DE3009094A1

DE3009094A1 - Auf traegheitskraefte ansprechende betaetigungsvorrichtung fuer eine im notfall blockierende fahrzeug-sitzgurtrueckholvorrichtung

Info

Publication number: DE3009094A1
Application number: DE19803009094
Authority: DE
Inventors: Juichiro Takada
Original assignee: Takata Kogyo Co Ltd
Current assignee: Takata Kogyo Co Ltd
Priority date: 1979-05-08
Filing date: 1980-03-10
Publication date: 1980-11-20
Also published as: SE8000933L; IT8047946A0; GB2050146B; GB2050146A; ES248588U; FR2455904A1; JPS55148569A; JPS5855792B2; ES248588Y; CA1122184A; US4262858A; BR8002597A

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHREN S - GOETZ

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROiEAN PATENT OBPICE MANDATAIRES AGREES PRES !.'OFFICE EUROPEEN DES »REVETS

300909k-

1/1 -53 316

*>r..-ISG -ϊ-.ίΝΓ ν UI MiHUF

DA. PHIL. *R£DA TLTSTHOiF (1927-I956) DlPL₁-ING-GrRHARD PULS (15J2-J971) DIPL.-CHEM. DR. E. IREIHF.RR VON PFCHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.J DIiL₁-VIRTSCH₁-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN SCHVEIGERSTRASSE telefon: (089) 661051 telegramm: protectpatent Telex: $24070

10. März 1980

Anmelderin:

Takata Kojyo Co., Ltd.

10 Mori Bldg., 1-18-1, Toranomon,

Minato-ku, Tokyo / Japan

Titel

Auf Trägheitskräfte ansprechende Betätigungsvorrichtung für eine im Notfall "blockierende Fahrzeug-Sitzgurtrückholvorrichtung

030047/0612

DR.-i:;-. .' f. <: *:;i '.7? j-1 FATI.NTÄNVÄLTE

OR. PIiIL. rliliA Tl'tSTHOff

WUESTHOFF-v.PECHMANN-BEHRENS-GOET2

_Μί1.-_1ΝΧ.«_{EHARD r},_I5

DIfL-CHEM. PF-. E. FKFIiIERR VON FECiI MANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER. BEHRENS

MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEAN DES BREVETS . DIPL-INCf DIPL.-TTIRTSCH.-rNG. RUPERT GOETZ

0009 09 h

D-8000 MÜNCHEN 1 -53 316 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 6610 ji TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: J 24 070

Beschreibung

Auf Trägheitskräfte ansprechende Betätigungsvorrichtung

für eine
im Notfall blockierende Fahrzeug-Sitzgurtrückholvorrichtung

Die Erfindung betrifft auf Trägheitskräfte ansprechende Betätigungsvorrichtungen für im Notfall blockierende Pahrzeug-Sitzgurtrückholvorrichtungen, bei denen abhängig von einer verhältnismäßig großen Beschleunigung des Fahrzeuges, wie sie z.B. bei einem abrupten Halt oder bei einem Zusammenstoß auftritt, die Gurtspule automatisch blockiert, um ein Abwickeln des Gurtes zu verhindern.

Von den Gurtrückholvorrichtungen, die z.Zt. in Insassen-Sicherheitsrückhaltegurt-Systemen für Kraftfahrzeuge verwendet werden, sind die meisten sogenannte im Notfall blockierende Vorrichtungen, bei denen der Gurt bei einem Zusammenstoß oder einem abrupten Halt gegen Ausziehen automatisch blockiert wird, sonst aber aus der Rückholvorrichtung frei ausziehbar ist, so daß der Fahrzeuginsasse sich vorlehnen kann. Einige im Notfall blockierende Rückholvorrichtungen weisen einen Mechanismus auf, der die Gurtspule gegen

030047/0612

/2

3,00909k-

53 316

Drehung in der Abwickelrichtung blockiert, wenn der Gurt durch das Vorwärtsschleudern des Fahrzeuginsassen bei einem Zusammenstoß plötzlich ausgezogen wird, also selbst eine Beschleunigung erfährt. Andere Gurtrückholvorrichtungen dieser Art weisen eine auf Trägheitskräfte ansprechende Vorrichtung auf, welche die Gurtspule zu blockieren vermag, wenn das Fahrzeug verhältnismäßig abrupt beschleunigt wird oder, genauer, wenn die mit der Rückholvorrichtung verbundene auf Trägheitskräfte ansprechende Vorrichtung eine solche Beschleunigung des Fahrzeuges feststellt. Sogenannte Rückholvorrichtungen mit doppelter Sicherheit haben einen Mechanismus, der sowohl auf rasches Ausziehen des Gurtes als auch auf eine Beschleunigung des Fahrzeuges anspricht.

In der gesamten vorliegenden Beschreibung wird der Begriff der Beschleunigung im allgemeinen Sinne einer Geschwindigkeitsänderung in beliebiger Richtung benutzt und schließt ein, was in der Umgangssprache gelegentlich als Verzögerung bezeichnet wird.

