das
Festlager
3 drehfest oder drehstarr mit der Blockierscheibe
2 verbunden
wird, wird die andere Seite oder das andere Ende des Lastbegrenzers
mit der Gurtspule
9 oder mit einem den Sicherheitsgurt
tragenden Drehspulenteil verbunden. Der Lastbegrenzer ermöglicht bei durch
die Blockierklinke
23 blockierter Blockierscheibe
2 eine
gebremste oder lastbegrenzende Drehung der Gurtspule
9 oder
des Gurtspulenteils, auf dem der Sicherheitsgurt aufgerollt wird,
gegenüber
der durch die Blockierklinke
23 festgehaltenen Blockierscheibe
2.
Die Wirkung des Lastbegrenzers ermöglicht folglich in bekannter
Weise einen gebremsten Auszug des Gurtbandes, so daß bei einer
Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen die vom Sicherheitsgurt auf
den Körper
des Fahrzeuginsassen ausgeübten
Kräfte
innerhalb bestimmter Belastungsgrenzen gehalten werden. Die Wirkung
eines derartigen Lastbegrenzers ist bekannt und wird beispielsweise
in der eingangs erwähnten
DE 196 40 842 A2 beschrieben.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel
wird ferner in einer solchen Weise ausgebildet, daß bei Betätigung des
Lastbegrenzers, insbesondere oberhalb einer bestimmten Belastungsschwelle,
die Blockiereinrichtung, d.h. der blockierende Eingriff der Blockierklinke 23 in
die Blockierverzahnung 5 der Blockierscheibe 2,
dauerhaft aufrechterhalten wird. Diese dauerhafte Blockierstellung
wird während
der lastbegrenzenden Drehung der Gurtspule 9 oder durch
die lastbegrenzende Drehung der Gurtspule 9 bewirkt.
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Zu
diesem Zweck wird am Sensorträger 10 eine
Halteeinrichtung 13 in Form eines Blockierkeils bereitgestellt.
Die Halteeinrichtung 13 ragt durch eine Öffnung 16 in
der Blockierscheibe 2 und erstreckt sich in eine Ausnehmung 25,
die in einem fest an die Gurtspule 9 angeformten Spulenflansch 18 stirnseitig vorgesehen
ist. Die Ausnehmung 25 erstreckt sich innerhalb eines bestimmten
Drehwinkels oder Bogens um die Spulenachse 24. Durch diesen
Drehwinkel kann der Grad dieser Lastbegrenzerwirkung bestimmt werden,
bei dem die dauerhafte Blockierstellung der Gurtspule aufrechterhalten
werden soll. Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich die Ausnehmung 25 über einen sehr kleinen Drehwinkel,
so daß eine
rasche Betätigung
der Halteeinrichtung 13 erzielt wird.
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Bei
dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Größe des Drehwinkels
der Ausnehmung 25 bedeutend größer. In der Ausnehmung 25 befindet
sich eine Betätigungsfläche 12 in
Form einer Keilrampe, die in eine Haltefläche 15 an der Stirnfläche des
Spulenflansches 18 übergeht.
In 3 und 4 befindet sich die Halteeinrichtung 13 in
der Ruhestellung, in welcher der Sicherheitsgurtaufroller seinen
Normalbetrieb ausführt.
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In
der 5 ist ein detaillierter Schnitt der Halteeinrichtung 13 in
ihrer Ruhestellung. Die Halteeinrichtung 13 hat einen Halteschenkel,
der an seiner Außenfläche keilförmig ist
und mit zumindest teilweisen Formschluß in der Ruhestellung in die
Ausnehmung 25 ragt (3 und 4).
In dieser Ruhestellung wird die Halteeinrichtung 13 durch
eine Sollbruchstelle 14 gehalten, die eine bestimmte Rückhaltekraft
erzeugt, die überwunden
werden muß,
um die Halteeinrichtung 13 aus der Ruhestellung in die 6 gezeigte
Fixierstellung zu bringen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
wird die Halteeinrichtung 13 schwenkbar an einem durch
die Öffnung 16 in
der Blockierscheibe 2 ragenden Schacht 17 am Sensorträger 10 angeformt.
