Gurtaufroller mit verstellbarem Sensor sowie Dämpfungseinrichtung für die Sensornachstellung
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurtanordnung an einem neiguiigsverstellbaren Kraftfahrzeugsitz mit einem sitzseitig befestigten, selbstsperrenden und ein fahrzeugsensitives Steuersystem für die Gurtblockierung aufweisenden Gurtaufroller, wobei das fahrzeugsensitive Steuersystem einen an dem Gurtaufroller schwenkbar angeordneten Sensor mit einer daran befindlichen Ausrichtmasse zum Nachführen des Sensors bei Neigungsverstellung des Sitzes umfasst und eine Bremsmasse zum Ausgleich von auf die Ausrichtmasse des Sensors einwirkenden Verzögerungs- bzw. Beschleunigungskräften vorgesehen ist.
Eine Sicherheitsgurtanordnung mit den gattungsgemäßen Merkmalen ist in der EP 0 351 551 A2 beschrieben; soweit dabei ein zum Zwecke der Nachführung schwenkbar angeordneter fahrzeugsensitiver Sensor sich auch bei auftretenden Fahrzeugverzögerungen, beispielsweise bei Bremsvorgängen, verstellt und dabei die Ansprechschwelle des Sensors selbst verändert wird, ist zur Vermeidung dieses Effektes bei dem bekannten Gegenstand bereits ein Trägheitsglied zum Ausgleich der auf die Ausrichtmasse des Sensors einwirkenden Verzögerungs- bzw.
Beschleunigungskräfte vorgesehen, welches bei seiner Auslenkung den Sensor bzw. die Ausrichtmasse des Sensors durch Verzahnungseingriff festlegt. Das als Schwenkscheibe ausgebildete Trägheitsglied ist zwischen zwei Federarmen angeordnet, die jeweils für die Rückstellung des Trägheitsgliedes nach dessen Auslenkung und damit für die Aufhebung des Verzahnungseingriffs mit der Ausrichtmasse sorgen.
Mit der bekannten Sicherheitsgurtanordnung ist der Nachteil verbunden, dass die Aussteuerung des Trägheitsgliedes im Zusammenwirken mit der Rückstellfeder schwierig festzulegen ist; wenn zudem die Rückstellfeder nicht sicher für eine Rückstellung des Trägheitsgliedes in dessen Ausgangsstellung sorgt, besteht die Gefahr einer Selbstblockade des Systems. Die Funktion des Systems wird außerdem durch wechselnde Fahrzeugbeschleunigungen beispielsweise beim sogenannten Stotterbremsen erschwert, weil hier unterschiedliche Fahrzeugverzögerungen nach Größe und Richtung auf das Trägheitsglied einwirken. Bei einer Selbstblockade des Systems würde bei anschließenden Verstellungen des Fahrzeugsitzes keine Nachstellung des Sensors mehr erfolgen. Da eine eventuelle Selbstblockade von dem angeschnallten Fahrzeuginsassen nicht bemerkt werden kann, kann es aufgrund einer daraus folgend falsch eingestellten Ansprechschwelle für den Sensor zu ungewollten Auslösungen der Blockierung kommen bzw. es kann das Blockiersystem bei einem eintretenden Unfall nicht ausgelöst werden.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Sicherheitsgurtanordnung mit den gattungsgemäßen Merkmalen die Gefahr einer Selbstblockade bei der Nachstellung des Sensors zu vermeiden.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche der Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass die Bremsmasse als in der Fahrzeuglängsachse in beiden Richtungen pendelnd angeordnete Pendelmasse ausgebildet ist und mit der Ausrichtmasse durch ständigen formschlüssigen Angriff wenigstens eines Übertragungselements an die Ausrichtmasse derart gekoppelt ist, dass Auslenkungen der Ausrichtmasse aus der Hochachse des Fahrzeuges die Pendelmasse in eine Pendelbewegung zwingen und dabei eine gebremste nur schrittweise Bewegung der Ausrichtmasse mit einem durch Angriff des Übertragungselements an der Ausrichtmasse eingestellten Vorschub ermöglicht ist.
