DE2622241A1

DE2622241A1 - Rueckzieh- und verriegelungseinrichtung fuer sicherheitsgurte

Info

Publication number: DE2622241A1
Application number: DE19762622241
Authority: DE
Inventors: Robert John Rumpf
Original assignee: Firestone Tire and Rubber Co
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 1976-04-02
Filing date: 1976-05-19
Publication date: 1977-10-13
Also published as: FR2346028B1; JPS5933423Y2; FR2346028A1; US4083512A; IT1061802B; CA1057263A; DE2622241B2; DE2622241C3; JPS5779553U; AU1404276A; JPS52121221A; SE7606701L; GB1532887A

Description

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PATENTANWÄLTE

ing. IL NEGEISTDANK (-1973) · BiPi,.-rNG. H. HATJCK · difi^phys. WT StJHMlTZ μπ,,-ινο. Ε. GRAAIiFS · MPI..-ING. W. WEIINERT

hambfkg-münchen Dipl.-Phys.W. Carstens

, gPSTEEI/UNGSANS CHRIFTi ITAMBTT-RG 36 · NETTEIt WAI.!, 41

JA TEL. 8β 71 28 UND 3G 41 IB TEtBGH. NBQBDA.FATENT HAMBVRQ

THE FIRESTONE TIRE & RUBBER

COMPANY MÜNCHEN 15 · MOZAHTSTH. 23

TKI,. 5 SS 05 SS

1200 Firestone Parkway tmbgh. negbdafatent München

Akron, Ohio/USA Hamburg« I⁷· ^Mai 1976

Rücktrieh" und Verriegelungseinrichtung für Sicherheitsgurte

Die Erfindung betrifft eine Rückzieh- und Verriegelungseinrichtung für Sicherheitsgurte mit einer in Aufwickelrichtung vorgespannten Aufwickelvorrichtung, die durch
eine auf zwei Trägheitsungleichgewichte ansprechende Sperrvorrichtung in Ausziehrichtung verriegelbar ist.

Von der einschlägigen Technik sind zwei bestimmte Arten
von auf Trägheit ansprechende Rückzieh- und Sperrvorrichtungen entwickelt worden. Mit einem in einer oder allen
Richtungen wirksamen Pendel ausgebildete fahrzeugsensible
Rückhaltvorrichtungen sind allgemein bekannt und weisen
im allgemeinen eine Konstruktion auf, bei der der Ausschlag eines Pendels aus einer normalerweise vertikalen Stellung

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eine Bewegung eines Sperriegels bewirkt, durch die derselbe mit einem von der Gurttrommel angetriebenen Sperrad in Eingriff gebracht wird. Diese Art Rückhaltevorrichtungen sind als "fahrzeugsensibel" bekannt. Eine zweite Art von auf Trägheit ansprechende Rückhaltevorrichtung reagiert auf eine relative Unausgeglichenheit, vie zum Beispiel zwischen der Welle der Gurttrommel und einer Trägheitsmasse oder einem Schwungrad beim Herausziehen des Gurtes, wobei infolge der Unausgeglichenheit bei einer Verlagerung durch eine Kupplung ein Sperriegel in Eingriff mit einem Sperrad gebracht wird. Einige dieser Vorrichtungen sind zentrxfugalkraftabhängig und betätigen bei einer radialen Verlagerung eine Kupplung. Diese zweite Art wird als "gurtsensibel¹¹ bezeichnet, da die Drehzahlbeschleunigung der Trommelwelle von einem plötzlichen Herausziehen des Gurtes abhängt, wenn der Benutzer plötzlich bei einem Aufprallunfall oder starkem Bremsen gegen den Gurt geschleudert wird. In Europa werden die Funktionen dieser Vorrichtung ziemlich oft kombiniert, wie es gut verständlich aus den US-Patentschriften 3 905 562? 3 858 824? und 3 779 479 hervorgeht. Einfache und unmittelbare Kombinationen solcher Merkmale sind ferner aus den US-Patentschriften 3 446 454 und 3 489 367 ersichtlich.

Die Erfindung geht über diesen vorbekannten Stand der Technik hinaus, um eine zwangsläufige Verriegelung der

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Gurttroinmel gegen Herausziehen des Gurtes zu schaffen, wobei eine Gruppe von konzentrisch angeordneten Sperrrädern miteinander durch eine Schaltklinke verriegelt werden, auf die ein Nocken einwirkt, der infolge einer relativen Verschiebung zwischen einem Schwungrad oder Trägheitseleniünt und einem von der Trommel angetriebenen Teil bewegt wird. Diese Verschiebung kann auch, wie noch ersichtlich wird, durch Anhalten des Schwungrades erfolgen.

Ein weiteres Ziel besteht in der Schaffung einer solchen Vorrichtung, die durch Verwendung eines Miniaturpendels und Ineinanderfügung von Teilen kompakt gehalten ist,wobei die ganze Vorrichtung mit einer Mehrfachverriegelungswirkung nicht mehr Raum einnimmt als bestehende automatische Rückhaltevorrichtungen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die von den Sensoren erforderlichen Kräfte reduziert und die Sensormechanismen nicht den endgültigen Verriegelungsbeanspruchungen ausgesetzt werden.

Noch ein weiterer Zweck besteht in der Schaffung einer Mehrfachwirkung in zwangsläufiger koordinierter Weise unter Verwendung eines Rückpralls sowohl der Schaltklinke wie auch des Sperriegels, so daß verhältnismäßig leichte Künststoffmaterialien bei allen Sensorteilen verwendbar sind, wobei nur der Sperriegel den Kräften ausgesetzt ist, die durch den Gurt über die Trommel und den Sperriegel auf den Rahmen und

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von diesem auf das Fahrzeug übertragen werden.