Es sind viele auf Trägheitskräfte ansprechende Betätigungsvorrichtungen für im Notfall blockierende Rückholvorrichtungen vorgeschlagen worden. Die derzeit bekannten Betätigungsvorrichtungen dieser Art lassen sich in drei allgemeine Kategorien einteilen:

Zur ersten Kategorie gehört die Art, bei der zum Feststellen einer Beschleunigung des Fahrzeuges ein Pendel verwendet wird. Die meisten der auf Trägheitskräfte ansprechenden Vorrichtungen mit Pendel enthalten einen ungefähr waagerechten, am Rahmen der Rückholvorrichtung befestigten Stützarm und ein Pendel mit einem am Stützarm abgestützten kappenähnlichen Kopfstück, einem von dessen Unterseite nach unten und durch ein Loch im Stützarm hindurchragenden Schaft und einer Masse am unteren Ende des Schaftes. Bei einer Beschleunigung der Rückholvorrichtung in beliebiger

030047/0612

Richtung schwenkt das Pendel in bezug auf den Stützarm und wirkt das Kopfstück auf einen Hebel oder ein anderes Bewegungsübertragungsorgan, der bzw. das einen Mechanismus betätigt, welcher schließlich die Gurtspule gegen Drehung blockiert. Beispiele von Rückhol vorrichtungen mit auf Trägheitskräfte ansprechenden Pendel vorrichtungen sind aus den US-PSen 3 343 765, 3 930 622, 3 991 953 und 4 053 117 bekannt.

Eine auf Trägheitskräfte ansprechende Vorrichtung der zweiten Kategorie weist eine Unterlage und eine Masse auf, die an ihr - normalerweise in einer stabilen vertikalen Lage aufruht, an der Unterlage kippt, wenn diese in bezug auf sie beschleunigt wird, und auf eine Bewegungsübertragungsvorrichtung wirkt, beispielsweise auf eine Klinke, welche in Sperrzähne an einem an der Gurtspule befestigten Sperrrad eingreift. Zwei repräsentative Beispiele dieser Art von auf Trägheitskräfte ansprechender Vorrichtung sind in den US-PSen 3 758 044 und 3 901 459 beschrieben.

Die dritte Kategorie umfaßt auf Trägheitskräfte ansprechende Vorrichtungen für im Notfall blockierende Rückholvorrichtungen, welche die rollende Bewegung einer sphärischen Masse ausnutzen und einen Hebel oder irgendein anderes Ausgangsorgan aufweisen, das von der Masse bewegt wird und eine mit der Gurtspule verbundene Blockiervorrichtung betätigt. Zu dieser Kategorie zählende Vorrichtungen dieser Art mit einer rollenden Masse sind in den nachstehend genannten Patentschriften beschrieben und dargestellt:

US-PS 3 237 729 - Die sphärische Masse rollt in einer konkav gewölbten, schalenförmigen Unterlage und bewegt, wann immer sie aus dem Zentrum der Unterlage herausrollt, einen über ihr angeordneten Hebel nach oben.

030047/0612 ^/4

US-PS 3 741 494 - Die sphärische Masse rollt an einer waagerechten Unterlage und wirkt gegen einen nach unten konkaven Kurvenabschnitt eineB Hebels in der Weise, daß, wenn sie aus einer Mittellage unter dem Kurvenabschnitt herausrollt, der Hebel angehoben wird.

US-PS 3 770 224 - Eine sphärische Masse, die in einem Gehäuse an einem verschiebbaren Arm zurückgehalten wird, rollt in einer konkav gewölbten, schalenförmigen Unterlage; wenn die Masse aus dem Zentrum der Unterlage herausrollt, wird von einer konkav gewölbten Abtriebskurve am verschiebbaren Arm ein Betätigungszapfen bewegt.

US-PS 3 819 126 - Eine Kugel rollt in einer konkav gewölbten, schalenähnlLchen Unterlage und hält normalerweise eine Klinke außer Eingriff mit einem Sperrad; die Klinke trägt einen Zapfen, der in ein Loch an der Unterlage eindringt und an dem die Kugel normalerweise aufruht. Wenn die Kugel aus dem Zentrum der Unterlage herausrollt, wird der Zapfen freigegeben, damit die Klinke schwenken kann.

Andere Beispiele von Vorrichtungen mit rollender Masse sind in den US-PSen 3 921 931 und 4 050 644 beschrieben und dargestellt.

Viele der bekannten auf Trägheitskräfte ansprechenden Vorrichtungen sind von verhältnismäßig kompliziertem Aufbau und erfordern eine große Zahl von Bauteilen und komplizierte Montageverfahren} sie sind häufig teuer in der Herstellimg und nicht immer zuverlässig. Bei einigen der Vorrichtungen sind große Bewegungen der Trägheitsmasse nötig, um die angestrebte, auf den Blockiermechanismus zu übertragende Bewegung zu erzielen; sie nehmen daher wertvollen Raum in Anspruch und vergrößern die Abmessungen der Rückholvorrichtung -, ein bedeutender Nachteil angesichts der gegenwärtigen Beliebtheit kleiner Kraftfahrzeuge, die zudem wirtschaftlich notwendig sind. Bei einigen dieser "Vbrriciitungen

030047/0612 _/5

4- 30010^4

ist die Konstruktion funktionsmäßig ungeeignet wegen ihrer Empfindlichkeit gegen Reibung zwischen der Trägheitsmasse und dem Hebel, der Klinke oder einer anderen Abtriebsvorrichtung oder zwischen Bauteilen eines Betätigungsgestänges, auf welches die Masse wirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auf Trägheitskräfte ansprechende Betätigungsvorrichtung zu schaffen, die auf Gurtrückholvorrichtungen vieler Typen mit Vorteil anwendbar ist, sehr wenige Bauteile aufweist, die alle zu niedrigen Kosten herstellbar sind, bequem und daher kostengünstig zusammenbaubar und von hoher Betriebssicherheit ist.

