EP0236381A1 - Gurtaufroller für rückstraffer - Google Patents

Gurtaufroller für rückstraffer

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Publication number
EP0236381A1
EP0236381A1 EP19860905219 EP86905219A EP0236381A1 EP 0236381 A1 EP0236381 A1 EP 0236381A1 EP 19860905219 EP19860905219 EP 19860905219 EP 86905219 A EP86905219 A EP 86905219A EP 0236381 A1 EP0236381 A1 EP 0236381A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
pawl
gear
gearwheel
teeth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19860905219
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Otto Kock
Bernd Lacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Allied Engineering Co SA
Original Assignee
Allied Engineering Co SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Allied Engineering Co SA filed Critical Allied Engineering Co SA
Publication of EP0236381A1 publication Critical patent/EP0236381A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
    • B60R22/405—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive to belt movement and vehicle movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up

Definitions

  • the invention relates to a double-synchronized seat belt retractor for rear tensioners, consisting of a gear wheel axially fixedly connected to a winding shaft and a pawl rotatably mounted at a distance from the gear wheel, which also has a toothing for engagement with the gear wheel, the engaging rotary movement of the pawl being one relative to that Gear rotation movement has the opposite direction of rotation, with a control plate which can be carried along by triggering sensors from the gear via pilot control elements, a control curve and a control pin engaging in the control curve.
  • a seat belt retractor is known.
  • such seat belt retractors have two different sensors, one of which reacts to the vehicle's tilting, rocking or jerking movements and the other to accelerated unwinding of the belt.
  • the sensors When triggered, the sensors engage so-called pilot control elements, which create a connection with a driving wheel, for example a gear wheel, which is attached to the winding shaft.
  • the entrained control disk then in turn actuates a pawl or a locking hook, which thereby comes into engagement with a gearwheel, which is also axially fixedly connected to the winding shaft, and blocks it and thus also the winding shaft.
  • the pawl and pawl differ in that the direction of rotation of the pawl coincides with the direction of rotation of the control disk or the gearwheel when the control disc engages in the gearwheel, whereas with a pawl the direction of rotation of the pawl engaging just reverses that of the gearwheel or which is the control disk triggering the rotary movement of the pawl.
  • the control cam is designed as a groove in the pawl, while the control pin is firmly attached to the control disc. Because of the already mentioned sense of rotation of the pawl relative to the gearwheel and the associated control disk, it follows that the control cam on the pawl must have a radially inward-pointing component in order to insert the pawl into the gearwheel, since the distance of the control pin from the axis of rotation of the control disk remains constant while the distance of the control pin to the pin or the axis of rotation of the pawl must decrease during the control process.
  • the teeth of the gearwheel and the pawl are generally asymmetrical and have a flat and a steep flank, the locking forces being absorbed by the steep flanks when the pawl engages in the gearwheel, while the flat tooth flanks provide sufficient hold and sufficient strength of the teeth care, but on the other also cause a corresponding distance between the teeth, so that the introduction of the teeth is even possible.
  • the steep flank of the teeth is necessary so that the pawl is not pushed out of the gearwheel again by the forces acting in the radial direction on flat flanks.
  • the control cam has a recess tangential in the locked position with respect to the gearwheel axis, into which the control pin can engage while the gearwheel performs the residual rotation described above.
  • the rewind tensioner rotates the winding shaft and the gearwheel in the non-blocking direction with great force and very quickly.
  • the control disc and the control pin attached to it and also the pilot elements are returned to their starting position by springs and thus unlock the system, the winding process by the back tensioner happens so quickly that the control disc and the you connected parts practically remain in their position during the rotation of the gear.
  • the pawl is forcibly in the direction of its output via the flat flanks of the teeth of the pawl and the gearwheel would be pushed back, the control pin located in the tangential recess of the control cam being subjected to a large force in the radial direction.
  • control pin since the control pin has a fixed distance with respect to the axis, it is either broken off, bent or pushed out of the control curve by the force acting in the radial direction and possibly jammed with the pawl.
  • the control disk and the pilot control elements can also be destroyed or damaged. This can lead to the case that after the back tightening process has been completed, the freely running winding shaft is no longer secured by the locking device, as a result of which the entire belt has lost its securing function.
  • the invention is therefore based on the object of providing a seat belt retractor for rear tensioners, which is automatically unlocked in the locked position when the rear tensioner is triggered in the short time available without losing its locking function or being damaged in any other way.
  • control curve of the belt retractor according to the invention does not have a tangential recess, but instead is inclined by at least 10 ° with respect to the tangential direction.
  • the radial force component which acts on the pawl is partially converted into a tangential force component at the edge of the control cam which is inclined towards the tangential direction, as a result of which the guide pin dodges by means of a rotational movement about the axis of rotation of the guide disk and the ring gear, the control disk and the pilot control elements be turned back to their starting position at the same time.
  • This resetting of the control pin and the associated control disc and the pilot elements is thus forced by the backward movement of the gear and the resulting pushing out of the pawl out of engagement with the gear and happens much faster than would be possible by the return spring.
  • control pin is arranged on the pawl and the control cam on the control disk.
  • the control pin arranged at a fixed distance from the bearing pin of the pawl must be guided along a control curve in such a way that its distance from the axis of rotation of the control disc and the gearwheel decreases continuously. If you put num again, As in the example mentioned above, a substantially constant angular velocity of the gear and the control disc ahead, it can be seen that the control movement of the pawl in the toothing of the gear runs at a continuously decreasing speed.
  • this constructive measure ensures that the control or latching process can be carried out even more precisely and in a better synchronized manner than in the known belt retractors.