Die Rückzieh- und Verriegelungsvorrichtung gemäß der Erfindung weist eine Aufnahmetrommel für einen Sicherheitsgurt auf und wird in Fahrzeugen für die Bequemlichkeit,den Schutz und din Sicherheit der Fahrzeuginsassen sowohl des Führers als auch der Fahrgäste verwendet. Beispielsweise kann der Gurt oder das Seil auf der Trommel herausgezogen und durch Schlösser dergleichen mit anderen Teilen der Anschnallvorrichtung verbunden werden, um wahlweise Schulteroder Schoßhalter zu bilden, die in Notfällen den Körper des Trägers zurückhält, so daß er nicht gegen die Fahrzeugkarosserie geschleudert wird. Die Trommel, auf die der Gurt gewickelt ist, ist zur Wiederauf Wickelung durch eine Feder vorgespannt und die Trommel ist mit Sperrädern versehen. Durch Blockieren der Sperräder, beispielsweise durch einen Sperriegel,wird das Herausziehen des Gurtes verhindert. Die Trommel ist auf einer Welle befestigt, deren eines Ende zum Zurückziehen mit einer Spiralfeder als Motor verbunden ist. Das andere Ende der Welle trägt axial ausgerichtet die Verriegelungsvorrichtung, bestehend aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Sperrädern, die sich frei auf der Welle drehen und in entgegengesetzten Drehrichtungen verriegelbar sind. Die beiden Sperräder werden wahlweise miteinander verriegelt, wenn eine zwischen den beiden Sperrrädern angeordnete Schaltklinke betätigt wird. Die Schalt-

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klinke ist schwenkbar am äußersten der beiden konzentrischen Sperräder (das Schwungrad) angeordnet. Ein Antriebselement ist mit der Welle verbunden ( und dreht sich damit mit der Welle) und erstreckt sich durch die äußere Stirnwand des Sperrades. Ein Schenkel des Antriebselementes hat eine Nockenverbindung mit der Schaltklinke. Der andere Schenkel des Antriebselementes ist über eine Feder mit dem äußeren konzentrischen Sperrad verbunden. Das äußere konzentrische Sperrad ist als Schwungrad ausgebildet und weist in der Stirnwand Totgangschlitze auf, die es dem Sperrad des Schwungrades gestatten, sich relativ zum Antriebselement oder zur Welle zu bewegen. Wenn eine relative Verschiebung auftritt, bewegt das Antriebselement durch eine Nockenverbindung die Schaltklinke nach außen in Eingriff mit dem innen angeordneten Sperrad, so daß hierdurch eine zwangsläufige Triebverbindung des inneren Sperrades mit dem äußeren Sperrad hergestellt wird. Die Feder zieht das Schwungrad mit dem Antriebselement herum, und wenn eine Beschleunigung der Welle auftritt, läuft das Antriebselement gegenüber dem Schwungrad vor, so daß die Nockenbetätigung der Schaltklinke erfolge und damit der Antrieb des konzentrischen inneren Sperrades. Dies bewirkt eine begrenzte Drehbewegung des inneren Sperrades mit sich radial von demselben vorerstreckenden Vorsprüngen und damit eine Schwenkbewegung eines Sperriegels in blockierenden Eingriff mit den als Sperrädern ausgebildeten Flanschen der Gurttrommel. Da

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die Anzahl der Zähne des inneren Sperrades und die der Flansche der Trommel gleich sind, greift der Sperriegel in die Sperrzähne der Gurttrommelflansche und die Schaltklinke immer in die Zahnlücken ein, so daß ein Zurückprallen der Schaltklinke bzw. des Sperriegels vermieden werden. Ein verhältnismäßig kleines in allen Richtungen wirksames empfindliches Pendel ist unter dem Sperrad des Schwungrades angeordnet. Das Pendel ist ein einteiliger Körper, der in einem Kunststoffgehäuse angeordnet ist. über der Pendelmasse ist ein Hebel schwenkbar am Pendelgehäuse angeordnet, der eine Fühlerspitze hat, die sich vertikal in eine obere konkave Ausnehmung des Pendels erstreckt. Wenn sich das Pendel verschiebt, wird der Hebel angehoben und greift am Sperradumfang des Schwungrades an, so daß letzteregangehalten wird, wobei eine relative Verdrehung zwischen dem Schwungrad und dem Antriebselement erfolgt. Die Verdrehung bewirkt durch eine Nockenwirkung eine Auswärtsbewegung der Schaltklinke und eine Blockierung des innen-verzahnten Sperrades, während die Bewegung der Trommel eine Drehung des innen verzahnten Sperrades bewirkt, um den Schaltklinkenhebel und den Sperrriegel zu bewegen. Der Sperriegel wird durch eine schwache Feder außer Eingriff mit den an der Trommel vorgesehenen Sperrädern bewegt. Die Anordnung der Zähne des innen-verzahnten Sperrades und die der Sperradflansche der Trommel ist derart, daß die Bewegung des innen-verzahnten Sperrrades den stangenförmigen Sperriebel so verschwenkt, daß er

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genau in die Zahnlücke zwischen den Sperradzähnen eingreift, während die Bewegung des Sperriegels dann zwangsläufig durch die Wirkung der Trommel in Ansprache an einem Zug am Gurt erfolgt. Die Zähne des innen verzahnten Sperrades sind entgegengesetzt wie die Zähne der Sperradflansche der Trommel gerichtet, haben jedoch die gleiche Anzahl;.

Keine Rutschkupplung wird verwendet,und infolgedessen können die Schaltklinke das innen-verzahnte Sperrad, das außen— verzahnte Sperrad (mit Ausnahme des schweren Schwungradteiles) der Pendelhebel, das Pendelkegel und das Schlittenlager alle aus leichtem Kunststoff hergestellt sein, die auf die kleinsten Kräfte ansprechen und daher eine Größenreduzierung des Pendels gestatten» Die Verriegelungskraft ist eine zwangsläufige Antriebskraft, die durch die Nockenwirkung hei der Tromme!bewegung erzeugt wird, die auf den stangenförmigen Sperriegel einwirkt, der bei einem beschleunigten Herausziehen des Gurtes zwischen die Zähne der Sperradflansche der Trommel eingreift. Geeignete Lagerungen für die Welle sind vorgesehen, um eine ruhige und verhältnismäßig reibungslose Bewegung der Trommel und der Welle gegenüber den konzentrischen innen- und außenverzahnten Sperrädern sicherzustellen. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung gestattet eine Gewichtsreduzierung, ist einfach im Aufbau und zusammenzubauen und gewährleistet eine ausgezeichnete wiederholbare Genauigkeit.