Erfindungsgemäß hat eine auf Trägheitskräfte ansprechende Betätigungsvorrichtung eine sphärische Masse, die normalerweise in einen kreisringförmigen Sitz an einer Unterlage eingebettet ist. Der Sitz ist zumindest annähernd unter dem Schwerpunkt der Masse so angeordnet, daß die Masse bei einer Beschleunigung der Unterlage nach oben und seitwärts aus dem Sitz herausrollt. Ein Hebelarm ist an einer zumindest annähernd waagerechten Achse schwenkbar, die nahe dem Sitz angeordnet ist, und weist einen Fühlabschnitt auf, der normalerweise eine Stellung über dem Sitz und unter dem Mittelpunkt der Masse einnimmt. Wenn die Masse aus dem Sitz herausrollt, kommt sie mit dem Fühlabschnitt in Eingriff und drückt ihn nieder. Die Bewegung des Hebels ist auf den Blockiermechanismus der Rückholyorrichtung auf verschiedene Weise übertragbar.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Fühlabschnitt des Hebelarms einen Rand auf, der ein Loch begrenzt und über, jedoch nahe dem Sitz einen unteren Abschnitt der -Masse so umgibt, daß die Masse unabhängig von der Richtung, in der sie aus der normalen Einbettungslage im Sitz aufwärts- und herausrollt, den Hebelarm niederdrückt. Um sicherzustellen, daß die Masse den Hebelarm in den Fällen

030047/0612

Original inspected <=

niederdrückt, wo eine beträchtliche abwärtsgerichtete vertikale Beschleunigungskomponente wirksam ist, durch die die Masse aus dem Sitz herausgehoben werden könnte, ohne daß sie den Hebelarm niederdrückt, ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung ein Gehäuse aufweist, bei dem eine zumindest annähernd waagerechte Wand über der Masse und in einem Abstand vom Sitz angeordnet ist, der nur etwas größer ist als der Durchmesser der Masse. Wenn die Masse unter dem Einfluß von Trägheitskräften vom Sitz abgehoben wird, wird sie folglich daran gehindert, sich vom Sitz so weit nach oben zu bewegen, daß sie den Hebelarm nicht mehr niederdrücken könnte.

Nach einem anderen bevorzugten Lösungsgedanken der Erfindung ist die Masse allseitig von einem Gehäuse umgeben, das seitliche Bewegungen der Masse in jeder Richtung so begrenzt, daß der Schwerpunkt der Masse stets innerhalb einer gedachten, zumindest annähernd vertikalen zylindrischen Fläche liegt, die durch den Rand des Sitzes geht, an dem die Masse in der normalen, stabilen Lage eingebettet ist. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß die Masse in den Sitz zurückrollt, wenn keine Fahrzeugbeschleunigung wirksam ist, die sie aus dem Sitz herausrollen läßt.

Der Hebelarm kann abhängig vom Mechanismus, den er betätigt, verschieden gestaltet sein. Beispielsweise kann er mit einer Klinke einstückig verbunden sein, die einen blockierenden vorderen Abschnitt aufweist, der bei Betätigung durch die Masse in ein Sperrad des Blockiermechanismus in der Rückholvorrichtung eingreift.

Unter den Vorteilen der Erfindung ist die Möglichkeit zu nennen, daß die Betätigungsvorrichtung aus nur drei Hauptbauteilen angefertigt wird, nämlich (1) einem Gehäuse mit einem Boden, an dem der Sitz ausgebildet ist (wenngleich

03004.7/0612 _Ä ,_ ORtGlNAL INSPECTEÖ /7

u^irr

das Gehäuse selbstverständlich zweiteilig ausgebildet wird, um das Einbauen der Masse zu ermöglichen), (2) der sphärischen Masse oder Kugel (die eine üblicherweise verfügbare, für Zugellager hergestellte Kugel sein kann), und (3) einem Hebel, der vorzugsweise mit ihm einstückige Schwenkzapfen hat, die in Löchern im Gehäuse aufgenommen werden (wenngleich selbstverständlich ein getrennter Schwenkzapfen verwendbar ist). Die Betätigungsvorrichtung ist in einer Vielfalt von Rückhol vorrichtungen gut verwendbar, darunter die, bei denen von der auf Trägheitskräfte ansprechenden Betätigungsvorrichtung eine Blockierklinke, die einem an der Gurtspule befestigten Hauptsperrad zugeordnet ist, direkt betätigt wird, oder bei denen abhängig von den Bewegungen des Hebels ein zwischengeschalteter Blockiermechanismus ein Hilfssperrad blockiert, welches seinerseits eine Hauptblockierklinke mit einem an der Gurtspule befestigten Hauptsperrad in Eingriff bringt.

Verglichen mit den derzeit bekannten Vorrichtungenn läßt sich die Betätigungsvorrichtung mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen herstellen, insbesondere deshalb, weil der zum Erzeugen der gewünschten Bewegung des Hebels erforderliche Bewegungsbetrag der Kugel sehr klein ist. Reibung spielt beim Funktionieren der Vorrichtung nur eine sehr kleine Rolle und ist bei vielen praktisch ausgeführten Rückholvorrichtungen auf die Reibung in den Schwenklagern des Hebels beschränkt; zur Bewegungsübertragung auf den Hebel gleitet die Kugel an keiner Fläche entlang, sondern rollt vom Sitz weg und drückt den Hebel nieder. Folglich läßt sich die Vorrichtung so auslegen, daß eine Blockierwirkung innerhalb einer sehr engen Toleranz einer gewünschten Entwurfsbeschleunigung zustande kommt (die sehr klein, beispielsweise etwa 0,3g, sein kann). Wenn die Rückholvorrichtung einen zwischengeschalteten Blockiermechanismus aufweist, können das Gehäuse und der Hebel aus Kunststoff sein. Bei einer Rückhol vorrichtung mit einem direkt wirkenden Blockiermechanismus ist eine Konstruktion von größerer