  • the angle which the control curve includes with the tangential direction is at least 20 °.
  • the angle which the control curve includes with the tangential direction is to be understood as the angle which is at the point of intersection between the longitudinal center line of the control curve groove and one around the axis of the control disk the circle between the tangent at this point and the tangent to the longitudinal center line of the cam groove at this point.
  • the pawl is arranged in a plane with the gear on a housing plate rotatable about a pin or rivet fastened in the frame outside the gear radius.
  • Such an embodiment enables easy and quick assembly of the pawl and the other parts.
  • a hook attached to the housing plate engages around the pawl.
  • the pivot of the pawl in the housing plate is rotatably mounted and the pawl engages in a gear above the housing plate in the gear, a torque is exerted on this pawl when the gear engages in the pawl, which endeavor to turn the pawl out of its rotating plane. Therefore, according to the invention, the pawl is held in its plane of rotation by a hook encompassing it.
  • control pin is designed as a rivet projecting through an arcuate slot in the housing plate, the head of which is wider than the slot and is arranged on the side of the housing plate opposite the pawl.
  • the pawl is held in its rotational plane by the control pin, which is designed as a safety rivet on one side.
  • the teeth of the pawl have a steep and a flat flank and that the tooth shape of the gear is adapted to the teeth of the pawl.
  • This rear side which is not loaded when locking, transmits the power transmission from the gear to the pawl by means of the back tensioning device at the beginning of the back tensioning process, by means of which it is pressed out of the gear, while at the same time the control disc and the control pin are used to reset the control disk and the front control elements.
  • a belt retractor in which the control cam is arranged on the control disc, the control pin is arranged on a locking hook, whereby the same unfavorable conditions for the movement of the hook as for the belt retractor result due to the rotational movement in the same direction as the gearwheel during the control process with pawl, in which the control cam is arranged on the pawl and the control pin on the control disc.
  • the situation with locking hooks is exactly the opposite of that with pawls.
  • FIG. 1 shows the side view of a belt retractor for tensioners
  • FIG. 2 shows an axial section through the belt retractor of FIG. 1, the broken back tensioner attached to it also being shown.
  • the seat belt retractor shown as a preferred embodiment in the drawings has the winding axis, generally designated 1, and the ratchet gear 40, which is axially fixedly connected to the latter, in whose teeth the toothing 41 of the pawl 18 can engage, which, via a pin 19 designed as a rivet, on the housing plate 16 is arranged rotatably.
  • the belt retractor or automat also has vehicle-sensitive sensors, namely the inertial mass stored in the housing 28 of the sensor in the form of a hanging or standing pendulum or a ball, the pawl axis 31 provided in the bearing arranged on the housing 28 with a vehicle-sensitive pawl 30 and the pilot lever 22 controlled therefrom. The latter is brought into engagement with teeth of the control wheel 23 in the event of excessive vehicle acceleration by the vehicle-sensitive pawl 30, which is connected to the control plate 20 in such a way that the pilot lever 22 is rotatably mounted on the control plate 20.
  • control plate 20 also has an internal toothing 44 into which the control tooth of the belt-sensitive pawl 24 engages in the event of excessive belt webbing acceleration, which in turn is rotatably mounted about a pin 45 which is fixedly connected to the winding shaft.
  • the control of the belt-sensitive pawl 24 is done via a mass carrier 26, on which in turn an inert mass 25 is frictionally attached.
  • the frictional connection between mass carrier 26 and mass 25 is so firm that it acts practically as a rigid connection when the belt is accelerated, as can occur in everyday use of the machine, but on the other hand, the inert mass 25 slides on the mass carrier 26, if the latter the triggering of the back tensioner via the pawl 24 experiences extreme acceleration.
  • mass carrier 26 and mass 25 because of the inertia of mass 25, the force acting on pawl 24 during the re-tightening process would be so great that it would probably be destroyed.
  • the pawl 24 rotatably mounted on the pin 45 moves with the Winding shaft in the direction of the mass carrier 26, which practically remains in its position due to the large acceleration resistance caused by the inert mass 25 attached to it, so that the pawl 24 is rotated around the pin 45 and thereby engages with the internal toothing 44 of the Control plate 20 comes.
  • a compression spring 27 brings the pawl 24 back into the release position as soon as the belt acceleration falls below a certain value, which depends on the ratio of the force of the compression spring 27 to the total inert mass formed by mass carrier 26 and mass 25.
  • the control plate 20 has a spring receptacle 46 for a spring 21, which is supported on a bracket 47 fastened to the housing 16.
  • This pressure-retaining spring 21 moves the control plate 20 after the strain relief of the webbing and, via the control cam 36 and the control pin 37, also the pawl 18 back to its starting position.
  • the gearwheel 40 and the associated winding shaft 1 are also turned back via the toothing 41 of the pawl 18, as long as the pawl 18 and the gearwheel 40 are in engagement with one another.
  • control cams in known, comparable machines for the control pin in the state of engagement of the corresponding pawl with the corresponding gear always have a tangential to the circumference of the gear recess, which is shown broken off in the part of the control curve 36 shown in Figure 1 down would connect.
  • the control pin 37 could not move in the radial direction, so that the destruction of some components would have to be expected and the back tightening process would also be hindered.
  • FIG. 2 shows the tensioner, which is shown in the upper part, its attachment to the belt retractor and its parts placed on the tensioner:
  • a holder 13 which holds a gas generator 5 and a cylinder 43, which are connected by means of a T-piece 2, is attached to the housing plate 16 via a rivet 6.
  • the piston 3 is located in the cylinder 43, and the continuous cable 4 runs coaxially in it.
  • the cable store 7, in which the cable 4 is held wound is connected at the bottom.