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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung soll nachfolgend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Rückzieh- und Verriegelungsvorrichtung gemäß der Erfindung in der normalen eingebauten Stellung, wobei die Ansprechvorrichtung mit den Mehrfachverriegelungsmerkmalen durch eine Haube abgedeckt ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, bei der die Schutzhaube entfernt ist/ um die Einfachheit und Kompaktheit der Vorrichtung sowie die Miniaturgröße des Pendels darzustellen;

Fig. 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung, wie in Fig. 4 gesehen, wobei c"ie Schutzhaube entfernt ist und die Ineinanderordnung der konzentrischen Sperräder dargestellt ist;

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht des Pendelgehäuses mit Pendel und dem Schwenkhebel in der verschwenkten und nicht verschwenkten Stellung, um die Bewegung des außenverzahnten Sperrades des Schwungrades gegen die

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sehr schwache Federkraft des Antriebselementes anzuhalten, so daß es möglich ist, den Schwenkhebel und das Pendelgehäuse als Präzisions-Kunststoffspritzteile herzustellen;

Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Trommel,des einteiligen Schlittenlagers,des innenverzahnten Sperrades,des Sperriegelhebels,des stangenförmigen Sperriegels, der nockenbetätigten Schaltklinke, des außenverzahnten Sperrades mit Schwungrad, das Antriebselement, die Lager und Federn;

Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht, teilweise ausgebrochen, der konzentrischen Anordnung des innfjn- und außenver-

zahnten Sperrades in Zusammenwirkung mit dem Antriebselement, das auf der Welle befestigt ist und in Nockenverbindung mit der Schaltklinke steht, um sie in Eingriff mit den Zähnen des innenverzahnten Sperrades zu bringen. Die relative Stellung des Pendeihebels ist gegenüber dem außenverzahnten Sperrad gezeigt, während des innenverzahnte Sperrad die Antriebsvorsprünge zur Betätigung des Hebels trägt, der den stangenförmigen Sperriegel bei einer Drehung des innenverzahnten Sperrrades verdreht;

Fig. 7 eine Teilendansicht des im Betätigungshebel aufgenom-

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, menen stangenförmigen Sperriegels und die von den Antriebsvorsprüngen erfaßte Mitnehmernase des Betätigungshebels, die zusammen mit dem innenverzahnten Sperrad bewegt werden, um die Sperräder der Trommel zu verriegeln und ein weiteres Herausziehen des Gurtes zu verhindern;

Fig. 8 einen axialen Teilschnitt der Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei teilweise der Rahmen die Trommel mit den Sperradflanschen und die konzentrische Ineinanderanordnung der Sperräder,um deren Profil niedrig zu halten, gezeigt sind,,

Es wird zunächst auf FIg.^ 1 Bezug genommen, in der eine Rückziehvorrichtung 11 gemäß der Erfindung in ihrer normal eingenommenen Stellung in einem Fahrzeug (nicht dargestellt) gezeigt ist. Die Rückziehvorrichtung 11 ist mehrfach wirkend und verriegelt sich bei beschleunigtem Abwickeln des Gurtes 12 von der Trommel 13 und wenn das Fahrzeug aufprallt oder plötzlich anhält. Die Rückziehvorrichtung 11 weist einen aus einer Feder 14 bestehenden Aufwickelmotor auf, wie dies allgemein bekannt ist, der die Trommel 13 in Aufwickelrichtung beaufschlagt. Da der Aufwickelmotor 14 allgemein bekannt ist, braucht er im einzelnen für das volle Verständnis der Erfindung nicht näher beschrieben zu werden. Der Motor 14 besteht gewöhnlich aus einer flachen Spiralfeder, deren

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inneres Ende mit der Welle der Trommel 13 und mit ihrem anderen Ende an der Haube 15 und dem Rahmen 16 befestigt ist. Der Rahmen 16 ist/ wie ersichtlich, U-förmig ausgebildet und weist einen Steg 17 und Schenkel 18 und 19 auf. Zwischen den Schenkel 18 und 19 ist die Trommel 13 gelagert. Die Trommel 13 ist, wie noch ersichtlich wird, auf einer Welle befestigt und der Sicherheitsgurt 12 ist zwischen den als Sperrädern ausgebildeten Flanschen 20 und 21 auf -die Trommel gewickelt. Eine Kunststoffschutzhaube 22 ist über der Sensorvorrichtung 23 befestigt, die innerhalb der Schutzhaube angrenzend außen am Schenkel 13 des Rahmens angeordnet ist.

In Fig. 2 ist die Schutzhaube 22 entfernt und die Sensorvorrichtung 23 gezeigt. Einteilige Schenkel der Schnappverbindungen oder dergleichen Befestigungsmittel, die keinen Teil der Erfindung bilden, greifen durch Löcher 24 des Rahmenschenkels 18 und können einteilig oder nicht einteilig mit der Schutzhaube 22 ausgebildet sein, um dieselbe zu befestigen. Ein stangenförmiger Sperriegel 25 erstreckt sich durch den Schenkel 18, wobei eine der Endverlängerungen des stangenförmigen Sperriegels 25 von einem Betätigungshebel 26 umgriffen ist. Der Betätigungshebel 26 ist plattenförmig ausgebildet und v/eist eine sich quer erstreckende Mitnehmernase auf. Der Betätigungshebel 26 hat eine, den stangenförmigen Sperriegel 25 aufnehmende öffnung, so daß bei einer

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Bewegung des Betätigungshebels 26 der stangenförmige Sperriegel 25 entsprechend bewegt wird. Eine Feder 27 wirkt zwischen dem Rahmen 16 und dem Sperriegel 25, um denselben und den Betätigungshebel 26 in eine Freigabestellung, wie noch ersichtlich wird, zu ziehen. Ein mit dem Pendelgehäuse 29 einteilig ausgebildetes Schlittenlager 28 ist in einem Schlitz im Schenkel 18 mittels Führungsschenkeln 31 angeordnet und mit einem Lager auf der Welle