Wie in 2 gezeigt wird, können zwei derartige Schächte 17 bereitgestellt
werden, die durch entsprechende Öffnungen 16 mit
Formschluß ragen.
Hierdurch wird die Drehverbindung zwischen der Gurtspule 9 und
dem Sensorträger 10 während des
Normalbetriebs des Sicherheitsgurtaufrollers gewährleistet.
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Von
der Sensormasse 6 ragen ferner Zapfen 7, 22 vor.
Während
des Normalbetriebs wirken diese Zapfen als Anschlagzapfen zur Begrenzung
der Relativverdrehung der Sensormasse 6 gegenüber dem Sensorträger 10.
Von diesen Zapfen hat ein Zapfen die zusätzliche Funktion eines Blockierzapfens 7,
der mit der Halteeinrichtung 13 in einer solchen Weise zusammenwirkt,
daß nach
der Betätigung
des Lastbegrenzers die von der Blockierklinke 23 und der
Blockierscheibe 2 gebildete Blockiereinrichtung in ihrer Blockierstellung
gehalten werden, wie im folgenden erläutert wird.
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Im
Fall eines Unfalls wird wahlweise nach Rückstraffung des Sicherheitsgurtes
mit Hilfe eines Gurtstraffers (nicht im Detail gezeigt) die Blockierklinke 23 in
Blockiereingriff mit der Blockierverzahnung 5 der Blockierscheibe 2 gebracht.
Diese Einsteuerung der Blockiereinrichtung in ihre Blockierstellung
erfolgt, nachdem, wie oben schon erläutert, gurtbandsensitiv und/oder
fahrzeugsensitiv die Vorblockierung stattgefunden hat. Während der
Aktivierung der Vorblockierung wird der an die Trägheitsmasse 6 angeformte
Blockierzapfen 7 aus der gezeigten rechten Ruheposition
in der Öffnung
des Schachtes 17 in die linke Position in den Darstellungen
in 3 und 4 gebracht, so daß er an
der linken Seite des Schachtes 17 anliegt. In der Darstellung
von 6, die spiegelbildlich zu den Darstellungen von 3 und 4 ist,
wird der Blockierzapfen 7 aus seiner linken Position, die
er in der Ruhestellung einnimmt (5) in die
rechte Position gebracht, so daß er
an der rechten Innenseite des Schachtes 17 in der Öffnung 8 anliegt.
Diese Position behält
der Blockierzapfen 7 während
des Blockiereingriffes der Blockierklinke 23 in die Blockierverzahnung 5 bei.
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Falls
die Schwere des Unfalls eine bestimmte Schwelle überschreitet und der angegurtete
Fahrzeuginsasse mit seinem Körper
bestrebt ist, eine vom Sicherheitsgurt abgefangene Vorwärtsbewegung
mit bestimmter Beschleunigung zu machen, wird die Funktion des Lastbegrenzers
aktiviert. Der Lastbegrenzer verursacht eine Energieabsorption oder
einen Energieverbrauch, wodurch ein gebremster oder für den angegurteten
Fahrzeuginsassen lastbegrenzender Gurtbandauszug ermöglicht wird.
Bei dem Vorgang drehen sich die Gurtspule 9 und der daran
angeformte Spulenflansch 18 in 3 und 4 und der
spiegelbildlichen Darstellung in 6 in Richtung eines
Pfeils A. Die Halteeinrichtung 13 wird durch die schräge Rampe
der Betätigungsfläche 12 in
den während
der Vorblockierung freigewordenen Raum zwischen dem Blockierzapfen 7 und
der Innenwand des Schachtes 17 im wesentlichen in axialer
Richtung der Spulenachse 24 bewegt und wird zwischen der
Innenwand des Schachtes 17 und dem Blockierzapfen 7 verkeilt,
wie es in 6 gezeigt wird. Während dieser
Bewegung wird die von der Sollbruchstelle 14 gewährleistete
Rückhaltekraft überwunden,
so daß die
Bewegung in die in 6 gezeigte Fixierstellung erreicht
wird. Während
der Drehung der Gurtspule während
der Lastbegrenzerwirkung kommt die Außenseite der Halteeinrichtung 13 mit
der Haltefläche 15 in
Berührung.