Q300A7/0612

/8 ORIGINAL INSPECTED

Haltbarkeit erforderlich, insbesondere eine mechanisch feste Klinke. In allen Fällen ergibt sich aus den kleinen Abmessungen, dem geringen Gewicht, der kleinen Zahl von Bauteilen und der hohen Empfindlichkeit und Betriebssicherheit eine beträchtliche Verbesserung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schrägansicht in auseinandergezogener Darstellung der Betätigungsvorrichtung,

Fig. 2a eine Seitenansicht der Betätigungsvorrichtung, in der zur besseren Übersicht der größte Teil des Gehäuses und ein Teil der Klinke im Querschnitt dargestellt sind,

Fig. 2b den Querschnitt in der Mittelebene durch die Betätigungsvorrichtung, der einen Betriebszustand verdeutlicht,

Fig. 2c eine Fig. 2b ähnliche Ansicht in einem anderen Betriebszustand der Betätigungsvorrichtung,

Fig. 2d den Schnitt 2d-2d in Fig. 2a,

Fig. "3 eine Seitenansicht einer Rückholvorrichtung mit der Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, wobei die Rückholvorrichtung im unblockierten Zustand dargestellt ist und verschiedene Teile zur besseren Übersicht weggebrochen sind, ■ und

Fig. 4 eine Fig. 3 ähnliche Ansicht der Rückhol vorrichtung im blockierten Zustand.

Die dargestellte Betätigungsvorrichtung hat ein zweiteiliges Gehäuse 10 aus einem kastenähnlichen oberen Gehäuseteil mit einer oberen Wand 14, Seitenwänden 16 und 18 und Endbzw. Stirnwänden 20 und 22 und einem Boden 24. Die Stirnwand 22 erstreckt sich von der oberen Wand 14 ausgehend nicht bis ganz nach unten, so daß im zusammengebauten

030047/0612

- /9

Gehäuse 10 eine Öffnung 25 für die Aufnahme eines Hebelarms 26 verbleibt. Nahe der Öffnung 25 ragen von den Seitenwänden 16 und 18 kleine Ösen 28 und 30 weg, die als Schwenkzapfenlager für den Hebelarm 26 dienen. Beim Zusammenbauen der Betätigungsvorrichtung werden eine sphärische, auf Trägheitskräfte ansprechende Masse 32, also eine Kugel, und der Hebelarm 26 in das obere Gehäuseteil 12 eingebaut, in welches dann der Boden 24 eingesetzt und mit ihm mit einem Klebemittel, durch Einwirkung von Wärme oder mit einer nicht dargestellten Schnappverriegelung verbunden wird. Die in den Zeichnungen dargestellt allgemeine Konfiguration des Gehäuses 10 ist lediglich ein Beispiel für die Vielfalt zweiteiliger Ausführungsformen. Eine der Seitenwände 16 und 18 kann mit nicht gezeichneten Zentrierflanschen oder -stiften versehen sein, um die Anbringung der Betätigungsvorrichtung am Rahmen der Rückholvorrichtung zu erleichtern.

Der Boden 24 des Gehäuses 10 bildet" eine Unterlage für die Masse 32, die normalerweise in einen kreisringförmigen Sitz 34 eingebettet ist, der von einem vom Boden 24 aufragenden kreisringförmigen Plansch gebildet ist. Der Sitz 34 ist vorzugsweise kreisrund und kann, wie beim gezeigten Beispiel, vom Innenrand eines Flansches mit einem ebenen Ende gebildet sein; er kann aber auch eine angeschrägte Fläche Bein, die im Bereich der Unterlage zumindest annähernd an die Masse- 32 angepaßt ist. Um Werkstoff und Gewicht einzusparen, umgibt der Sitz 34 ein kreisrundes Loche 35 im Boden 24 des Gehäuses 10. Der Schwerpunkt der Masse 32 ist auch ihr geometrischer Mittelpunkt, und die Masse 32 ist in den Sitz 34 so eingebettet, daß ihr Schwerpunkt mit der Achse des den Sitz 34 bildenden kreisrunden Randes zusammenfällt. Der Sitz 34 ist in beträchtlichem Abstand unter dem Schwerpunkt der Masse 32 angeordnet, jedoch ragt ein kleiner Abschnitt der Masse 32 nach unten über die Ebene des Sitzes 34 hinaus. Somit ist die Masse 32 im Sitz 34 normalerweise etabil abgestützt, wenn am

030047/0612

Al 53 316

Sitz 34 keine Beschleunigung in irgendeiner Richtung wirksam ist, die groß genug wäre, um an der Masse 32 eine Trägheitskraft zu erzeugen, die sie vom Sitz 34 abhebt und in die der Beschleunigung des Sitzes 34 entgegengesetzte Richtung rollen läßt. Dem Fachmann ist es ohne weiteres möglich, die Betätigungsvorrichtung so auszulegen, daß die Masse 32 bei irgendeiner im voraus festgelegten Beschleunigung, z.B. von etwa O,3g> nach oben aus dem Sitz 34 herausrollt. Zu den Konstruktionsparametern gehören die Masse und der Durchmesser der Masse 32, der Durchmesser des Sitzes 34 sowie die Geometrie, die Masse und der Schwerpunkt des Hebelarmes 26.