32 gelagert. Diese Lagerung gestattet eine Verschwenkung des Schlittenlagers und damit des Pendelgehäuses. Das Pendel

33 ist in vertikaler Stellung im Pendelgehäuse 29 aufgenommen. Ein auf einem Stift 35 gelagerter Schv/enkhebel greift am oberen Teil des Pendels 33 an. Der Hebel 34, das Gehäuse 29 und das Schlittenlager sind alle als Präzisionsspritzgußteile aus Kunststoff hergestellt, der eine gute mechanische Festigkeit, gute Maßstabilität, gute Lagerqualität und ein geringes Gewicht hat, vie zum Beispiel Polypropylen.

Die freie Spitze des Hebels 34 ist beim Schwenken zum Eingriff mit den Zähnen des außenverzahnten Sperrades 36 ausgerichtet, das durch Verbundformung oder einen Preßsitz auf dem Umfang eines Schwungrades 37 befestigt ist. Ein Antriebselement 38 mit Schenkeln 39 und 40 ist auf der Welle 32 drehfest angeordnet. Die Schenkel 39 und 40 erstrecken sich durch bogenförmige Langlöcher 41 und 42j

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die in der Stirnwand 43 des als Sperrad ausgebildeten

Schwungrades 36, 37 vorgesehen sind. Der Schenkel 39 weist eine Nockenverbindung mit einer Schaltklinke 44 auf. Der Schenkel 40 ist mittels einer Zugfeder 45 mit dem als Sperrrad ausgebildeten Schwungrad 36, 37 verbunden, so daß die Feder 45, wenn der Gurt 12, wie in Fig. 1 gezeigt, herausgezogen wird, das als Sperrad ausgebildete Schwungrad 36, 37 beaufschlagt, um der Bewegung des Antriebselementes 38 zu folgen. Wenn eine plötzliche Beschleunigung der Welle 32 durch beschleunigte Abwickelkräfte des Gurtes auftritt, dreht sich das als Sperrad ausgebildete Schwungrad 36, 37 langsamer als das Antriebselement 38, so daß sich der Schenkel 39 des Antriebselementes 38 relativ zum Schwungrad 37 (gestattet durch die bogenförmigen Langlöcher

dreht 42 und 43), wie gezeigt im Uhrzeigersinne/und drückt die Schaltklinke 44 radial nach außen. Wie noch ersichtlich wird, tritt die gleiche Wirkung auf, wenn der vom Pendel bewegte Hebel 34 die Bewegung des außenverzahnten Sperrrades 36 anhält. Durch diese Wirkung wird eine koordinierte Bewegung des stangenförmigen Sperriegels 25 erzielt. Der Steg 17 des Rahmens 16 weist Befestigungseinrichtungen auf, um die Rückziehvorrichtung 11 mit Teilen des Fahrzeugs (nicht dargestellt) so zu verbinden, daß das Pendel 33 eine normale vertikale Stellung im Pendelgehäuse 29 einnimmt. Die Anbringung des Rahmens 16 ist zur Anpassung an besondere Befestigungsprobleme verstellbar und der Gurt 12 kann

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über geeignete Durchgänge oder Stangen geführt sein. Der Federring 46 hält den Zusammenbau auf der Welle 32 gegen axiale Verschiebung, wobei ein Stift 47, wie noch ersichtlich wird, als Schwenklager für die Schaltklinke 44 dient.

In Fig. 3 ist der Aufbau nach Fig. 2 am besten ersichtlich, wie das minimale Maß in axialer Richtung zustande kommt, wodurch eine sehr kompakte Konstruktion erreicht wird. Das innenverzahnte Sperrad 50 ist, wie ersichtlich, im wesentlichen innerhalb des Innenumfangs des außenverzahnten Sperrrades 36 aufgenommen. Die sich durch den Steg 17 des Rahmens 16 erstreckende Befestigungsöffnung 51 ist ersichtlich und auch,daß sich der stangenförmige Sperriegel 25 zwischen den Schenkeln 18 und 19 des Rahmens erstreckt, vm wahlweise schwenkbar verriegelt die Herausziehdrehung der Trommel 13 in den als Sperrädern ausgebildeten Trommelflanschen 20 und 21 zu blockieren.

Aus Fig. 4 ist das Miniaturpendel am besten ersichtlich. Es ist diese Pendelvorrichtung 60, die die Vorrichtung gemäß der Erfindung fahrzeugsensibel macht. Das Pendel 33 besteht aus einem Metall hohen spezifischen Gewichtes, wie zum Beispiel Messing, Bronze, Blei, Eisen oder dergleichen und weist an seiner Oberseite eine konisch konkave Ausnehmung 61 auf, von der sich das Pendel glockenförmig nach außen zum unteren Rand 62 erweitert. Das Pendel 33 ist/

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wie gezeigt, symmetrisch auf der Vertikalen angeordnet, wenn es nicht verschwenkt ist. Der Käfig 29 besteht aus Kunststoff, wie zum Beispiel Propylen,und hat einen inneren Spielraum, um eine Verschwenkung des Pendels 33 gegenüber dem horizontalen Boden 63 am Ende des kurzen Ansatzes 64 zu gestatten. Der Boden 63 wird durch die Tellerform 65 des Bodens des Käfigs 29 in die vertikale Stellung gedrückt. Wie in strichpunktierten Linien gezeigt, bewegt jede plötzliche Trägheitsunausgeglichenheit, wie zum Beispiel ein plötzliches Bremsen oder Anhalten, daß sich das Pendel 33 im Käfig 29 verschwenkt und dabei die wirksame Mitte der konkaven Ausnehmung 61 anhebt und dabei den Hebel 34 um den Stift 35 verschwenkt. Der nach unten gerichtete einteilig mit dem Hebel 34 ausgebildete Vorsprung 66 ruht in der Ausnehmung 61,und zwar in der vertikalen Stellung des Pendels 33 auf de" vertikalen Achse desselben. Wenn das Pendel durch irgendwelche Trägheitskräfte in beliebigen Richtungen gekippt wird, wie zum Beispiel beim plötzlichen Bremsen, verschwenkt sich der Hebel 34, da der Vorsprung 66 der Aufwärtsbewegung der konischen Wand der Ausnehmung 61 folgt. Wenn sich der Hebel 34 aufwärts bewegt, greift er in das außenverzahnte Sperrad 36 des Schwungrades 37 ein und blockiert dessen Drehung, so daß eine relative Bewegung zwischen dem Antriebseiement 38 bzw. der Welle 32 und dem Schwungrad 37 erfolgt. Durch diese relative Bewegung wird, wie noch ersichtlich werden

