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Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für Sicherheitsgurte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einem Sperrmechanismus zum Sperren des Gurtabwickelvorgangs bei Überschreiten einer bestimmten Beschleunigung dieses Vorgangs.
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Ein solcher Gurtaufroller ist aus der US-Patentschrift 40 65 071 bekannt. Der Sperrmechanismus umfaßt zwei Sperrplatten, die zwischen sich ein Mitnehmerteil der Aufwickelwelle aufnehmen. Die Sperrplatten sind durch Schlitz-Stift-Führungen drehfest, aber radial verschiebbar mit einer Trägheitsscheibe verbunden. Somit werden bei Überschreiten einer bestimmten Beschleunigung des Gurtabwickelvorgang infolge einer Drehverzögerung der Trägheitsscheibe mit den Sperrplatten gegenüber dem Mitnehmerteil der Aufwickelwelle die beiden Sperrplatten radial voneinander weggedrückt, wodurch deren Außenverzahnungen mit der Innenverzahnung eines ortsfesten Sperrades in Eingriff kommen und dadurch der Gurtabwickelvorgang blockiert wird. Nachteilig ist an diesem bekannten Gurtaufroller, daß die beiden Sperrplatten nicht nur bei einer starken Drehbeschleunigung infolge einer Gefahrensituation sondern auch infolge von Zentrifugalkräften bei einer höheren Drehgeschwindigkeit in die Sperr- oder Blockierstellung auseinanderbewegt werden können. Der Fahrer oder Beifahrer kann dadurch bei raschen Veränderungen seiner Sitzposition in seiner Bewegungsfreiheit eingeschränkt sein.
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Weiterhin besteht bei dem bekannten Gurtaufroller nach der US-PS 40 65 071 die Gefahr, daß es nach einem Blockieren nicht rasch genug wieder öffnet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich im Sperr- oder Blockierzustand der Sperrplatten eine Verspannung zwischen der Verzahnung und den Schlitz-Stift-Führungen der Sperrplatten ergeben kann, die ein ungehindertes Zurückgleiten der Sperrplatten verhindert.
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Bei einem Gurtaufroller nach der DE-OS 28 26 286 sind die Sperrplatten parallel zueinander längs ihrer aneinanderliegenden Endflächen auseinanderbewegbar, um mit einer Außenverzahnung in die Innenverzahnung eines fest angeordneten Sperrads einzugreifen und dadurch den Gurtaufroller zu blockieren. Als Mitnehmerteil greifen mit der Gurtaufwickelwelle verbundene Stifte in Langlochführungen in den Sperrplatten. Diese Stifte bewegen sich also mit der Gurtaufwickelwelle auf einer Kreisbahn. Da andererseits die Langlochführungen geradlinig und parallel zu den aneinanderliegenden Endflächen der Sperrplatten verlaufen, muß dies beim Auseinanderschieben der aneinandergleitenden Sperrplatten unweigerlich zur Klemmung führen.
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Der Sperrmechanismus des Gurtaufrollers nach der US-PS 40 44 969 besitzt zwei C-förmige Sperrplatten, die zwischen sich ein Mitnehmerteil der Aufwickelwelle aufnehmen und um Stifte einer mit dem Mitnehmerteil drehfest verbundenen Trägerscheibe schwenkbar gelagert sind. Die Massenverteilung der Sperrplatten bezüglich der Schwenkstifte ist derart, daß bei einer raschen Drehung infolge einer Gefahrensituation die Sperrplatten durch Zentrifugalkräfte gegen die Kraft von Druckfedern mit einem Außenzahn in die Innenverzahnung eines ortsfesten Sperrads verschwenkt werden. Auch hier besteht der Nachteil, daß schon außerhalb von Gefahrensituationen so hohe Zentrifugalkräfte an den Sperrplatten auftreten, daß der Gurtaufroller unerwünscht blockiert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller zu schaffen, der nur im Falle einer starken Drehbeschleunigung, d. h. nicht auf eine Drehgeschwindigkeit anspricht. Weiterhin soll der zu schaffende Gurtaufroller gewährleisten, daß nach beendigter Gefahrensituation die Sperrung sofort wieder aufgehoben wird.
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Die gestellte Aufgabe wird nach der Erfindung mit einem Gurtaufroller gelöst, wie er durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Eine Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteranspruch beschrieben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gurtaufroller sind die Sperrplatten auf ihren das Mitnehmerteil der Aufwickelwelle C-förmig umfassenden Endflächen gleitend in die Sperrstellung bewegbar. Damit ist ein ruhiger und sicherer Funktionsablauf gewährleistet und die Sperrplatten können nicht ungewollt auf Grund von Zentrifugalkräften in die Sperr- oder Blockierstellung gelangen.
