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Die Erfindung betrifft einen Aufrollautomat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
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Ein solcher Aufrollautomat ist aus der US-PS 41 90 213 bekannt. Er besitzt eine Einrichtung zur Gurtspulenblockierung im Gefahrenfalle mittels einer Sperrklinke, die in eine Sperrverzahnung an einem drehfest mit der Gurtwelle verbundenen Sperrad eingreift. Die Betätigung der Sperrklinke erfolgt durch einen fahrzeugsensitiven Auslösemechanismus und/oder einen gurtbandsensitiven Auslösemechanismus. Der gurtbandsensitive Auslösemechanismus besteht aus einer als Trägheitsmasse ausgebildeten, an einem mit der Gurtwelle drehfest verbundenen Lagerteil schwenkbar gelagerten Klinke, die bei erhöhter Gurtbandbeschleunigung in Eingriffstellung mit einer Innenverzahnung in einem hülsenförmigen Ansatz eines relativ zur Gurtwelle verdrehbaren Steuerteils verschwenkbar ist. Das Steuerteil besitzt einen Steueransatz für die Betätigung der Sperrklinke durch eine Drehbewegung des Steuerteils, nachdem dieses über die Klinke drehschlüssig mit dem drehfest mit der Gurtwelle verbundenen Lagerteil gekoppelt ist. Der fahrzeugsensitive Auslösemechansismus umfaßt eine an dem Steuerteil schwenkbar gelagerte Klinke, die durch ein beweglich gelagertes Masseteil in Eingriff mit den Sperrzähnen der Sperrverzahnung verschwenkbar ist. Die Sperrverzahnung hat somit eine Doppelfunktion. Einerseits dient sie durch Eingriff mit der Sperrklinke zur Blockierung der Gurtspule; andererseits dient sie durch Zusammenwirken mit der Klinke des fahrzeugsensitiven Auslösemechanismus als Kupplungselement für die drehschlüssige Kupplung zwischen Gurtwelle und Steuerteil. Da die Sperrverzahnung eine relativ große Zahnhöhe aufweist, kommt es bei schneller Drehung der Gurtwelle mit Sperrverzahnung zu einem Prellen der Klinke, sobald diese von einem Sperrzahn angestoßen wird. Um dennoch einen Rasteingriff zwischen der Klinke und der Sperrverzahnung zu erreichen, ist die Klinke an einem schwenkbar am Steuerteil gelagerten Hebel ihrerseits schwenkbar gelagert sowie gegen den Hebel durch eine Druckfeder abgestützt. Diese Druckfeder soll das Prellen der Klinke dämpfen. Dennoch wird durch das Prellen der Klinke die Kupplungsverbindung zwischen Gurtwelle und Steuerteil verzögert, wodurch die Ansprechzeit der Gurtspulenblockierung verlängert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Aufrollautomaten der oben beschriebenen Art die Ansprechzeit des fahrzeugsensitiven Auslösemechanismus zu verkürzen.
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Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Aufrollautomaten durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Aufrollautomaten ist die Verzahnung, über welche die Kupplungsverbindung zwischen Gurtwelle und Steuerteil hergestellt wird, nicht durch die Sperrverzahnung, sondern durch Rastzähne am Außenumfang des mit der Gurtwelle drehfest verbundenen Lagerteils gebildet. Die Klinke greift unmittelbar durch eine Ausnehmung in dem hülsenförmigen Ansatz des Steuerteils hindurch und ist mit den Rastzähnen des Lagerteils verrastbar. Auf diese Weise wird eine direkte Einwirkung des fahrzeugsensitiven Auslösemechanismus auf die Klinkensperreinrichtung innerhalb einer extrem kurzen Zeitspanne erreicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
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Fig. 1 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Aufrollautomaten mit sämtlichen, für die fahrzeugsensitive und die gurtbandsensitive Sperrung benötigten Teilen,
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Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht und Schnittansicht des Aufrollautomaten gemäß Fig. 1 für fahrzeugsensitive Sperrung, wobei die für die gurtbandsensitive Sperrung benötigten Teile weggelassen sind,