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wird, die Schaltklinke 44 im innen verzahnten Sperrad bewegt und um den Stift 47 (in öffnung 67· der Schaltklinke 44) des außenverzahnten Sperrades verschwenkt, so daß der stangenförmige Sperriegel 25 durch die koordinierte Blokkierung endgültig in Sperreingriff mit den Sperrädern 20 und 21 der Trommel 13 bewegt wird, wobei ein weiteres Herausziehen des Gurtes 12 verhindert wird.

Aus Fig. 5 ist das Zusammenwirken der Teile am besten ersichtlich. Das innenverzahnte Sperrad 50 bewirkt durch eine begrenzte Bewegung die Verschwenkung des stangenförmigen Sperriegels 25 durch die zwangsläufige Drehverschiebung des Betätigungshebels 26 mittels der Abstand zueinander aufweisenden radialen Antriebsvorsprünge 68 vom unteren Teil der Stirnwand 69 des innenverzahnten Sperrades 50. Wenn sich somit das innenverzahnte Sperrad 50 dreht, drehen sich auch die Antriebsvorsprünge 68, die die Mitnehmernase 70 des Betätigungshebels 26 zwischen sich aufnehmen. Die radialen Antriebsvorsprünge 68 übergreifen die Kitnehmernase 70, so daß eine Bewegung des innenverzahnten Sperrades 50 der Drehung der Trommel 13 folgt, wobei der stangenförmige Sperriegel 25 zwischen die Zähne der Sperräder 20 und eingreift. Das innenverzahnte Sperrad 50 ist, wie gezeigt, napfförmig ausgebildet und mit dem Lager 71 frei drehbar auf der Welle 32 angeordnet. Die tellerförmige Stirnwand 69 ist von einem einteiligen Kranz 72 umgeben, der die

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inneren Sperrzähne 73 aufweist, die entgegengesetzt wie die Zähne des außenverzahnten Sperrades und der Zähne der Sperradflansche 20 und 21 der Trommel 13 gerichtet sind. Die Schaltklinke 44 greift an den Zähnen 73 des innenverzahnten Sperrades 50 unter dem Trägheitseinfluß des beschleunigten Gurtherausζiehens oder einer Wahrnehmung eines Trägheitsungleichgewichtes des Fahrzeugs, die auf die Schaltklinke 44 durch eine relative Differentialbewegung zwischen dera außen verzahnten Sperrad und dem von der Welle 32 angetriebenen Antriebselement 38 ausgeübt wird, an. Das innenverzahnte Sperrad 50 weist die gleiche Zähnezahl wie die Sperräder 20 und 21 der Trommel 13 auf. Bei den einem Test unterworfenen Vorrichtungen wurden Sperräder mit fünfzehn und sechzehn Zähnen mit guten Resultaten verwendet. Die Feder 27 ist mit ihrem Ende 74 am Schenkel 18 des Rahmens 16 (Fig. 7) befestigt, während das Ende 75 mit dem stangenförmigen Sperriegel 25 in der öffnung 67 desselben befestigt ist. Auf diese Weise wird der stangenförmige Sperriegel 25 außer Eingriff mit den Sperrädern 21 und 20 der Trommel 13 gedrückt und setzt den Neigungen des innenverzahnten Sperrades 15, sich durch Reibung zu bewegen, ausreichend minimalen Widerstand entgegen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Mitnehmernase 70 am Betätigungshebel 26 in der unwirksamen Stellung des stangenförmigen Sperriegels 25 gehalten wird. Das innenverzahnte Sperrad 50 ist in einer ümfangsnut des Sperrades 36 des Schwungrades 37 angeordnet

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und die Schaltklinke 44 ist schwenkbar auf dem Stift 47 in einer Ausnehmung zwischen den innen- und außenverzahnten Sperrädern 50 und 36 gelagert. Die öffnung 76 hat einen leichten Laufsitz auf dem Vorsprung des Stiftes 47 und die Bewegung der Schaltklinke 44 auf dem Stift 47 erteilt den Zahn 77 eine ausreichende Bevzegung, um die Sperrzähne 73 des innenverzahnten Sperrades 50 zu blockieren. Die Bewegung der Schaltklinke 44 auf dem Stift 47 wird jedoch durch die Nockenwirkung des Schenkels 39 des Antriebselementes 38 bestimmt, der sich durch den schrägen Nockenschlitz 78 der Schaltklinke 44 erstreckt. Der Schenkel 39 des Antriebselementes 38 bildet somit durch die Nockenverbindung einen zwangsläufigen Antrieb mit der Schaltklinke 44, wenn eine relative Trennung zwischen der Drehung des Antriebselementes 38 und des Sperrades 36 des Schwungrades 37 auftritt. Dies tritt dann ein, wenn der Pendelhebel 34 durch die Feststellung eines Trägheitsungleichgewichtes angehoben wird, um am außenverzahnten Sperrad 36 verriegelnd anzugreifen, und wenn eine plötzliche Beschleunigung der Drehung der Welle 32 das Antriebselement 38 schneller dreht als sich das Schwungrad 37 dreht. Die Lagerbuchse 79 ruht auf der Welle 32, so daß sich das Schwungrad 37 frei drehen kann, wobei das Antriebselement 38 keine Reibung auf das Schwungrad 37 ausübt. Somit zieht das Antriebselement 38 beim Herausziehen des Gurtes 12 von der Trommel das Schwungrad 37 mit sich aufgrund der in der Feder 45 gespeicherten Energie,

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die an dem Loch 80 des Schwungrades 37 und am Schenkel des Antriebselementes 38 befestigt ist. Der stangenförmige Sperriegel 25 besteht aus flachem Metall und ist am Rahmen 16 an den Verlängerungen 81 und 82 in bogenförmigen Langlöchern (nicht dargestellt) in den Schenkeln 18 und 19 angeordnet, so daß sich die Sperrzähne 83 in und außer Eingriff mit den ausgerichteten Sperrädern 20 und 21 der Trommel 13 verschwenken können.