  • a spring cassette 9 for a return spring not shown, under the cap 8 shown on the left in FIG. 2, and the pulley 10 is mounted coaxially within the cable storage device.
  • the screw 12 shown at the bottom left in FIG. 2 the parts are then fastened to the housing plate 16, against which the winding shaft 1 is supported via the bearing 14.
  • the axis toothing 15 belongs to the winding shaft 1. On this left you can see the serration 15a, which causes the connection with the rope pulley 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Description

Gurtaufroller für Rückstraffer
Die Erfindung betrifft einen doppelt synchronisierten Sicherheitsgurtaufroller für Rückstraffer, bestehend aus einem mit einer Wickelwelle axial fest verbundenen Zahnrad und einer in Abstand zu dem Zahnrad drehbar gelagerten Sperrklinke, welche zum Eingriff in das Zahnrad ebenfalls eine Verzahnung aufweist, wobei die Eingreifdrehbewegung der Sperrklinke einen gegenüber der Zahnraddrehbewegung umgekehrten Drehsinn hat, mit einer nach dem Auslösen von Sensoren vom Zahnrad über Vorsteuerelemente mitführbaren Steuerplatte, einer Steuerkurve und einem in die Steuerkurve eingreifenden Steuerstift. Ein derartiger Sicherheitsgurtaufroller ist bekannt. Allgemein haben derartige Sicherheitsgurtaufroller zwei verschiedene Sensoren, von denen einer auf Kipp-, Schaukel- oder Ruckbewegungen des Fahrzeuges und der andere auf beschleunigtes Abwickeln des Gurtes reagiert. Die Sensoren bringen bei ihrer Auslösung sogenannte Vorsteuerelemente in Eingriff, welche eine Verbindung mit einem auf der Wickelwelle angebrachten Mitnehmerrad, beispielsweise einem Zahnrad, schaffen. Die mitgeführte Steuerscheibe betätigt dann ihrerseits eine Sperrklinke oder einen Sperrhaken, welcher dadurch mit einem Zahnrad, welches ebenfalls mit der Wickelwelle axial fest verbunden ist, in Eingriff kommt und dieses und damit auch die Wickelwelle blockiert. Sperrklinke und Sperrhaken unterscheiden sich dadurch, daß der Drehsinn des Sperrhakens beim durch die Steuerscheibe ausgelösten Eingriff in das Zahnrad mit dem Drehsinn der Steuerscheibe bzw. des Zahnrades übereinstimmt, während bei einer Sperrklinke der Drehsinn der in Eingriff kommenden Klinke gerade umgekehrt wie der des Zahnrades bzw. der die Drehbewegung der Klinke auslösenden Steuerscheibe ist. Synchronisierte bzw. doppelt synchronisierte Sicherheitsgurtaufroll er sind dadurch gekennzeichnet, daß auf der Steuerscheibe in einem bestimmten, festen Abstand zu den jeweiligen Vorsteuerelementen ein Steuerstift oder eine Steuerkurve angebracht ist, welcher bzw. welche den Haken oder die Klinke in einem bezüglich der Zahnstellung des Zahnrades mehr oder weniger exakt definierten Winkel in das Zahnrad einsteuert.
Auf diese Weise erreicht man, daß nicht etwa zufällig die Spitzen der Zähne von Klinke und Zahnrad aufeinandertreffen, wodurch einerseits die Klinke durch das Zahnrad zurückgeschlagen wird und andererseits auch eine starke Belastung oder gar Zerstörung der Steuerscheibe und/oder der Vorsteuerelemente auftreten kann. Der feste Abstand zwischen Vorsteuerelement und Steuerkurve bzw. Steuerstift ermöglicht daher ein sicheres Einsteuern der Zähne des Sperrhakens oder der Sperrklinke in das Zahnrad, ohne daß die vorgenannten nachteiligen Wirkungen auftreten. Voraus- Setzung ist dabei jedoch, daß der Steuerstift weitgehend spielfrei in der Steuerkurve geführt wird.
Bei dem bereits erwähnten Sicherheitsgurtaufroller mit allen eingangs genannten Merkmalen ist die Steuerkurve als eine Nut der Sperrklinke ausgeführt, während der Steuerstift fest an der Steuerscheibe angebracht ist. Wegen des bereits erwähnten Drehsinnes der Sperrklinke relativ zum Zahnrad und der damit verbundenen Steuerscheibe ergibt sich, daß zum Einsteuern der Sperrklinke in das Zahnrad die Steuerkurve auf der Sperrklinke eine radial nach innen weisende Komponente haben muß, da der Abstand des Steuerstiftes von der Drehachse der Steuerscheibe konstant bleibt während der Abstand des Steuerstiftes zum Zapfen bzw. der Drehachse der Sperrklinke während des Einsteuervorganges abnehmen muß.
Ausgehend von einer konstanten Winkelgeschwindigkeit der Steuerscheibe erkennt man, daß die Einschwenkbewegung der Sperrlinke dann beschleunigt ablaufen muß, da der Steuerstift in gleichen Zeiten gleiche Kege zurücklegt, diese Bewegung aber bezüglich der Drehachse der Sperrklinke auf einem immer kleiner werdenden Radius erfolgt, so daß die Drehbewe un der Sperrklinke zwangsläufig beschleuni t er folgen muß .
Sobald jedoch die Spitze eines Zahnes der Sperrklinke an die Flanke oder den Grund eines Zahnes des Zahnrades anstößt, wird die Drehbewegung der Sperrklinke gestoppt, während die Drehbewegung des Zahnrades, der vom Zahnrad mitbewegten Steuerscheibe und des an der Steuerscheibe angebrachten Steuerstiftes weiter fortgeführt wird, bis die Zähne der Sperrklinke und des Zahnrades kraftschlüssig ineinandergreifen.