Der Hebelarm 26 hat einen Fühlabsehnitt 38, der durch die Öffnung 25 im unteren Abschnitt der Stirnwand 22 in das Gehäuse 10 eindringt und mit dem die Masse 32, wenn sie vom Sitz 34 wegrollt, in Eingriff kommt und ihn schwenkt. Beim gezeigten Beispiel wirkt der Hebelarm 26 auch als Klinke und weist daher einen blockierenden vorderen Abschnitt 40 auf, der außerhalb des Gehäuses 10 angeordnet ist und sich von der Stirnwand 22 weg schräg nach oben

und außen erstreckt, so daß er beweglich ist zwischen der in Fig. 2a gezeichneten Stellung, in der er von einem Sperrad R genügenden Abstand hat, und der in Fig. 2b und 2c gezeichneten Stellung, in welcher er in das Sperrad R eingreift und es blockiert. Mit dem Hebelarm 26 sind einstückig Schwenkzapfen 42 ausgebildet, die von einem vergrößerten Abschnitt 44 nach außen wegragen, der ungefähr an der Verbindungsstelle des Fühlabschnittes 38 und des blockierenden vorderen Abschnittes 40 gelegen ist..Die Schwenkzapfen 42 sind in den Löchern der zugehörigen Ösen 28 und 30 am oberen Gehäuseteil 12 aufgenommen. Das Gehäuse 10 und der Hebelarm 26 sind beide aus Kunststoff hergestellt und können so gestaltet sein, daß der Hebelarm 26 dank einer genügenden Verformung der Gehäusewände mit seinen Schwenkzapfen 42 in die Löcher in den Ösen 28 und 30 des Gehäuses 10 einschnappbar ist. Jeder der

0300A7/0612

⁵³

Schwenkzapfen 42 hat eine Schulter, die den Hebelarm 26 in seiner Stellung zwischen den Seitenwänden 16 und 18 des Gehäuses 10 hält.

Der Hebelarm 26 ist so ausgelegt, daß er unter der Wirkung der Schwerkraft normalerweise in der in Pig. 2a gezeichneten Lösestellung bleibt (und selbstverständlich werden die Trägheit und der Schwerpunkt des Hebelarmes 26 bei der Auslegung der Empfindlichkeit des Systems für eine im voraus festgelegte Beschleunigung berücksichtigt). Der Fühlabsehnitt 38 des Hebelarmes 26 schwenkt gemäß Fig. 2a normalerweise nach oben in eine Stellung mit leichter Neigung gegen den Boden 24 des Gehäuses 10 und weist ein kreisrundes Lx>ch 46 auf, dessen oberer Rand ein Fühlrand ist und mit einem Durchmesser ausgebildet und in bezug auf den Schwenkzapfen 42 an einem Ort angeordnet ist, daß er an der Masse 32 anliegt, wenn der Hebelarm 26 die in Fig. 2a gezeichnete Lösestellung einnimmt, wenn also die Masse 32 in den Sitz 34 eingebettet ist und der blockierende Abschnitt 40 genügenden Abstand vom" Sperrad E hat. Der Fühlrand bzw. das Loch 46 ist notwendigerweise mit beträchtlichem Abstand unter dem Mittelpunkt der Masse 32 angeordnet und in der in Fig. 2a gezeichneten Lösestellung etwas über, jedoch in der. Nähe des Niveaus des Sitzes 34 für die Masse 32 gelegen. Wenn die Masse 32 in beliebiger Richtung nach oben aus dem Sitz 34 herausrollt, drückt sie den Fühlabschnitt 38 nieder und schwenkt den blockierenden vorderen Abschnitt 40 in eine Stellung, in welcher er in einen Zahn des Sperrades R eingreift.

Wenn beispielsweise das Gehäuse 10 entsprechend der Zeichnung von rechts nach links mit einer größeren als der Entwurfsbeschleunigung von beispielsweise 0,3g beschleunigt wird, wird die Masse 32 durch ihre Trägheit nach oben und nach rechts über eine Stelle an- der rechten Seite des Sitzes 34 gerollt (sh. Fig. 2b). Dabei drückt sie den rechten Teil des Fühlabschnittes 38 nieder und

030047/0612

53

3009034

schwenkt den blockierenden Abschnitt 40 in eine Stellung für den Eingriff mit einem Zahn des Sperrades E. Wenn das Gehäuse 10 in ähnlicher Weise von links nach rechts beschleunigt wird, bewirkt die Trägheit der Masse 32, daß sie nach oben und dann vom Sitz 34 nach links rollt (sh. Fig. 2c), wodurch sie den linken Teil des Fühlabschnittes 38 niederdrückt und eine ähnliche Blockierwirkung des Abschnittes 40 an einem Sperrzahn hervorruft. Aus Fig. 2a bis 2d ergibt sich, daß eine Beschleunigung des Gehäuses 10 in einer beliebigen Richtung mit einer größeren als der Entwurfsbeschleunigung bewirkt, daß die Masse 32 vom Sitz 34 wegrollt, den Fühlabschnitt 38 niederdrückt und das Sperrad R gegen Drehung in der Richtung blockiert, in welche die Schultern der Zähne weisen. g.

Wenn die Beschleunigung des Gehäuses 10, die selbstver- , ständlich die Beschleunigung des Fahrzeuges widerspiegelt, eine beträchtliche abwärtsgerichtete Komponente enthält, kann es möglich sein, daß die Masse 32 vom Sitz 34 vertikal abgehoben wird, und wenn die Möglichkeit besteht, daß die Masse 3,2 einen beträchtlichen Betrag über den Sitz 34 und über den vom Loch 46 im Hebelarm 26 gebildeten Fühlrand angehoben wird, würde eine solche Bewegung die Blockierbewegung am Hebelarm 26 nicht erzeugen. Es ist daher von großem Vorteil, wenn die obere Wand 14 des Gehäuses 10 in einem Abstand über dem Sitz 34 angeordnet ist, der nur wenig größer als der Durchmesser der Masse 32 ist. Folglich wird jede Tendenz der Masse 32 ausgeschlossen, sich in bestimmten Beschleunigungszuständen des Gehäuses 10 nach oben zu bewegen, ohne die Blockierwirkung zu erzeugen. Selbst wenn eine beträchtliche vertikale Beschleunigungskomponente besteht, wird ein Sichabheben der Hasse 32 verhindert, und solange sich die Masse 32 vom Sitz 34 weg waagerecht bewegt, erzeugt sie die Blockierwirkung durch Niederdrücken des Fühlabschnittes 38 des Hebelarmes 26.