Die Erfindung beinhaltet das Prinzip, dass eine vollständige Festsetzung des Sensors bzw. von dessen Ausrichtmasse aufgrund einer eintretenden Fahrzeugverzögerung nicht mehr erfolgt; vielmehr wird eine Verstellung des Sensors bzw. der Ausrichtmasse auch bei auftretenden Fahrzeugverzögerungen hingenommen, wobei die Nachstellung allerdings durch die vorgesehene Pendelmasse derart gedämpft wird, dass während normaler Bremsvorgänge keine die Ansprechschwelle des Sensors maßgeblich verändernde Auslenkung des Sensors erfolgt. Dabei wird in Kauf genommen, dass auch die mit Verstellung des Fahrzeugsitzes verbundene Nachstellung des Sensors aufgrund der Dämpfung der Nachstellbewegung einige Zeit in Anspruch nimmt. Mit der Erfindung ist jedoch der Vorteil verbunden, dass eine Selbstblockade des Systems ausgeschlossen ist, weil der Sensor bzw. dessen Ausrichtmasse zu jedem Zeitpunkt freigängig ist. Damit treten negative Auswirkungen eines
Stotterbremsens nicht in Erscheinung, und es müssen geringere Massen für die Nachstellung des Sensors bzw. dessen Fixierung bei Fahrzeugverzögerungen vorgesehen werden.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Pendelmasse symmetrisch zur Hochachse des Fahrzeuges ausgerichtet und gelagert ist.
In einer ersten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, dass beidseitig der Lagerung der Pendelmasse jeweils ein Zahn als Übertragungselement an der Pendelmasse vorgesehen ist, der bei der Pendelbewegung der Pendelmasse in einen nichtselbsthemmenden Eingriff mit einer an der Ausrichtmasse des Sensors ausgebildeten Zahnleiste gelangt.
Zur schrittweisen Nachführung der Ausrichtmasse kann vorgesehen sein, dass der Eingriff jedes Zahns der Pendelmasse in die Zahnleiste der Ausrichtmasse derart abgestimmt ist, dass bei Auslenkung der Ausrichtmasse jeweils ein Zahn in Eingriff mit der Zahnleiste steht und der gegenüberliegende Zahn aus der Zahnleiste freikommt, so dass sich die Ausrichtmasse aufgrund der durch ihre Auslenkung herbeigeführten Pendelbewegung der Pendelmasse gegenüber der Pendelmasse jeweils um eine Zahnteilung an der Zahnleiste verstellt.
Es ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass sich die Zahnleiste über den möglichen Schwenkwinkel der Ausrichtmasse erstreckt.
Alternativ kann hinsichtlich der Ausbildung des Übertragungselementes vorgesehen sein, dass als Übertragungselement an der Pendelmasse ein
axial davon abstehender Stift angeordnet ist, der in einen in der Ausrichtmasse angeordneten und einen wellenförmigen Verlauf mit einer Abfolge von Tälern und Höhen aufweisenden Schlitz eingreift, so dass bei der durch die Auslenkung der Ausrichtmasse über die Bewegung des Stiftes durch den Schlitz bewirkten Pendelbewegung der Pendelmasse der Stift eine nur schrittweise Verstellung der Ausrichtmasse um einen dem Abstand zum folgenden Tal bzw. zur folgenden Höhe des wellenförmigen Schlitzes entsprechenden Weg zulässt.
Im einzelnen kann dabei vorgesehen sein, dass die an den einander gegenüberliegenden Begrenzungskanten des Schlitzes angebrachten Täler und Höhen gegeneinander derart versetzt sind, dass eine Höhe einem Tal gegenüberliegt, so dass eine Zwangsführung für den Stift bei dessen Bewegung durch den Schlitz ausgebildet ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen Pendelmasse und Übertragungselement ein Getriebe eingeschaltet ist; mit dieser Maßnahme lassen sich sowohl die Pendelmasse verringern als auch der durch die Pendelbewegung der Pendelmasse bewirkte Vorschub der Nachstellung der Ausrichtmasse verkleinern.
Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme für die Funktion der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtanordnung kann vorgesehen sein, dass auf einer mit der Gurtwelle des Gurtaufrollers verbundenen Reibscheibe eine Reibfeder angeordnet ist, deren einer Schenkel mit einem Bewegungsspiel gehäusefest gehalten ist und deren anderer Schenkel in der während des Gurtbandauszuges verdrehten Stellung der Reibfeder an der Pendelmasse derart angreift, dass während des Gurtbandauszuges die
Pendelmasse ausgelenkt und in ihrer ausgelenkten Stellung gehalten wird und über das in ständigem Eingriff befindlichen Übertragungselement die Ausrichtmasse festhält. Alternativ kann jedoch der andere Schenkel der Reibfeder unmittelbar an der Ausrichtmasse angreifen und diese dadurch in ihrer jeweiligen Position festhalten.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
Fig. 1 die Systemseite eines Gurtaufrollers in einer Ansicht auf die
Innenseite einer Abdeckkappe für das Sperrsystem, wobei ein Teilbereich der Abdeckkappe weggeschnitten ist, so dass der außen an der Abdeckkappe angeordnete Sensor teilweise sichtbar ist,
Fig. 2 den Gegenstand der Figur 1 in einer Ansicht auf die
Außenseite der Abdeckkappe mit den an der Außenseite der Abdeckkappe angeordneten Systemteilen wie Sensor und Pendelmasse sowie einer zusätzlichen, auf die Pendelmasse einwirkenden Reibfeder,
Fig. 3 den gegenseitigen Eingriff von Ausrichtmasse und
Pendelmasse in einer ausschnittsweise vergrößerten Darstellung entsprechend Figur 2,
Fig. 4 den Gegenstand der Figur 2 in einer anderen
Ausführungsform in einer isometrischen Darstellung,
Fig. 5 den Gegenstand der Figur 4 mit einer zusätzlichen, auf die
Ausrichtmasse einwirkenden Reibfeder.
Wie zunächst Figur 1 zu entnehmen ist, ist in dem nicht weiter dargestellten Gehäuse eines Gurtaufrollers 10 eine Gurtwelle 11 gelagert, an deren systemseitigen Ende eine in ihrer Funktion noch zu beschreibende Reibscheibe 12 angeordnet ist. Soweit die Blockierseite des Gurtaufrollers 10 durch eine innere Abdeckkappe 40 abgedeckt ist, ist die Abdeckkappe 40 in der Darstellung der Figur 1 so weit weggeschnitten, dass ein Teil der auf ihrer Außenseite angeordneten Bauteile sichtbar ist. An der Abdeckkappe 40 ist ein mit 15 bezeichneter fahrzeugsensitiver Sensor verschwenkbar angebracht, der bei an einem neigungsverstellbaren Teil eines Fahrzeugsitzes befestigten Gurtaufroller 10 selbsttätig den Neigungsverstellungen des Trägerteils für den Gurtaufroller 10 folgt und sich jeweils in der Fahrzeughochachse ausrichtet. Der Sensor 15 weist einen an einer Achse 17 drehbar gelagerten Sensorhebel 16 auf, der von einer im Sensor 15 angeordneten Sensormasse 21 (Figur 2) gesteuert wird. Dabei ist die Schwenkachse 20 für den Sensor 15 derart angeordnet, dass sie mit der Eingriffsspitze 18 des Sensorhebels 16 zusammenfällt.
Wie sich aus Figur 2 näher entnehmen lässt, wird das Gehäuse des Sensors 15 durch eine bügeiförmig ausgebildete Ausrichtmasse 19 gebildet, die mittels der Schenklagerung 20 am Gehäuse des Gurtaufrollers 10 bzw. der Abdeckkappe 40 drehbar festgelegt ist. In der Ausrichtmasse 19 ist die Sensormasse 21 angeordnet, wobei die Lagerung der Sensormasse als solcher zum Stand der Technik zählt. Die Sensormasse 21 beaufschlagt bei ihrer Auslenkung aufgrund einwirkender Fahrzeugverzögerungen oder Beschleunigungen den
Sensorhebel 16 und steuert diesen in Eingriff seiner Eingriffsspitze 18 mit der Außenverzahnung der nicht dargestellten Steuerscheibe.