Die Zähne des Zahnrades und der Sperrklinke sind im allgemeinen asymmetrisch und weisen eine flache und eine steile Flanke auf, wobei beim Eingriff der Sperrklinke in das Zahnrad die Sperrkräfte von den steilen Flanken aufgenommen werden, während die flächen Zahnflanken für genügenden Halt und genügende Stärke der Zähne sorgen, zum andern aber auch einen entsprechenden Abstand der Zähne bewirken, so daß die Einführung der Zähne überhaupt möglich wird. Die steile Flanke der Zähne ist erforderlich, damit nicht die Klinke durch die in radialer Richtung wirkenden Kräfte an flachen Flanken wieder aus dem Zahnrad herausgedrückt wird.
Die spezielle Zahnform zusammen mit der beschleunigten Schwenkbewegung der Klinke macht es erforderlich, die Schwenkbewegung der Klinke in einer Winkelstellung durchzuführen, bei der ein gewisser Sicherheitsabstand der aneinandervorbeibewegten Zahnspitzen von Sperrklinke und Zahnrad gewahrt bleibt. Dies führt zu dem oben beschriebenen Bewegungsablauf, bei dem zunächst eine Zahnspitze der Sperrklirike an die flache Flanke oder den Grund eines Zahnradzahnes anstößt bevor nach einer weiteren Drehung des Zahnrades die steilen Flanken der beiden Zähne kraftschlüssig miteinander in Verbindung treten. Beim AnstoSen der Zahnspitze der Sperrklinke an die Zahnflanke eines Zahnradzahnes haben die gegenüberliegenden steilen Flanken einen wegen der auftretenden Toleranzen bei der Herstellung der Einzeltei Während das Zahnrad auf seinem Umfang diese restliche Strecke zurücklegt bewegt sich der über der Steuerscheibe mitgeführte Steuerstift auf einer Kreisbahn um dieselbe Achse wie das Zahnrad um etwa den doppelten Weg, da sein Abstand zur Achse etwa doppelt so groß ist wie der Zahnradradius. Da sich jedoch gleichzeitig die Sperrklinke praktisch nicht weiterdreht, da eine Zahnspitze der Sperrklinke bereits an die flache Flanke eines Zahnradzahnes angelegt hat, damit also die beim Sperren auftretenden Kräfte nicht von dem in der Steuerkurve geführten Stift bzw. der mit dem Stift verbundenen Steuerscheibe oder Vorsteuerelementen aufgefangen werden müssen, weist bei allen bekannten derartigen Sicherheitsgurtaufrollern die Steuerkurve eine in Sperrstellung bezüglich der Zahnradachse tangentiale Ausnehmung auf, in welche der Steuerstift einrücken kann, während das Zahnrad die oben beschriebene Restdrehung ausführt. Nachdem inzwischen für derartige Gurtaufroller sogenannte Rückstrammeinrichtungen oder Rückstraffer entwickelt worden sind, welche bei einem Unfall den angelegten Sicherheitsgurt in Sekundenbruchteilen straffziehen, muß man davon ausgehen, daß eine derartige Rückstrammeinrichtung auch zu einem Zeitpunkt ausgelöst werden kann, in dem die Aufrollautomatik gerade durch die Sperrklinke bzw. einen Sperrhaken blockiert ist.
Durch den Rückstraffer werden die Wickelwelle und das Zahnrad mit sehr großer Kraft und sehr schnell in die nicht sperrende Richtung gedreht. Während jedoch bei einer langsamen Aufwickelbewegung der Wickelwelle und des Zahnrades die Steuerscheibe und der daran befestigte Steuerstift und auch die Vorsteuerelemente durch Federn in ihre Ausgangslage zurückgebracht werden und so das System entriegeln, geschieht der Aufwickelvorgang durch den Rückstraffer derart schnell, daß die Steuerscheibe und die mit ihr verbundenen Teile während der Drehung des Zahnrades praktisch in ihrer Stellung verharren. Dabei wird jedoch über die flachen Flanken der Zähne der Sperrklinke und des Zahnrades die Sperrklinke zwangsweise in Richtung ihrer Ausgangs läge zurückgedrückt, wobei der in der tangentialen Ausnehmung der Steuerkurve befindliche Steuerstift einer großen Kraft in radialer Richtung ausgesetzt ist. Da der Steuerstift jedoch in Bezug auf die Achse einen festen Abstand hat, wird er durch die in radialer Richtung wirkende Kraft entweder abgebrochen, verbogen oder aus der Steuerkurve herausgedrängt und verklemmt gegebenenfalls mit der Sperrklinke. Dabei können auch die Steuerscheibe und die Vorsteuerelemente zerstört oder beschädigt werden. Dadurch kann der Fall eintreten, daß nach beendetem Rückstrammvorgang die wieder frei laufende Wickelwelle nicht mehr durch die Sperrvorrichtung gesichert wird, wodurch der gesamte Gurt seine Sicherungsfunktion verloren hat.