030047/0612 /13

3009091

Ein anderes sehr vorteilhaftes Merkmal der Betätigungsvorrichtung besteht darin, daß eine übermäßige Bewegung der Masse 32 verhindert wird, durch die sie eine Stellung erreichen könnte, aus der sie sich nach Aufhören der Beschleunigung nicht in den Sitz 34 zurückbewegen würde. Würde dies zugelassen, wäre es möglich, daß die Masse 32 bei normalem Betrieb außerhalb des Sitzes 34 verbleibt und die Blockierwirkung erzeugt, wenn das Fahrzeug stillsteht und ein Fahrzeuginsasse ein- oder aussteigen und den Rückhaltegurt anlegen oder lösen möchte. Folglich kann das Gehäuse 10 so ausgelegt sein, daß es die Bewegung der Masse 32 so begrenzt, daß der Schwerpunkt der Masse stets innerhalb einer gedachten vertikalen zylindrischen Fläche liegt, die durch den kreisrunden Sitz 34 definiert wird, in den die Masse 32 innerhalb des normalen Neigungsbereiches des Fahrzeuges eingebettet ist. Es ist zweckmäßig, wenn auch die Möglichkeit, daß das gestoppte Fahrzeug auf einer Schrägfläche stehenbleibt, und der Sachverhalt berücksichtigt werden, daß das Wiederverbringen der Masse 32 in den Sitz 34 durch die umgekehrte Wirkung des Hebelarmes 26 unterstützt werden kann, wenn die Notsituation, welche die Blockierwirkung hervorgerufen hat, nicht mehr besteht. Wenn sich die Gurtspule einige Grade in der Aufwickelrichtung dreht, dreht sich bei den meisten der üblicherweise in im Notfall blockierenden Rückholvorrichtungen verwendeten Blockiermechanismen das Sperrad in der Aufwickelrichtungj in diesem Falle löst sich der mit dem blockierenden vorderen Abschnitt 40 des Hebelarmes 26 in Eingriff stehende Zahn vom Abschnitt 40 und der nachfolgende Zahn bewegt durch Nockenwirkung den Hebelarm 26 in die Richtung, in der der Fühlabschnitt 38 angehoben wird, der seinerseits die Masse 32 in den Sitz 34 zurückhebt. Die Bewegung der Masse 32, die das Gehäuse 10 aufgrund seiner Auslegung ermöglicht, kann daher von veränderlichem Betrag sein. In jedem Falle ist es zweckmäßig, wenn die Rückholvorrichtung einen Mechanismus aufweist, der bei gestopptem Fahrzeug den Blockiermechanismus

030047/0612

300909Α

völlig außer Betrieb setzt, insbesondere im Falle eines passiven Sitzgurtsystems, das auf Öffnungs- und Schließbewegungen der Tür anspricht.

Jede der Seitenwände 16 und 18 des Gehäuseteils 12 weist ein Loch auf, das etwas kleiner als die Abmessungen der Masse 32 ist, es der Masse 32 jedoch ermöglicht, sich seitwärts um einen etwas größeren Betrag zu bewegen, als wenn die Seitenwand 16 bzw. 18 das Loch nicht hätte. Dies ermöglicht eine Verringerung der Gesamtabmessungen des Gehäuses 10, eine Einsparung an Kunststoff und eine Minderung des Geräusches beim Anstoßen der Masse 32 an den Wänden.

In Fig. 3 und 4 ist eine im Notfall blockierende Rückholvorrichtung mit eingegliederter auf Trägheitskräfte ansprechender Betätigungsvorrichtung dargestellt. Mit Ausnahme der Betätigungsvorrichtung 100, die in jeder Hinsicht mit der in Fig. 1 und 2a bis 2d dargestellten iden- * tisch ist, ist die Rückholvorrichtung gemäß Fig. 3 und 4 gleich mit der in der US-PS 3 991 953 beschriebenen und dargestellten Rückho!vorrichtung.

Die Rückholvorrichtung hat einen ungefähr U-förmigen Rahmen 102 mit Seitenteilen, m denen eine Gurt spule drehbar gelagert ist, auf welche mit einer nicht dargestellten Aufwickelfeder ein Gurt B aufgewickelt wird. An den Enden der Gurtspule sind Sperräder 104 befestigt, deren Sperrzähne in die Richtung weisen, in der die Gurtspule beim Abwickeln des Gurtes B gedreht wird. Durch den Raum zwischen den Seitenteilen des Rahmens 102 erstreckt sich eine Hauptblockierklinke 106, die in kreissektorförmigen Aussparungen schwenkbar gelagert und normalerweise von einer Feder 108 in genügendem Abstand von den Hauptsperrädern 104 gehalten wird. Die Hauptblockierklinke 106 ist über ein Verbindungsglied 110 mit einem Blockiermechanismus verbunden, der sowohl auf eine rasche

030047/0612

.9f³

30090

Beschleunigung des Gurtes B in der Abwickelrichtung als auch, über die auf Trägheitskräfte ansprechende Betätigungsvorrichtung 100, auf die Trägheit des Fahrzeuges anspricht, um die Gurtspule gegen Drehung in der Gurtabwickelrichtung zu blockieren.