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Fig. 4 und 5 eine Seitenansicht und Schnittansicht des Aufrollautomaten gemäß Fig. 1 für gurtbandsensitive Sperrung, wobei die für die fahrzeugsensitive Sperrung erforderlichen Teile weggelassen sind.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein U-förmiges Automatengehäuse bezeichnet mit Seitenplatten 2 und 3. An der Außenseite der Seitenplatte 2 befestigbar ist eine Lagerplatte 4, mit 5 ist eine Gurtwelle bezeichnet, auf die ein nicht weiter dargestelltes flexibles Gurtband zwischen Spulenflanschen 6 aufrollbar ist. Fest mit der Gurtwelle 5 verbunden sind an den Außenflächen der Spulenflansche 6 angeordnete Mitnehmer-Zahnscheiben 7, auf die außen verzahnte Sperräder 8 aufsteckbar und z. B. durch Vernieten befestigbar sind. Wie Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3 zeigt, ist der Abstand zwischen den beiden Sperrädern 8 so gewählt, daß sie bei montierter Gurtwelle 5 innerhalb im wesentlichen runder Ausnehmungen 9 in den Seitenplatten 2 und 3 zu liegen kommen. In tangential zu den Ausnehmungen 9 angeordneten keilförmigen Schlitzen 10 ist eine U-förmige Sperrklinke 11 mit Lagerschultern 12 um ein vorbestimmtes Winkelmaß schwenkbar gelagert, wobei das Winkelmaß so bemessen ist, daß die U-förmige Sperrklinke mit dem Hochschwenken mit Sperrzähnen 13 in den Außen-Sperrverzahnungen der Sperräder 8 verrastet, dagegen in der unteren Ruhestellung die Sperräder 8 freigibt. Die Gurtwelle 5 ist beidseitig mit Lagerzapfen 14 und 14&min; versehen. Für die Lagerung der Gurtwelle an den Lagerzapfen 14 und 14&min; dient auf der Seite der Seitenplatte 2 ein Lagerteil 15, der in Form eines Zahnrades mit außenliegenden Rastzähnen 16 ausgebildet ist und einen Lagerbund 17 (Fig. 3) sowie einen Lageransatz 18 aufweist. Mit dem letztgenannten Lageransatz 18 ist der Lagerteil 15 in einer Lageröffnung 19 der Lagerplatte 4 gelagert, wobei die Gurtwelle 5 mit dem Lagerzapfen 14 am Innenumfang des Lageransatzes 18 gelagert ist, wie Fig. 3 zeigt. Auf der anderen Seite ist ebenfalls eine Lagerplatte 4&min; an der Seitenplatte 3 starr befestigt, in deren Lageröffnung 20 die Gurtwelle 5 mit dem Lagerzapfen 14&min; gelagert ist. Wie nicht weiter dargestellt, überragt der Lagerzapfen 14&min; die Seitenplatte 4&min; und ist in bekannter Weise mit einem Ende einer Aufrollfeder verbunden, die andererseits an einem gehäusefesten Lagerteil gelagert ist. Auf dem Lagerbund 17 (Fig. 3) des Lagerteils 15 frei drehbar gelagert ist ein Steuerteil 21, der einen hülsenartigen, konzentrisch zur Gurtwelle 5 liegenden Ansatz 22 mit Innen-Rastverzahnung 23 besitzt und mit seiner Lageröffnung 24 auf dem Lagerbund 17 des Lagerteils 15 gelagert ist. Der hülsenartige Ansatz 22 des Steuerteils 21 umschließt einen Hohlraum 25, in dem der Lagerteil 15 liegt. Der Steuerteil besitzt ferner einen ersten hebelartigen Ansatz 26 mit einem Steuerzapfen 27 auf der einen Seite und einem Lagerzapfen 28 auf der anderen Seite. Der zweite hebelartige Ansatz 29 liegt dem erstgenannten Ansatz 26 diametral gegenüber und weist einen Lagerstift 30 für eine Feder 31 auf, die andererseits sich an einem Vorsprung 32 an der Lagerplatte 4 abstützt. Mit dem Steuerzapfen 27 ist der Steuerteil 21 in einer Nut 33 der Lagerplatte 4 um ein vorbestimmtes Maß verschwenkbar geführt. Dieses Schwenkmaß ist so gewählt, daß mit dem Verschwenken des Steuerteils 21 entgegen der Kraft der Feder 31 der Steuerzapfen 27 in Kontakt mit der Sperrklinke 11 tritt und diese in die vorerwähnte Sperrstellung anhebt, in welcher die Sperrklinke 11 mit den Sperrädern 8 verrastet. An dem Lagerzapfen 28 des Steuerteils 21 ist ein als einarmiger Hebel ausgebildeter Betätigungshebel 34 schwenkbar gelagert, der durch eine den hülsenartigen Ansatz 22 des Steuerteils 21 durchstoßende Ausnehmung 35 hindurchragt und mit einem Zahn 36 mit den Rastzähnen 16 des Lagerteils 15 verrastbar ist. An dem Lagerteil 15 außermittig an einem Lagerzapfen 37 schwenkbar gelagert ist ein in