Aus Fig. 6 geht am besten die Ineinanderanordnung des außenverzahnten Sperrades 36 und des Schwungrades 37, die das innenverzahnte Sperrad 50 umgeben und die Wirkungsweise der zwangsläufigen Sperrvorrichtung 23 in Koordination mit zv/ei wahrgenommenen Trägheitskräften hervor. Wie ersichtlich ist der Pendelhebel 34 verschiebbar,um die Bewegung des außenverzahnten Sperrades 36 des Schwungrades 37 zu sperren. Und wenn sich das Antriebselement 38 mit der Welle 32 bewegt, wird die Feder 45 gestreckt der Schenkel 39 des Antriebselementes 38 gedreht, wobei der Schenkel 39 in dem schrägen Schlitz 78 die Schaltklinke 44 durch Nockenwirkung,wie zuvor beschrieben, nach außen bewegt, um am innenverzahnten Sperrad 50 im Uhrzeigersinne mit dem Antriebselement 38 treibend anzugreifen, so daß die Antriebsverlängerungen 68 des innenverzahnten Sperrades 50 gedreht und der Gurt 12 gegen Herausziehen verriegelt wird, wenn der stangenförmige Sperriegel 25

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an den Zähnen der Sperräder 20 und 21 der Trommel 13 angreift. Die AntriebsvorSprünge 68 stellen, wie zuvor beschrieben, den zeitlichen Eingriff des stangenförmigen Sperriegels 25 zwischen die Zähne der Sperradflanschen und 21 sicher. Die Nockenwirkung im Schlitz 78 der Schaltklinke 44 ist klar ersichtlich, wobei die entsprechende Verschwenkung der Schaltklinke in strichpunktierten Linien gezeigt ist. Die gleiche Nockenwirkung tritt ein, wenn ein plötzlich beschleunigtes Herausziehen des Gurtes erfolgt, da dann das Antriebselement 38 gegenüber dem Schwungrad 37 voreilt.

Aus Fig. 7 ist die Wirkung der Drehung im Uhrzeigersinne des innenverzahnten Sperrades 50 am besten ersichtlich, da das innenverzahnte Sperrad 50 die Mitnehmernase 70 infolge der entsprechenden Bewegung der radialen Antriebsvorsprünge 68 bewegt, wobei hierdurch der plattenförmige Betätigungshebel 26 und der festgehaltene stangenförmige Sperriegel gegen die leichte Rückholkraft der Feder 27 verschwenkt werden.

In Fig. 8 ist die Kompaktheit des zwangsläufigen Mehrfachantriebs der Trägheitssensorvorrichtung 23 am besten ersichtlich, und zwar mit dem Miniaturpendel 33 im Pendelkäfig 29 und dem sich senkrecht erstreckenden Arm 85 des Schlittenlagers 28 mit dem Lager 86 auf der Welle 32 in Schwenkbe-

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Ziehung mit den Führungsschenkein 31 gezeigt, die den einteiligen Käfig 29 durch übergreifen des Schenkels 18 des Rahmens 16 führen.

Wie ersichtlich, wird dem Ausziehen der Gurtes 12 durch
den Motor 14 kein Widerstand entgegengesetzt. Die Schaltklinke 44 der stangenförmigen Sperriegel 25 und der Hebel 34 können keine Rückziehkraft ausüben, es sei denn, wenn der Gurt eine Spannung aufweist. Wenn ein Zurückziehen erfolgt und die Spannung des Gurtes 12 aufgehoben wird, bewegen die Federn 27 und 45 die Vorrichtung in die Normalstellung, wenn der Hebel 34 sich bei der Wiederherstellung der Vertikalausrichtung des Pendels 33 zurückbewegen kann. Die beschriebene Vorrichtung ist in ihrer Empfindlichkeit einstellbar und funktioniert aufgrund ausgedehnter Teste gut, bei denen die Vorrichtung abwechselnd wahrgenommenen Fahrzeugträgheitsungleichgewichten und beschleunigten Gurtherausziehen unterworfen war. Die weitgehende Verwendung von Kunststoffteilen hat stark zu den reduzierten Gesamtmaßen beigetragen. Die Verwendung von Kunststoff bei früheren, auf Trägheit ansprechenden Hebeln und Sperriegeln bildet eine Sicherung gegen falsche Wahrnehmungen durch die Teile selbst, indem Trägheitskräfte durch Reduzierung des spezifischen Gewichtes vermieden v/erden. Dies reduziert ferner die erforderliche Kraft,das System zu erregen und gestattet sehr kleine Pendelmassen und infolgedessen eine Miniatur-

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ausbildung. Die Verwendung der Schaltgelenke und die Geometrie der Sperräder zueinander sowie die Bewegung eines Sperrades,um Verriegelungskräfte auszuüben, stellt einen zwangsläufigen Antrieb und einen ordnungsgemäßen Eingriff des Sperriegels in die Zähne sicher. Alles dies resultiert mit Bezug auf einen stangenförmigen Sperriegel in einem überlegenen und einfachen mehrfachverriegelnden Trägheitsrückzieher, wie dies mit der Materie vertrauten Fachleuten klar sein dürfte.