Der Blockiermechanismus weist ein becherförmiges Betätigungs- bzw. Auslöserad 112 auf, in dessen Endwand ein Schlitz 114 zur Aufnahme eines Zapfens 116 am Verbindungsglied 110 eingearbeitet ist. normalerweise bleibt das Auslöserad 112 in einer Lösestellung ruhigstehen, die vom Verbindungsglied 110 gehalten wird, wenn die Hauptblockierklinke 106 die in Fig. 3 gezeichnete unblockierte Stellung einnimmt. An einem Umfangsflansch des Auslöserades 112 sind gegen die Abwickeldrehrichtung der Gurtspule weisende Innensperrzähne^ 118 ausgebildet, mit denen eine Klinke 120 für die Blockierungsauslösung in Eingriff bringbar ist, die mit einem Schwenkzapfen 122 an der zum Rahmen 102 weisenden Innenfläche einer Schwungscheibe 124 angeordnet ist. Gemäß Fig. 3 wird die Klinke 120 von einer Zugfeder 126, die mit dem freien Ende der Klinke 120 und einem zweiten Zapfen 128 an der Schwungscheibe 124 verbunden ist, in einer radial innen gelegenen Stellung im Abstand von den Sperrzähnen 118 gehalten. In dieser Stellung ruht die Klinke 120 in einer Aussparung in einer Kurvenscheibe 130, welche unmittelbar an der Innenseite der Schwungscheibe 124 mit der Welle der Gurtspule drehfest verbunden ist.

Eine Sperrscheibe 132 für die Blockierungsauslösung ist an einer Hülse 134 drehbar angeordnet, die am Endabschnitt der Gurtspulenwelle an der Außenseite des Schwungscheibe aufgesteckt ist. Zwischen der Schwungscheibe 124 und der Sperrscheibe 132 ist eine nicht dargestellte Reib- oder Kupplungsfeder aufgenommen. Die Kupplungsfeder, die Sperrscheibe 132 und die Hülse 134 werden ύοώ. einem Vorsteckring 136 an der Gurtspulenwelle in Stellung gehalten und

030047/0612 _/16

53

gegen Bewegung axial nach außen gesichert. Die Kupplungsfeder verbindet normalerweise die Sperrscheibe 132 mit der Schwungscheibe 124, ermöglicht jedoch eine Relativdrehung zwischen ihnen, wenn die von ihr erzeugte Kraft überschritten wird.

Unter normalen Bedingungen, bei Fehlen einer großen Beschleunigung des Gurtes B, z.B. von über etwa 0,7g, in der Abwickelrichtung oder bei Nicht ansprechen der Betätigungsvorrichtung 100 auf eine Beschleunigung, wirkt die Kurvenscheibe 130 an der Gurtspulenwelle auf die Klinke 120 und versetzt eine Baugruppe des Mechanismus, bestehend aus der Schwungscheibe 124, der Kupplungsfeder und der Sperrscheibe 132, in Drehung, wobei die Zugfeder 126 die Klinke 120 in der in Pig. 3 gezeichneten Innenstellung in der Aussparung in der Kurvenscheibe 130 hält.

Wenn der Gurt B in der Abwickelrichtung rasch beschleunigt wird, beispielsweise wenn der Pahrzeuginsasse, der den Gurt B angelegt hat, bei einem plötzlichen Halt oder einem Zusammenstoß heftig nach vorn geschleudert wird, werden die Gurtspule und die Kurvenscheibe 130 drehbeschleunigt, und wenn die Beschleunigung der Kurvenscheibe 130 das Entwurfsniveau überschreitet, bewirkt die Trägheit der von der Schwungscheibe 124, der Kupplungsfeder und der Sperrscheibe 132 gebildeten Baugruppe, daß die Kraft der Zugfeder 126 überwunden wird und die Drehung der Trägheitsbaugruppe hinter der der Gurtspule und der Kurvenscheibe 130 zurückbleibt. Sobald dieB geschieht, drücke die Kurvenscheibe I30 die Klinke 120 nach außen und bringt sie mit einem Sperrzahn 118 am Auslöserad in Eingriff (sh. Pig. 4). Eine kleine zusätzliche Drehung der Gurtspule und der Kurvenscheibe 130 in der Abwickelrichtung dreht das Auslöserad 112 entsprechend Pig. 3 und 4 im Gegenuhrzeigersinn, schwenkt das Verbindungsglied 110 über den Zapfen 116 und verbringt die Hauptblockierklinke 106 an jedem der Hauptsperräder IO4 an der

030047/0612

53

Gurtspule mit einem der Sperrzähne in Eingriff, wodurch die Drehung der Gurtspule in der Abwickelrichtung gestoppt, das Ausziehen des Gurtes B verhindert und die Schleuderbewegung des Fahrzeuginsassen nach vorn gestoppt wird.

Wenn die auf den Gurt B wirkende Kraft, die das Bestreben hat, den Gurt B von der Gurtspule abzuwickeln, aufhört, wird die Gurtspule von ihrer Rückspulfeder in der Aufwickelrichtung gedreht. Nachdem sich die Gurtspule einige wenige Grad gedreht hat, löst die Kurvenscheibe 130 die Klinke 120 aus dem blockierenden Eingriff mit dem Sperrzahn 118 des Auslöserades 112, wird die Hauptblockierklinke 106 aus den blockierenden Hauptsperrädern 104 gelöst und verbringt die Klinkenfeder 108 die Hauptblockierklinke 106 und das Auslöserad 112 in die in Fig. gezeichneten Stellungen zurück.