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsgurtaufroller für Rückstraffer zu schaffen, welcher in verriegelter Position beim Auslösen des Rückstraffers automatisch in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit entriegelt wird, ohne dabei seine Sperrfunktion zu verlieren oder sonst beschädigt zu werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Steuerεtift auf der Sperrklinke und die Steuerkurve auf der Steuerscheibe angeordnet sind und daß die Steuerkurve auf ihrer ganzen Länge in einem Winkel von mindestens 10° gegenüber einer Tangente geneigt ist, welche im jeweiligen Schnittpunkt der Steuerkurve mit einem um die Drehachse des Zahnrades bzw. der Steuerscheibe geschlagenen Kreisbogen an diesen angelegt wird. Aus den eingangs geschilderten Nachteilen der bekannten Sicherheitsgurtaufroller geht hervor, daß bei der plötzlichen Aufwickelbewegung der Wickelwelle und des damit verbundenen Zahnrades die Sperrklinke gewaltsam aus dem Zahnrad herausgedrückt wird, wobei der Steuerstift, da er sich noch in der tangentialen Ausnehmung der Steuerkurve befindet, einer starken in radialer Richtung wirkenden Kraft ausgesetzt ist, der er nur durch Abbrechen, Verbiegen oder aus der Sperrkurve Herausgleiten ausweichen kann. Demzufolge sind diese Nachteile nur dadurch zu ver meiden, daß die Steuerkurve keine tangentiale Ausnehmung aufweist, durch welche die ausschließlich radiale Kraftwirkung auf den Stift beim Herausdrücken der Sperrklinke aus dem Zahnrad hervorgerufen wird. Dementsprechend weist die Steuerkurve des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers keine tangentiale Ausnehmung auf, sondern ist stattdessen gegenüber der tangentialen Richtung um mindestens 10° geneigt. Dadurch wird die radiale Kraftkomponente, die auf die Sperrklinke wirkt, am gegen die tangentiale Richtung geneigten Rand der Steuerkurve teilweise in eine tangentiale Kraftkomponente umgesetzt, wodurch der Führungsstift durch eine Rotationsbewegung um die Drehachse der Führungsscheibe und des Zahnkranzes ausweicht, wobei die Steuerscheibe und die Vorsteuerelemente gleichzeitig in ihrer Ausgangsposition zurückgedreht werden. Diese Rückstellung des Steuerstiftes sowie der damit verbundenen Steuerscheibe und der Vorsteuerelemente erfolgt somit zwangsweise durch die Rückwärtsbewegung des Zahnrades und des dadurch bewirkten Herausdrängens der Sperrklinke aus dem Eingriff mit dem Zahnrad und geschieht erheblich schneller als dies durch die Rückstellfeder möglich wäre.
Um jedoch auf die bei allen bekannten derartigen Gurtaufrollern vorhandene tangentiale Ausnehmung der Steuerkurve verzichten zu können, sind gegenüber den bekannten Gurtaufrollsystemen weitere vorteilhafte konstruktive Änderungen vonnöten. Diese bestehen darin, daß der Steuerstift auf der Sperrklinke und die Steuerkurve auf der Steuerscheibe angeordnet sind.
Um nun wie eingangs geschildert den Einsteuervorgang der
Sperrklinke in das Zahnrad mit Hilfe der auf der Steuerscheibe angeordneten Steuerkurve zu bewirken, muß der im festen Abstand vom Lagerzapfen der Sperrklinke angeordnete Steuerstift so entlang einer Steuerkurve geführt werden, daß sein Abstand zur Drehachse der Steuerscheibe und des Zahnrades kontinuierlich abnimmt. Setzt man num wiederum, wie bei dem eingangs genannten Beispiel, eine im wesentlichen konstante Winkelgeschwindigkeit des Zahnrades und der Steuerscheibe voraus, so erkennt man, daß die Einsteuerbewegung der Sperrklinke in die Verzahnung des Zahnrades mit kontinuierlich abnehmender Geschwindigkeit abläuft. Während also die Zähne des Zahnrades während des Einklinkvorganges der Sperrklinke bei konstanter Winkelgeschwindigkeit in gleichen Zeiten gleiche Wegstrecken zurücklegen, wird die pro Zeiteinheit zurückgelegte Strecke der Spitze eines Zahnes der Sperrklinke im Verlaufe des Einklinkvorganges immer kleiner. Auf diese Weise kann man das Anschlagen der Zähne der Sperrklinke an die flache Flanke der Zahnradzähne vor dem kraftschlüssigen Kontakt der steilen Flanken vermeiden. Man kann sogar erreichen, daß der kraftschlüssige Kontakt der steilen Zahnflanken hergestellt wird, bevor die Zahnspitze eines (oder mehrerer) Sperrklinkenzahnes (-zähne) die flache Flanke eines Zahnradzahnes berührt.
Auf diese Weise hat man daher auch die Notwendigkeit einer tangentialen Ausnehmung der Steuerkurve vermieden.
Gleichzeitig erreicht man durch diese konstruktive Maßnahme, daß der Einsteuer- bzw. Einklinkvorgang noch präziser und besser synchronisiert ablaufen kann als bei den bekannten Gurtaufrollern.
Die vorstehenden Überlegungen bezüglich des Einsteuervorganges sind für den Fall durchgeführt worden, daß der radiale Abstand zwischen Zahnspitze und Zahngrund bei den Zähnen der Sperrklinke etwas größer ist als bei dem Zahnrad, wodurch das Anschlagen der Spitze eines Sperrklinkenzahnes an die flache Flanke eines Zahnradzahnes überhaupt erst möglicht wird. Die völlig analogen Überlegungen für den Fall, daß der radiale Abstand zwischen Zahnspitze und Zahngrund bei dem Zahnrad größer ist als bei der Sperrklinke, führen zu den genau gleichen Konsequenzen und Ergebnissen. In der Praxis wird man versuchen, die Zähne beider Elemente im wesentlichen gleich zu gestalten, wobei mehr oder weniger zufällig mal der eine und mal der andere Fall eintritt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß über die gesamte Länge der Steuerkurve der Winkel, welchen die Steuerkurve mit der tangentialen Richtung einschließt mindestens 20° beträgt.