Nachdem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben worden ist, dürfte es mit der Materie vertrauten Fachleuten klar sein, daß Änderungen und Verbesserungen, ohne vom Erfindungsgedanken absuweichen, möglich sind. Die Erfindung soll daher nur im Rahmen der Ansprüche begrenzt sein.

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Tl Leerseite

Claims

Ansprüche :

My Rückzieh- und Verriegelungseinrichtung für Sicherheitsgurte mit einer in Aufwickelrichtung vorgespannten Aufwickelvorrichtung, die durch eine auf zwei Trägheitsungleichgevichte ansprechende Sperrvorrichtung in Ausziehrichtung verriegelbar ist, gekennzeichnet durch: einen Rahmen (16);

eine Trommel (13) die als Sperräder (2O, 21) ausgebildete Endflansche aufweist mid im Rahmen (16) gelagert ist?

einen stangenförmigen Sperriegel (25), der im Rahmen (16) angeordnet und gegenüber den Sperräderflanschen (20, 21) in Verriegelungsstellung kippbar ist;

als
ein Schwungrad (37), das/außenverzahntes Sperrad (36) ausgebildet ist und eine in Ausziehdrehrichtung der Trommel (13) federnd nachgiebige Triebverbindung mit der Trommel (13) aufweist;

eine schwenkbar am Schwungrad (37) gelagerte Schaltklinke (44), die eine zwangsläufige, eine Durchgangsöffnung (41) im Schwungrad durchgreifende Triebverbindung mit der Trommel (13) aufweist; und

ein innenverzahntes Sperrad (50), .das koaxial im Schwungrad (37) aufgenommen ist und AntriebsvorSprünge (68) aufweist, die mit dem stangenförmigen Sperriegel (25)

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verbunden sind, während das innenverζahnte Sperrad (50)

in Betätigungsausrichtung mit der Schaltklinke (44) steht, wobei das innenverzahnte Sperrad (50) die gleiche Zähnezahl wie die als Sperräder (20, 21) ausgebildeten Endflansche der Trommel (13) aufweist.
2. Rückzieh- und Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwangsläufige Triebverbindung zwischen der Trommel (13) und der Schaltklinke (44) einen Hocken (78) aufweist.
3. Rückzieh- und Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Miniaturpendel (33) unter dem Schwungrad (37) angeordnet ist, das bei einem durch Trägheit bewirkten Kippen das außenverzahnte Sperrad (36) verriegelt.
4. Rückzieh- und Verriegelungsvorrichtung für Sicherheitsgurte, die auf beschleunigtes Herausziehen des Gurtes und auf vielseitig gerichtete Trägheitsungleichgewichte iia Fahrzeug, in dem die Vorrichtung befestigt ist, anspricht und den Gurt gegen Herausziehen verriegelt, gekennzeichnet durch:

einen Rahmen (16);

eine mit Sperradflanschen {20, 21) versehene, im Rahmen

(16) gelagerte Rückziehtrommel (13);

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einen stangenförmigen im Rahmen (16) angeordneten Sperr-

riegel (25), der außer Eingriff mit den Sperradflanschen (20,-21) gedrückt, jedoch in Eingriff gegen dieselben kippbar ist;

ein innenverzahntes Sperrad (50), das in Triebverbindung mit dem stangenförmigen Sperriegel (25) steht und entgegengesetzt zu den Zähnen der Sperradflansche (20, 21) gerichtete Sperr zähne (73) auf v/eist; eine in- und außer Verriegelungseingrif/ mit dem innenverzahnten Sperrad 50 schwenkbare Schaltklinke (44); ein konzentrisch zur Trommel (13) und dem innenverzahnten Sperrad (50) angeordnetes Antriebselement (38), das mit einem Schenkel (39) in eine Nockenbahn der Schaltklinke (44) eingreift;

ein Schwungrad (37), mit dem die Schaltklinke (44) schwenkbar verbunden ist und in dem das Antriebselement (38) sowie das innenverzahnte Sperrad (50) konzentrisch aufgenommen sind, wobei das Antriebselement (38) eine federnde Verbindung (45) mit dem Schwungrad (37) aufweist; einen ersten, auf Trägheit ansprechenden. Sensor (37), der das Antriebselement (38) bei einem plötzlichen Herausziehen des Gurtes gegenüber dem Schwungrad (37) vorantreibt;

einen zweiten, auf Trägheit ansprechenden, Sensor (60), der das Schwungrad (37) in Ansprache auf eine Trägheitsverschiebung einer Masse (33) verriegelt; und eine unter dem Schwungrad (37) angeordnete, verschiebbare

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Masse (33), die selektiv durch unterschiedlich gerichtete Trägheitskräfte bewegbar ist, um das Schwungrad (37) zu verriegeln.
5. Rückzieh- und Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite auf Trägheit ansprechende Sensor (60) in einem einteilig ausgebildeten Schlittenlager (28) aufgehangen ist, das schwenkbar auf der Trommel (13) gelagert und durch eine Verbindung (31) mit dem Rahmen (16) gegen seitliche und rotierende Verschiebung gesichert ist.
6. Rückzieh- und Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltklinke (44) der das außenverzahnte Sperrad (36) bildende Umfang des Schwungrads (37), das innenverzahnte Sparrad (50) und das Schlittenlager (28) Präzisionsspritzgußteile aus Kunststoff sind.
7. Rückzieh- und Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innenverzahnte Sperrad (50) entgegengesetzt wirksame Sperrzähne (73) wie die Sperradflansche (20, 21) der Trommel (13) und zwei einen · Abstand zwischen sich freilassende radiale Antriebsvorsprünge (68) aufweist, die in Triebverbindung mit dem stangenförmigen Sperriegel (25) stehen, daß das innen-