Form eines einarmigen Hebels ausgebildeter gurtbandsensitiver Massesensor 38, der durch eine Zugfeder 39 in einer zur Achse der Gurtwelle 5 hin gezogenen Ruhelage gehalten wird, welche Feder 39 an einem Ansatz 40 am Lagerteil 15 ein Widerlager besitzt. Wie aus den Fig. 1 und 4 hervorgeht, sind am Massesensor 38 mehrere, von der Schwenkachse unterschiedlich entfernte Federlager 38 a, 38 b und 38 c in einer Ausnehmung des Massesensors 38 vorgesehen, an denen die Zugfeder 39 wahlweise eingehängt werden kann. Der Massesensor 38 ist im Querschnitt L-förmig ausgebildet, wobei er mit seinem in bezug auf den Lagerteil 15 außenliegenden Schenkel 38&min; den hülsenförmigen Ansatz des Steuerteils 15 überragt und mit diesem, einen Rastzahn bildenden Schenkel 38&min; mit der Innen-Rastverzahnung 23 des Steuerteils 21 verrastbar ist. Der Lagerteil 15 ist fest mit dem Lagerzapfen 14 der Gurtwelle 5 verbunden. An der Lagerplatte 4 ist schließlich ein schwalbenschwanzförmiger Lageransatz 41 befestigt bzw. einstückig angeformt, welcher der Lagerung eines fahrzeugsensitiven Massesensors 42 dient. Der Massesensor 42 besteht aus einem Lagerteil 43, das verbunden ist mit einer Platte 44, die in den schwalbenschwanzförmigen Lageransatz 41 einsteckbar und arretierbar ist. Auf dem Lagerteil 43 in einer konisch erweiterten Ausnehmung in an sich bekannter Weise gelagert ist eine Massekugel 45, auf der frei schwenkbar ein Sensorhebel 46 ruht, der seinerseits am Lagerteil 43 schwenkbar gelagert ist.
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Anhand der Fig. 2 und 3 ist der fahrzeugsensitive Sperrvorgang des beschriebenen Aufrollautomaten erläutert. Bei Auftreten einer ein vorbestimmtes Maß übersteigenden Verzögerung oder Beschleunigung am Fahrzeug, in dem der Aufrollautomat eingebaut ist, wird die Massekugel 45 außerhalb der Mitte des Lagerteils 43 verstellt, womit der Sensorhebel 46 nach oben angehoben wird. Der Sensorhebel 46 gelangt in Kontakt mit der Sensorklinke 34, verstellt diese in Richtung der Gurtwellen-Achse und bringt sie direkt in Eingriff mit den Rastzähnen 16 des Lagerteils 15. Die Folge ist, daß durch die Verrastung der am Steuerteil 21 gelagerten Sensorklinke Steuerteil 21 und Lagerteil 15 formschlüssig miteinander verbunden sind. Da der Lagerteil 15 fest mit der Gurtwelle 5 verbunden ist, wird mit dem Abziehen des Gurtbandes von der Gurtwelle 5 der Steuerteil 21 entgegen der Kraft der Feder 31 verschwenkt, so daß über den Steuerzapfen 27 die Sperrklinke 11 in die Sperrstellung verstellt wird und mit ihren Sperrzähnen 13 mit den Sperrädern 8 verrastet, wie in Fig. 2 durch gestrichelte Linienzüge verdeutlicht. Damit ist die Gurtwelle 5 und das Gurtband gesperrt. Die Entriegelung des Systems erfolgt über die Feder 31, die den Steuerteil 21 wieder in die Ruhelage zurückdrückt, nachdem sich die Massekugel 45 wieder in der Ruhelage befindet.
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Die gurtbandsensitive Sperrung ist anhand der Fig. 4 und 5 verdeutlicht. Im Crashfalle fällt der durch den Sicherheitsgurt gesicherte Fahrzeuginsasse nach vorne, womit das Gurtband von der Gurtwelle mit hoher Beschleunigung abgezogen wird.
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Durch die sich drehende Gurtwelle 5 wird auf den damit verbundenen Lagerteil 15 ein Beschleunigungsmoment aufgebracht. Dadurch wird der hebelartige Massesensor 38 entgegen der Kraft der Feder 39 aus der Ruhelage gebracht und verrastet mit der Innen-Rastverzahnung des Steuerteils 21. Die Folge ist, daß der Steuerteil 21 verschwenkt wird und dabei die Sperrklinke 11 - wie erläutert - in die Sperrstellung verstellt. Mit der Verstellung des Massesensors 38 nach außen wird wiederum zwischen Steuerteil 21 und Lagerteil 15 eine formschlüssige Verbindung geschaffen, wodurch der Sperrvorgang eingeleitet wird. Die Rückstellung des Systems in die Ruhelage erfolgt nach Aufhebung des Beschleunigungsmomentes durch die Zugfeder 39.