Auf diese Weise ist eine schnelle Entarretierung der Sperrmechanik auch dann sichergestellt, wenn die Reibung zwischen Steuerstift und Steuerkurve etwa durch langen Nichtgebrauch größer ist als im Normalfall.
Da die Steuerkurve einen Schlitz bzw. eine Nut von der Breite des Steuerstiftdurchmessers ist, ist unter dem Winkel, welchen die Steuerkurve mit der tangentialen Richtung einschließt, derjenige Winkel zu verstehen, der im Kreuzungspunkt zwischen der Längsmittellinie der Steuerkurvennut und einem um die Achse der Steuerscheibe geschlagenen Kreis zwischen der Kreistangente in diesem Punkt und der Tangente an die Längsmittellinie der Steuerkurvennut in diesem Punkt zu messen ist.
Weiterhin ist in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Sperrklinke in einer Ebene mit dem Zahnrad auf einer Gehäuseplatte um einen im Rahmen außerhalb des Zahnradradius befestigten Zapfen oder Niet drehbar angeordnet ist.
Eine derartige Ausführungsform ermöglicht eine leichte und schnelle Montage der Sperrklinke und der übrigen Teile.
Bevorzugt ist an dem erfindungsgemäßen Gurtaufroller auch vorgesehen, daß ein an der Gehäuseplatte angebrachter Haken die Sperrklinke umgreift.
Da der Drehzapfen der Sperrklinke in der Gehäuseplatte drehbar gelagert ist und die Sperrklinke in einer Ebene oberhalb der Gehäuseplatte in das Zahnrad eingreift, wird beim Eingriff des Zahnrades in die Sperrklinke unter anderem ein Drehmoment auf diese Sperrklinke ausgeübt, welches die Sperrklinke aus ihrer Drehebene herauszudrehen bestrebt ist. Daher wird erfindungsgemäß die Sperrklinke durch einen sie umgreifenden Haken in ihrer Drehebene gehalten.
Stattdessen kann es jedoch auch zweckmäßig sein, wenn gemäß der Erfindung der Steuerstift als durch einen kreisbogenförmigen Schlitz der Gehäuseplatte hindurchragender Niet ausgebildet ist, dessen Kopf breiter ist als der Schlitz und auf der der Sperrklinke gegenüberliegenden Seite der Gehäuseplatte angenordnet ist.
Auch auf diese Weise wird die Sperrklinke durch den auf einer Seite als Sicherungsniet ausgebildeten Steuerstift in ihrer Drehebene gehalten.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die Zähne der Sperrklinke eine steile und eine flache Flanke aufweisen und daß die Zahnform des Zahnrades den Zähnen der Sperrklinke angepaßt ist.
Dabei ist es wichtig, daß nicht nur die beim Sperren belastete steile Flanke der jeweils in Eingriff miteinander kommenden Zähne gleichartig ausgebildet ist, sondern daß auch die beim Sperren unbelastete Rückseite der aneinanderliegenden Zähne in guter Paßform ausgeführt ist. Diese beim Sperren unbelastete Rückseite überträgt nämlich zu Beginn des Rückstrammvorganges durch die Rückstraffeinrichtung die Kraftübertragung von dem Zahnrad auf die Sperrklinke, durch welche diese aus dem Zahnrad herausgedrückt wird, während gleichzeitig über die Steuerkurve und den Steuerstift die Rückstellung der Steuerscheibe und der Vor Steuerelemente erfolgt. Zwar ist ein Gurtaufroller bekannt, bei welchem die Steuerkurve auf der Steuerscheibe angeordnet ist, jedoch ist hierbei der Steuerstift auf einem Sperrhaken angeordnet, wobei sich wegen dessen mit dem Zahnrad gleichsinniger Drehbewegung beim Einsteuervorgang die gleichen ungünstigen Verhältnisse beim Bewegungsablauf des Hakens ergeben wie bei dem Gurtaufroller mit Sperrklinke, bei dem die Steuerkurve auf der Klinke und der Steuerstift auf der Steuerscheibe angeordnet sind. Bezüglich des beschleunigt oder verlangsamt ablaufenden Einsteuervorganges liegen also die Verhältnisse bei Sperrhaken genau umgekehrt wie bei Sperrklinken.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und den dazugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 die Seitenansicht eines Gurtaufrollers für Rückstraffer und
Figur 2 einen Axialschnitt durch den Gurtaufroller der Figur 1, wobei abgebrochen auch der daran angebrachte Rückstraffer gezeigt ist.
Der in den Zeichnungen als bevorzugte Ausführungsform dargestellte Sicherheitsgurtaufroller weist die allgemein mit 1 bezeichnete Wickelachse und das axial fest mit dieser verbundene Sperrzahnrad 40 auf, in dessen Zähne die Verzahnung 41 der Sperrklinke 18 eingreifen kann, die über einen als Niet ausgebildeten Zapfen 19 an der Gehäuseplatte 16 drehbar angeordnet ist. Der Gurtaufroller bzw. Automat weist auch fahrzeugempfindliche Sensoren auf, nämlich die im Gehäuse 28 des Sensors gelagerte Trägheitsmasse in Gestalt eines hängenden oder stehenden Pendels oder einer Kugel, die in dem am Gehäuse 28 angeordneten Lager vorgesehene Klinkenachse 31 mit fahrzeugempfindlicher Klinke 30 und den - davon gesteuerten - Pilothebel 22. Letzterer wird bei übermäßiger FahrZeugbeschleunigung von der fahrzeugempfindlichen Klinke 30 in Eingriff mit Zähnen des Steuerrades 23 gebracht, welches so mit der Steuerplatte 20 verbunden wird, da der Pilothebel 22 auf der Steuerplatte 20 drehbar gelagert ist.