Zur Kompensation der Nachstellbewegungen der Ausrichtmasse 19 bei einwirkenden Fahrzeugverzögerungen bzw. -beschleunigungen ist auf der Ausrichtmasse 19 eine die bügeiförmige Ausrichtmasse mit der darin angeordneten Sensormasse 21 überspannende Brücke 22 angeordnet, die auf ihrer Außenseite als Zahnleiste 23 mit einer entsprechenden Verzahnung ausgebildet ist.
An dem Gehäuse des Gurtaufrollers 10 bzw. an der Außenseite der Abdeckkappe 40 ist eine Pendelmasse 24 um einen Drehpunkt 25 derart gelagert, dass die Pendelmasse 24 symmetrisch zum Drehpunkt 25 und zur durch den Drehpunkt verlaufenden Hochachse des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Beidseitig des Drehpunktes 25 der Pendelmasse 24 ist an dieser jeweils ein Zahn 26 vorgesehen, wobei jeder Zahn 26 in einem nichtselbsthemmenden Eingriff mit der Verzahnung der Zahnleiste 26 steht bzw. bei- der Pendelbewegung der Pendelmasse 24 gelangt. Die Lagerung der Pendelmasse 24 ist als reibungsarme Spitzenlagerung ausgebildet, und auch die Eingriffsverbindung zwischen der Pendelmasse 24 und der Ausrichtmasse 19 ist möglichst reibungsarm ausgelegt, um die Nachstellhystereses gering zu halten.
Wie sich im einzelnen aus Figur 3 entnehmen lässt, ist die Anordnung von Pendelmasse 24 mit Zähnen 26 und Brücke 22 mit Zahnleiste 23 derart getroffen, dass durch die Verschwenkung der Ausrichtmasse 19 mittels des Eingriffes der Verzahnung der Zahnleiste 23 mit einem der
Zähne 26 eine Auslenkung der Pendelmasse zunächst in die eine Bewegungsrichtung eingeleitet wird, wobei der gegenüberliegende Zahn aus der Verzahnung freikommt. Beim Zurückschwingen der Pendelmasse 24 in die entgegengesetzte Richtung greift der zunächst freigekommene Zahn 26 in die nächstfolgende Zahnlücke ein, so dass bei fortwährender Auslenkung der Ausrichtmasse 19 aus der Hochachse des Fahrzeuges die Pendelbewegung der Pendelmasse 25 eine nur allmähliche Verstellung der Ausrichtmasse 19 gegenüber der Pendelmasse 24 zulässt, wobei sich diese Nachstellbewegung schrittweise mit einem der Zahnteilung entsprechenden geregelten Vorschub vollzieht.
Wird demnach bei einer Verstellung des den Gurtaufroller 10 tragenden Teils des Fahrzeugsitzes die Ausrichtmasse 19 aus ihrer senkrechten Normallage ausgelenkt, so trachtet die Ausrichtmasse 19 danach, sich erneut in der Fahrzeughochachse auszurichten und übt dabei in der Nachstellrichtung eine entsprechende Schwenkkraft aus. Diese Schwenkkraft wirkt über den Eingriff der Zahnleiste 23 der Ausrichtmasse 19 mit den Zähnen 26 der Pendelmasse 24 auf die Pendelmasse 24 ein und versetzt die Pendelmasse 24 in eine Pendelbewegung, als deren Folge eine schrittweise Verschwenkung der Ausrichtmasse 19 gegenüber der Pendelmasse 24 erfolgt; dieser Vorgang hält solange an, bis sich die Ausrichtmasse 19 wiederum in der Fahrzeughochachse ausgerichtet hat.
Kommt es als Folge von entsprechenden Bremsvorgängen zu einer Auslenkung der Ausrichtmasse 19 infolge der ihr innewohnenden Masseträgheit, so vollzieht sich der beschriebene Vorgang in gleicher Weise, der erfindungsgemäß aufgrund der Einwirkung der Pendelmasse 24 gedämpft und entsprechend langsam abläuft, so dass während der nur
über einen begrenzten Zeitraum bei Bremsmanövern einwirkenden Kräfte keine Nachstellung der Ausrichtmasse 19 und damit des Sensors 15 erfolgt, die eine maßgebliche Veränderung der Ansprechschwelle für die Auslenkung der Sensormasse 21 zur Folge hätte.