Sobald die gebremste Relativdrehung der Gurtspule gegenüber der
Blockierscheibe 2 zum Stillstand gekommen ist, wird die
Halteeinrichtung 13 durch die Wirkung der Haltefläche 15 in
der in 6 gezeigten Fixierstellung gehalten. Bei dem Vorgang
wird der Schenkel mit dem angeformten Haltekeil der Halteeinrichtung, wie
es in 6 gezeigt wird, in den Raum zwischen Innenseite
des Schachtes 17 und dem Blockierzapfen 7 gedrückt. Diese
fixierte Vorblockierstellung des gurtbandsensitiven Teils der Sensoreinrichtung
wird dauerhaft aufrechterhalten.
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Bei
dem in 3 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel
wird die Halteeinrichtung 13 unmittelbar nach Ingangsetzung
der Lastbegrenzerfunktion in die Fixierstellung bewegt. Bei dem
in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt diese
Bewegung, nachdem die Gurtspule 9 einen bestimmten, der
Bogenlänge
der Ausnehmung 25 entsprechenden, Drehwinkel durchlaufen
hat, wenn die Drehbewegung gebremst wird. Erst dann kommt die Halteeinrichtung 13 mit
der schrägen
Rampe der Betätigungsfläche 12 in
Berührung.
Hierdurch kann eine bestimmte Schwelle für die Unfallschwere festgelegt werden,
bei der die Halteeinrichtung und damit die dauerhafte Blockierstellung
der Blockiereinrichtung bewirkt wird.
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In
vorteilhafter Weise kann durch die Erfindung nach der Lastbegrenzerfunktion
eine dauerhafte Aufrechterhaltung der Vorblockierung, insbesondere
eine Vorblockierstellung des gurtbandsensitiven Teils der Sensoreinrichtung,
erreicht werden. Hierdurch wird ermöglicht, daß sich der angegurtete Fahrzeuginsasse
durch Öffnen
des Gurtschlosses abgurten kann, wobei der Sicherheitsgurt aufgrund der
Rückholkraft
der Triebfeder (nicht im Detail gezeigt) auf die Gurtspule 9 aufgewickelt
wird. Es ist jedoch dann nicht mehr möglich, das Gurtband auszuziehen,
weil auf Grund der dauerhaft aufrechterhaltenen Vorblockierung während einer
kurzhubigen Auszugsbewegung des Sicherheitsgurtes das Steuerteil 1 auf
Grund der dauerhaften Vorblockierung die Hauptblockierklinke 23 wieder
in die Blockierverzahnung 5 der Blockierscheibe 2 führt. Hierdurch
wird dem Fahrzeuginsassen angezeigt, daß eine Überprüfung des Gurtaufrollers in
der Werkstatt erforderlich ist.
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An
der Halteeinrichtung 13 und insbesondere an dem Teil der
Halteeinrichtung 13, der in der in 6 gezeigten
Fixierstellung in dem Hohlraum des Schachtes 17 am Sensorträger 10 eintaucht,
befinden sich an seiner Außenseite
Rastvorsprünge 25 in Form
von Rastzähnen,
die mit einer am oberen Rand des Schachtes 17 angeformten
Rastnase 26 in Eingriff kommen. Dies sichert, daß auch bei
einer mehrere Umdrehungen umfassenden lastbegrenzenden Drehung der
Gurtspule am Ende der lastbegrenzenden Drehung die Halteeinrichtung 13 in
ihrer Fixierposition (6) verbleibt. Dies ist unabhängig davon,
ob am Ende der lastbegrenzenden Drehung die Ausnehmung 25 oder
die Haltefläche 15 am
Ort der Halteeinrichtung 13 liegt. Zu diesem Zweck können ein
oder mehrere Rastzähne 25 bereitgestellt
werden. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel
werden zwei Rastvorsprünge 25 bereitgestellt.
Die Rastnase 26 kann ein die Sollbruchstelle 14 bildendes
angeformtes Teil sein, wobei die Rastnase 26 gebildet wird,
wenn die Sollbruchstelle während
der Betätigung
der Halteeinrichtung 13 durchbrochen wird.