Weiterhin weist die Steuerplatte 20 auch eine Innenverzahnung 44 auf, in welche bei übermäßiger Gurtbandbeschleuni¬gung der Steuerzahn der gurtbandempfindlichen Klinke 24 eingreift, welche ihrerseits drehbar um einen mit der Wickelwelle fest verbundenen Zapfen 45 gelagert ist. Die Einsteuerung der gurtbandempfindlichen Klinke 24 geschieht dabei über einen Massenträger 26, auf welchem wiederum eine träge Masse 25 reibschlüssig befestigt ist. Die reibschlüssige Verbindung zwischen Massenträger 26 und Masse 25 ist dabei so fest, daß sie bei einer Gurtbeschleunigung, wie sie im Alltagsgebrauch des Automaten auftreten kann, praktisch als starre Verbindung wirkt, andererseits gleitet jedoch die träge Masse 25 auf dem Massenträger 26, wenn letzterer nach dem Auslösen des Rückstraffers über die Klinke 24 eine extreme Beschleunigung erfährt. Bei einer starren Verbindung zwischen Massenträger 26 und Masse 25 wäre wegen der Trägheit der Masse 25 die auf die Klinke 24 während des Rückstrammvorganges wirkende Kraft so groß, daß sie wahrscheinlich zerstört würde.
Bei einer Gurtbandbeschleunigung jedoch, wie sie etwa auftritt, wenn ein Fahrzeuginsasse sich beim Bremsen vorwärts bewegt oder auch beispielsweise bei kleineren Auffahrunfällen im Schrittempo, wodurch noch nicht das Auslösen des Rückstraffers bewirkt wird, bewegt sich die auf dem Zapfen 45 drehbar gelagerte Klinke 24 mit der Wickelwelle in Richtung auf den Massenträger 26, welcher aufgrund des durch die an ihm befestigte träge Masse 25 hervorgerufenen großen Beschleunigungswiderstandes praktisch in seiner Position verharrt, so daß die Klinke 24 um den Zapfen 45 gedreht wird und dabei in Eingriff mit der Innenverzahnung 44 der Steuerplatte 20 kommt. Eine Druckfeder 27 bringt die Klinke 24 wieder in Freigabestellung, sobald die Gurtbandbeschleunigung einen bestimmten Wert unterschreitet, welcher vom Verhältnis der Kraft der Druckfeder 27 zu der gesamten ausMassenträger 26 und Masse 25 gebildeten trägen Masse abhängt.
Sobald die Klinke 24 in die Innenverzahnung 44 der Steuerplatte 20 eingreift, wird diese über die Klinke 24 von der Wickelwelle gedreht, wobei über die Steuerkurve 36 und den Steuerstift37 die Verzahnung 41 der Klinke 18 mit dem Zahnrad 40 in Eingriff gebracht wird und damit die fest mit dem Zahnrad 40 verbundene Wickelwelle 1 sperrt.
Die Steuerplatte 20 weist eine Federaufnahme 46 für eine Feder 21 auf, welche an einem am Gehäuse 16 befestigten Haltewinkel 47 abgestützt wird. Diese Drück-Rückhaltefeder 21 bewegt nach der Zugentlastung des Gurtbandes die Steuerplatte 20 und über die Steuerkurve 36 und den Steuerstift 37 auch die Klinke 18 in ihre Ausgangsstellung zurück. Dabei wird zu Beginn öes Rückstellvorganges über die Verzahnung 41 der Klinke 18 auch das Zahnrad 40 und die damit verbundenen Wikkelwelle 1 zurückgedreht, solange Klinke 18 und Zahnrad 40 miteinander in Eingriff sind.
Diese Rückstellung durch die Druck-Rückhaltefeder 21 geschieht jedoch vergleichsweise langsam. Wird dagegen der Rückstraffer ausgelöst, während Klinke 18 und Zahnrad 40 miteinander in Eingriff sind, was wegen des einem Unfall vorausgehenden Bremsens durchaus wahrscheinlich ist, so wird die Wickelwelle 1 und damit auch das Zahnrad 40 erheblich schneller zurückgedreht, als dies durch die Druck-Rückhaltefeder 21 in der eben geschilderten Weise geschehen könnte.
Dreht sich in einem solchen Fall das Zahnrad 40 plötzlich rückwärts, d.h. in Figur 1 im Uhrzeigersinn, so wird die Klinke 18 bzw. deren Verzahnung 41 vom Zahnrad 40 aus gesehen in radialer Richtung aus der Verzahnung herausgedrückt, wobei der Steuerstift 37 in der Steuerkurve 36 ausweichen kann und dabei die Steuerplatte 20 in die Ausgangsstellung zurückdreht. Dies ist deshalb möglich, weil die Steuerkurve 36 auf ihrer ganzen Länge vom Zahnrad 40 aus gesehen eine genügend große radiale Komponente hat, da der Winkel zwischen der Längsmittellinie 48 der Steuerkurve 36 im Schnittpunkt mit einem Zahnradumkreiε mit der entsprechenden Kreistangente einen Winkel von mindestens 20°, vorzugsweise 30 bis 40° einschließt.
Im Gegensatz dazu weisen die Steuerkurven bei bekannten, vergleichbaren Automaten für den Steuerstift im Zustand des Eingriffes der entsprechenden Klinke mit dem entsprechenden Zahnrad immer eine zum Umkreis des Zahnrades tangentiale Ausnehmung auf, welche sich in dem in Figur 1 abgebrochen dargestellten Teil der Steuerkurve 36 nach unten anschließen würde. In einem solchen Fall könnte der Steuerstift 37 nicht in radialer Richtung ausweichen, so daß mit der Zerstörung einiger Komponenten zu rechnen wäre und außerdem der Rückstrammvorgang behindert würde.