Bei dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme eine zweischenkelige Reibfeder 27 angeordnet, die auf der mit der Gurtwelle 1 1 verbundenen Reibscheibe 12 angeordnet ist; der eine Schenkel 28 der Reibfeder ist einem an der Abdeckkappe 40 ausgebildeten Langloch 30 eingehängt, während der andere Schenkel 29 derart gegen die Pendelmasse 24 liegt, dass bei jeder Drehung der Gurtwelle 11 mit Reibscheibe 12 in Gurtauszugsrichtung die Reibfeder 27 bis zum Anschlag ihres Schenkels 28 an dem Ende des Langloches 30 mitgenommen wird und dabei über ihren anderen Schenkel 29 die Pendelmasse 24 mit dem zugeordneten Zahn 26 in Eingriff mit der Zahnleiste 23 der Ausrichtmasse 19 drückt und hält, so dass in diesem Fall die Ausrichtmasse 19 während der Auszugsbewegung des Gurtbandes dauerhaft festgelegt ist. Nach der Auslenkung der Pendelmasse 24 ist die weitere Drehung der Gurtwelle 11 durch die Reibfeder 27 nicht behindert, weil nur eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Reibfeder 27 und der Gurtwelle 11 besteht. Wird nach Beendigung des Gurtbandauszuges das Gurtband in den Gurtaufroller 10 zurückgespult, dreht sich die Gurtwelle in entgegengesetzter Richtung, und hierbei wird die Reibfeder 27 zurückgedreht, so dass die Pendelmasse 24 freigegeben wird. Aus Figur 3 ergibt sich dabei, dass der mit der Pendelmasse 24 zusammenwirkende Schenkel 29 der Reibfeder 27 derart angeordnet ist, dass bei abgelegtem Gurt die Pendelbewegung der Pendelmasse 24 nicht gehindert ist.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Kopplung der Pendelmasse 24 an die Brücke 22 der Ausrichtmasse 19 in Abwandlung von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass an der Pendelmasse 24 ein axial abstehender Stift 36 angeordnet ist, der einen in der Brücke 22 ausgebildeten und eine Wellenkontur aufweisenden Schlitz 33 eingreift; diese Wellenkontur zeichnet sich durch eine Abfolge von Tälern 34 und Höhen 35 aus, wobei die an den gegenüberliegenden Begrenzungskanten des Schlitzes 33 vorgesehenen Täler 34 und Höhen 35 gegeneinander derart versetzt sind, dass eine Höhe 35 jeweils einem Tal 34 gegenüberliegt, so dass eine geradlinige Bewegung des Stiftes 36 durch den Schlitz 33 nicht möglich ist. Bei Auslenkung der Ausrichtmasse 19 aus der Hochachse des Fahrzeuges läuft der Schlitz 33 über den an der Pendelmasse 24 befindlichen Stift 36, so dass die Pendelmasse 24 zu einer Pendelbewegung gezwungen wird. Im Rahmen dieser Pendelbewegung läuft der Stift 36 schrittweise über die Höhen 35 von Tal 34 zu Tal 34, was der schrittweisen, geregelten Verstellung entsprechend der Zahnteilung der Zahnleiste 23 bei dem zu Figuren 2 und 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht.
Das in Figur 5 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht grundsätzlich dem zuvor zu Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, wobei zusätzlich zu der Anordnung der Pendelmasse 24, ebenso wie zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 bereits beschrieben, eine Reibfeder 23 zur Festlegung der Ausrichtmasse 19 bei Gurtbandauszug vorgesehen ist. Insoweit entspricht die Anordnung der Reibfeder 23 der zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 bereits beschriebenen Ausgestaltung mit der Maßgabe, dass der andere Schenkel 26 nicht wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 an der Pendelmasse, sondern bei dem
in der Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar an der Ausrichtmasse 19 angreift, die zu diesem Zweck an der Unterkante der Brücke 22 mit einer entsprechend ausgebildeten Verzahnung 45 versehen ist. Hinsichtlich der Funktion des in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels mit Reibfeder 23 gilt die insoweit zu Figur 2 bereits gegebene Beschreibung.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.