Durch Betätigen der auf Trägheitskräfte ansprechenden Betätigungsvorrichtung 100 in der weiter oben beschriebenen Weise spricht die in Fig. 3 und 4 dargestellte Rückholvorrichtung auch auf eine Beschleunigung des Fahrzeuges an. Wenn der blockierende vordere Abschnitt 40 des Hebelarms 26 in einen Zahn an der bei Wirksamwerden von Trägheitskräften blockierenden Sperrscheibe 132 eingreift, hört die Trägheitsbaugruppe auf, sich zu drehen, und nach einer kleinen zusätzlichen Drehung der Gurtspule in der Abwickelrichtung drückt die Kurvenscheibe 130 die Klinke 120 nach außen in Eingriff mit den Sperrzähnen 118 am Auslöserad 112. Dieses wird gedreht und verbringt die Hauptblock-Lerklinke 106 in blockierenden Eingriff mit den blockierenden Haupt sperrädern 104 an der Gurtspule (sh. Fig. 4). -

Aus dem in Fig. 3 und 4 dargestellten und vorstehend beschriebenen Beispiel ergibt sich, daß die auf Trägheitskräfte ansprechende Betätigungsvorrichtung 100·als Vorteile einen einfachen Aufbau, bequeme Montage, kleine

030047/0612 . ,

Abmessungen und geringes Gewicht und eine Arbeitsweise von hohem Wirkungsgrad bietet, die zumindest annähernd frei von Reibung und anderen Mangeln ist, welche die Betriebssicherheit herabsetzen und das Erreichen einer hohen Empfindlichkeit behindern könnten.

Die Betätigungsvorrichtung ist bei einer Vielfalt von im Notfall blockierenden Rückholvorrichtungen verwendbar, insbesondere deshalb, weil sie in sich abgeschlossen ist und kleine Abmessungen hat, wodurch sie in die Gesamtkonstruktion der Rückholvorrichtung bequem einpaßbar ist. Sie läßt sich beispielsweise ohne weiteres für den direkten Eingriff mit einer Hauptblockierklinke des in Fig. 3 und 4 dargestellten Typs auslegen, indem der Hebelarm 26 mit der Hauptblockierklinke 106 gekuppelt wird, damit diese in direkten Eingriff mit den Hauptsperrädern_>104 gebracht werden kann.

030047/0612

Claims

DF..-IK~.ri-NZ VUtSTHOFP PATENTANWÄLTE ^ PHIWKEDä TUESTHOFr (19I7.J9jfi) WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ dipping, gerhard puls DIPL.-CHEM.DR.E.TREIHERR VON PECHMANK PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICZ DL-INCDIETERBEHRENS MANDATAIRES AGREES PRES !'OFFICE EUROPEEN DES BREVETS D1PL.-ING.; DIPL.-irlRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ 3009034 D-8000 MÜNCHEN 1A-53 3I6 SCHWEIGERSTRASSE telefon: (085) 6620 ji telegramm: protectpatent telex: j24070 Patentansprüche :

1. Auf Trägheitskräfte ansprechende Betätigungsvorrichtung für eine im Notfall blockierende Fahrzeug-Sitzgurtrückholvorrichtung mit einer sphärischen Masse und einer Unterlage hi erfür, dadurch gekennzeichnet , daß die Unterlage von einem kreisringformigen Sitz (34) gebildet ist, in den die Masse (32) "bei Fehlen einer vorbestimmten Beschleunigung des Sitzes eingebettet ist, daß der Sitz (34) zuniüest an-/unter dem Schwerpunkt der Masse (32) so angeordnet ist, daß bei einer Beschleunigung des Sitzes (34) die Masse (32) aus dem Sitz (34) nach oben und seitwärts herausrollt, und ein Hebelarm (26)um eine zumindest annähernd waagerechte Achse schwenkbar ist, die nahe dem Sitz (34) angeordnet ist, und einen über dem Sitz (34) und unter dem Mittelpunkt der MaBse (32) angeordneten Fühlabschnitt (38) hat, mit dem die Masse (32) in Eingriff kommt, wenn sie aus dem Sitz (34) herausrollt, so daß der Fühlabschnitt (38) daraufhin von ihr niedergedrückt wird.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlabschnitt (38) des Hebelarms (26) einen Rand aufweist, der ein Loch (46) begrenzt und über und in der Nähe des Sitzes (34) und zumindest annähernd unter dem Schwerpunkt der Masse (32) einen unteren Abschnitt von ihr umgibt.

Q300A7/0612

3003094

- 2 - 53

3. Betätigungsvorrichtung nach. Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß über der Masse (32) und in einem ihrem Durchmesser zumindest annähernd gleichen Abstand vom Sitz (34) eine zumindest annähernd waagerechte Wand (14) so angeordnet ist, daß eine vertikale Bewegung der Masse (32) im wesentlichen auf die Bewegung beschränkt wird, die erforderlich ist, damit die Masse (32) nach oben aus dem Sitz (34) herausrollen kann, und durch die sichergestellt ist, daß der Hebelarm (26) daraufhin niedergedrückt wird.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Sitz (34) für die Masse (32) einen kreisrunden Rand aufweist, und daß eine äußere Begrenzungswand die Masse (32) seitlich umgibt und seitliche Bewegungen der Masse (32) in jeder Richtung so begrenzt, daß der Schwerpunkt der Masse (32) stets innerhalb einer gedachten, zumindest annähernd vertikalen kreiszylindrischen Fläche liegt, die durch den kreisrunden Rand geht, wodurch die Masse (32), wenn an ihr keinerlei Trägheitskräfte wirksam sind, aufgrund der auf sie einwirkenden Schwerkraft zum Sitz (34) zurückkehrt.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (26) mit einer Klinke einstückig verbunden ist, die mit einem vorderen Abschnitt (40) in ein Sperrad (R) einzugreifen vermag, wenn die Masse (32) den Hebelarm (26) niederdrückt.

030047/0612