Durch die erfindungsgemäße Kombination der bestimmten Anordnung einer Steuerkurve 36 und eines Steuerstiftes 37 unter Verwendung einer Sperrklinke 18 gelingt es also, durch die beim Rückstrammvorgang sehr plötzlich erfolgende Rückwärtsdrehung des Zahnrades 40 nicht nur die Sperrklinke 18, sondern auch die Steuerplatte 20 ohne Belastung des Pilothebels 22 oder der Klinke 24 in ihre Ausgangsstellung zerstörungsfrei zurückzubewegen, so daß nach erfolgtem Rückstrammvorgang die Gurtautomatik noch voll funktionsfähig is und damit die Sicherungsfunktion des Gurtes (ohne Rückstraffer) erhalten bleibt. Dies ist insofern von Bedeutung, als bei einem Unfall nach erfolgtem Rückstrammvorgang die Sperrfunktion der Gurtautomatik unbedingt erhalten bleiben muß, da nach der Entlastung des Seiles 4 die Wickelwelle 1 nicht mehr durch die Rückstrammeinrichtung gehalten wird und so der Gurt frei abwickeln könnte, falls die Sperrklinke nicht einrastet. Zur Vervollständigung der Beschreibung des Gurtaufrollers sind in Figur 2 der Einsatz 32 der Wickelwelle
1 , die Kappe 33 rechts zur Abdeckung der beschriebenen Mechanik und schließlich auch die Spule 35 vollständig dargestellt.
Außerdem zeigt Figur 2 den Rückstraffer, der im oberen Teil wiedergegeben ist, seine Befestigung am Gurtaufroller und dessen auf den Rückstraffer abgestellte Teile:
An der Gehäuseplatte 16 ist über einen Niet 6 ein Halter 13 angebracht, welcher einen Gasgenerator 5 sowie einen Zylinder 43 haltert, die mittels T-Stück 2 verbunden sind. Im Zylinder 43 befindet sich der Kolben 3, und koaxial in diesem verläuft das durchgehende Seil 4.
Im linken Bereich des in Figur 2 gezeigten Gurtaufrollers schließt sich nach unten der Seilspeicher 7 an, in welchem das Seil 4 aufgewickelt gehaltert ist. Außerdem befindet sich unter der links in Figur 2 gezeigten Kappe 8 eine Fe- derkassette 9 für eine nicht dargestellte Rückholfeder, und koaxial innerhalb des Seilspeichers ist die Seilscheibe 10 gelagert. Mit der in Figur 2 unten links gezeigten Schraube 12 sind die Teile dann an der Gehäuseplatte 16 befestigt, gegen welche sich die Wickelwelle 1 über das Lager 14 abstützt. Die Achsenverzahnung 15 gehört zur Wickelwelle 1. Man sieht an dieser links die Kerbverzahnung 15a, welche di Verbindung mit der Seilscheibe 10 bewirkt.

Claims

P a t e n t e n s p r ü c h e
1. Doppelt synchronisierter Sicherheitsgurtauf roller für Rückεtraf fer, bestehend aus einem mit eii.er Wickelwelle (1) axial fest verbundenen Zahnrad (40) und einer im
Abstand von dem Zahnrad (40) drehbar gelagerten Sperrklinke (18), welche zum Eingriff in das Zahnrad (40) ebenfalls eine Verzahnung (41) aufweist, wobei die Eingreifdrehbewegung der Sperrklinke (18) einen gegenüber der Zahnraddrehbewegung umgekehrten Drehsinn hat, mit einer nach dem Auslösen von Sensoren (25, 30) vom Zahnrad (40) über Vorsteuerelemente (22, 24), mü tführbaren Steuerplatte (20), einer Steuerkurve (36) und einem in die Steuerkurve (36) eingreifenden Steuerstift (37), dadurch gekennzeichnet, daß der Steueistift (37) auf der Sperrklinke (18) und die Steuerkurve (36) auf der Steuerplatte (20) angeordnet ist und daß die SteuerkurVe (36) auf ihrer ganzen Länge in einem Winkel von mindestens 10° gegenüber einer Tangente geneigt ist, welche im jeweiligen Schnittpunkt der Steuerkurve (36) mit einem um die Drehachse (38) des Zahnrades (40) bzw. άez Steuerplatte (20) geschlagenen Kreisbogen an diesen Kreisbogen angelegt wird.
2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (18) in einer Ebene mit dem Zahnrad (40) auf einer Gehäuseplatte (16) um einen in der Gehäuseplatte (16) außerhalb des Zahnradradius befestigten Zapfen (19) oder Niet drehbar angeordnet ist.
3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Gehäuseplatte (16) angebrachter Haken (42) die Sperrklinke (18) urr-greift.
4. Sicherheitsgurtauf roller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstift (37) als durch einen kreisbogenförmigen Schlitz der Gehäuseplatte (16) hindurchragender Niet ausgebildet ist, dessen Kopf breiter ist als der Schlitz und welcher auf der der Sperrklinke (18) gegenüberliegenden Seite der Gehäuseplatte (16) angeoidnet ist.
5. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Sperrklinke (18) eine steile und eine flache Flanke aufweisen und daß die Zahnform des Zahnrades (40) auch auf der beim Sperren unbelasteten Rückseite der Zähne der Zahnform der Sperrklinke angepaßt ist.
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Inventor name: LACHER, BERND