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verzahnte Sperrad (5O) die gleiche Zähnezahl wie die Sperradflansche (2O, 21) der Trommel (13) aufweist und daß die radialen Antriebsvorsprünge (68) eine Stellung einnehmen, in der sie den stangenförmigen Sperriegel (25) zwangsläufig zwischen zwei benachbarte Zähne der Sperradflansche (2O, 21) bewegen.
8. Rückzieh- und Verriegelungsvorrichtung für Sicherheitsgurte, die auf beschleunigtes Herausziehen des Gurtes und auf vielseitig gerichtete Trägheitsungleichgewichte im Fahrzeug, in dem die vorrichtung befestigt ist, anspricht und den Gurt gegen Herausziehen verriegelt, gekennzeichnet durch:
einen Rahmen (16);

eine Rückziehtrommel (13), die in Aufwickelrichtung des Gurtes (12) vorgespannt ist und zwei übereinstimmende, einen Abstand zwischen sich bildende Sperradflansche (20, 21) aufweist;

eine die Trommel (13) axial durchgreifende, rest mit ihr verbundene, im Rahmen (16) gelagerte Welle (32); ein am einen Ende der Welle (32) befestigtes, sich mit der Welle drehendes, Antriebselement (38); ein frei drehbar auf der Welle (32) gelagertes Schwungrad (37), das einen als außenverzahntes Sperrad (36) ausgebildeten Umfang, zwei bogenförmige Langlöcher (41, 42) und einen Schwenkstift (47), die sich achsparallel/

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jedoch versetzt zur Welle (32) durch das Schwungrad (37) erstrecken, aufweist;

eine das Schwungrad (37) mit dem Antriebselement (38) verbindende Feder (45);

eine schwenkbar auf dem Stift (47) gelagerte Schaltklinke (44), die einen Nockenschlitz (78) aufweist, in den das Antriebselement (38) eingreift; ein frei drehbar auf der Welle (32) gelagertes,innenverzahntes Sperrad (50), dessen Sperrzähne (73) entgegengesetzt wie die des außenverzahnten Sperrades (36) des Schwungrades (37) und die der Sperradflansche (2O, 21) der Trommel (13) gerichtet sind und das konzentrisch innerhalb des Schwungrades (37) angeordnet ist und zwei einen Abstand zwischen sich freilassende, radiale Vorsprünge (68) aufweist, wobei die Schaltklinke (44) zwischen dem Schwungrad (37) und dem innenverzahnten Sperrad (50) eingeschlossen ist; ein Schlittenlager (28), das aus einem einteilig ausgebildeten Rahmen (29, 31, 85, 86) besteht, der ein auf der Welle (32) angeordnetes Lager (86), Stütz- und Führungs schenkel (31) sowie einen Käfig (29) aufweist, an dem ein fluchtend unter dem außenverzahnten Sperrad (36) angeordneter Schwenkhebel (34) gelagert ist; eine vom Schlittenlager (28) getragene, im Gehäuse (29) angeordnete Pendelmasse (33), die mit dem Schwenkhebel (34) in Triebverbindung steht;

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ein im Rahmen (16) angeordneter, stangenförmiger Sperrriegel (25), der in Verriegelungseingriff mit den Sperrradflanschen (20, 21) der Trommel (13) kippbar ist, normalerweise jedoch ständig außer Eingriff damit gedrückt ist; und

einen mit dem Sperriegel (25) verbundenen Betätigungshebel (26), der sich zwischen die radialen Vorsprünge
(68) des innenverzahnten Sperrades (50) erstreckt, so
daß durch eine Bewegung des innenverzahnten Sperrades
(50) und die Nockenbetätigung der Schaltklinke (44) die Trommel (13) in Abwicklungsrichtung des Gurtes (12)
verriegelbar ist.
9. Rückzieh- und Verriegelungsvorrichtung für Sicherheitsgurte, die auf beschleunigtes Herausziehen des Gurtes
und auf vielseitig gerichtete Trägheitsungleici-gewichte im Fahrzeug, in dem die Vorrichtung befestigt ist, anspricht, wobei die Rückzieheinrichtung eine mit sperrradförmigen Flanschen ausgebildete, ständig in Aufwickelrichtung beaufschlagte Trommel sowie einen in einem die Trommel lagernden Rahmen kippbar angeordneten, stangenförmigen Sperriegel aufweist, gekennzeichnet durch:
ein Antriebselement (38), das in Triebverbindung mit der Trommel (13) stehende Schenkel (39, 40) aufweist;
ein als außenverzahntes Sperrad (36) ausgebildetes
Schwungrad (37), das frei drehbar um die Achse (32) der

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Trommel (13) angeordnet und federnd durch das auf einer Seite in der Trommel aufgenommene Antriebselement (38) in Abwickelungsrichtung der Trommel antreibbar ist, wobei das Schwungrad (37) ein sich zur anderen Seite erstreckendes Schwenklager (41) und zwei bogenförmige, sich durch dasselbe erstreckende Langlöcher (41, 42) aufweist, durch die sich die Schenkel (39, 40) des Antriebselementes (38) erstrecken; eine im als Sperrad (36) ausgebildetes Schwungrad (37) auf der Innenseite desselben angeordnete schwenkbar mit dem Schwungrad (37) verbundene Schaltklinke (44) , die einen Nockenschlitz (78) aufweist, in den der eine Schenkel (39) des Antriebselementes (38) eingreift; eine den anderen Schenkel (39) des Antriebselementes (38) mit dem Schwungrad (37) verbindende Feder (45); ein koaxial innerhalb des Schwungrades (37) angeordnetes, die schwenkbar gelagerte Schaltklinke (44) umgebendes innenverzahntes Sperrad (50), mit dem die Schaltklinke (44) in Eingriff bewegbar ist, wobei das innenverzahnte Sperrad (50) zwei mit Abstand:zueinander angeordnete, radiale Vorsprünge (68) aufweist, zwischen denen der stangenförmige Sperriegel (25) aufgenommen ist, so daß bei einer Drehung des innenverzahnten Sperrades (50) in Abwicklungsrichtung des Gurtes (12) der stangenförmige Sperriegel (25) gegen die sperradförmigen Flansche (20, 21) der Trommel (13) gedrückt wird; und

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eine mit dem Rahmen (16) verbundene, auf Trägheit ansprechende Pendelvorrichtung (60), mit der das außenverzahnte Schwungradsperrad (36) bei der Abwicklungsdrehrichtung verriegelbar ist.

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