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Gemäß der Weiterbildung nach dem Unteranspruch ist ein Verspannen der Sperrplatten in der Sperr- oder Blockierstellung ausgeschlossen. Somit können die Sperrplatten nach beendigter Gefahrensituation sicher wieder in ihrer Ausgangsstellung zurückgleiten.
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Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen
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Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;
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Fig. 2 eine Ansicht des Gurtaufrollers nach Fig. 1 von links;
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Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1;
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Fig. 4 ein perspektivisches Zerlegbild der Sperrmechanik;
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Fig. 5 eine Ansicht der Sperrmechanik im Sperrzustand;
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Fig. 6 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung;
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Fig. 7 eine Ansicht der Sperrmechanik der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Aus den Fig. 1 bis 3 ist zu entnehmen, daß ein Gurtaufroller 10 mit seinem Rahmen 12 mit Hilfe von Halteschrauben 14 an einer Fahrzeugkarosserie 16 festgehalten wird. Eine Aufwickelwelle 22 ist in Schenkeln 18 und 20 drehbar gehaltert; die Schenkel gehen von den beiden Seiten des Rahmens 12 aus und verlaufen parallel zueinander. Das eine Ende eines Gurts 24 zum Festhalten eines Insassen ist in Lagen auf die Aufwickelwelle 22 gewickelt. Das eine Ende der Aufwickelwelle 22, die durch den Schenkel 20 geführt ist, ist mit diesem Schenkel über das innere Ende einer Spiralfeder 26 verbunden, deren Außenende an einem Federgehäuse 28 angebracht ist, das fest an dem Schenkel 20 angeordnet ist. Infolgedessen wird die Aufwickelwelle 22 in Aufwickelrichtung des Gurts 24 (in der durch den Pfeil A in den Fig. 2 und 3 angedeuteten Richtung) vorgespannt. Durch vier Nieten 32 ist ein innengezahntes Sperrad 30 fest mit der Außenseite des Schenkels 18 verbunden. Zwei als Sperrglieder dienende Sperrplatten 34 und 36 stehen einander in diesem Sperrad 30 gegenüber.
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Die Sperrplatten 34 und 36 besitzen in ihrem Mittelteil jeweils Ausnehmungen 40, in die ein rechteckiges Mitnehmerteil 38 der Aufwickelwelle 22 eingreift. Die beiden Sperrplatten 34 und 36 weisen somit im wesentlichen C-Form auf. Die voneinander abgewandten Endstücke dieser C-förmigen Bauteile, d. h. die Endflächen 42 der die Aufwickelwelle 22 umfassenden Sperrplatten 34 und 36, liegen auf einer durch die Achse der Aufwickelwelle 22 verlaufenden Geraden und stellen einander berührende Flächen dar.
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Die Endflächen 42 bilden Gleitflächen, die in zueinander entgegengesetzten Richtungen bewegbar sind, wenn die beiden Sperrplatten in die in Fig. 5 gezeichnete Sperrstellung gebracht werden.
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Ein Teil der Außenränder der beiden Sperrplatten 34 und 36 ist mit einer Außenverzahnung 44 versehen, die in das innengezahnte Sperrad 30 eingreifen kann, wenn die Sperrplatten 34 und 36 auf ihren Endflächen gegeneinander verschoben werden; dann kann die Drehung der Sperrplatten 34 und 36 und der Aufwickelwelle 22 unterbunden werden. Folglich können die Sperrplatten 34 und 36 und das Mitnehmerteil 38 der Aufwickelwelle 22 aus dem in Fig. 5 gezeichneten Zustand heraus gegeneinander bewegt werden. Aus der einen Seite der Sperrplatten 34 und 36 stehen außerdem jeweils zwei Stifte 46 parallel zu der Aufwickelwelle 22 vor.
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Ein Zapfen 48 verläuft koaxial zu dem Mitnehmerteil 38 der Aufwickelwelle 22 und läuft zusammen mit der Aufwickelwelle 22 um. Eine Trägheitsscheibe 50 in Form eines Sperringes ist drehbar so auf dem Zapfen 48 angebracht, daß sie sich ihm gegenüber verdrehen läßt. Vier Schlitze 52 befinden sich auf der Trägheitsscheibe 50 in der den Sperrplatten zugewandten Seite. Von den Sperrplatten 34 und 36 gehen die vier Stifte 46 aus, die in jeweils einen zugeordneten Schlitz 52 eingreifen, so daß die beiden Sperrplatten 34 und 36 in zueinander entgegengesetzten Richtungen um einen den Schlitzen 52 entsprechenden Hubbetrag bewegbar sind, während sie sich längs der Endflächen 42 gegeneinander verschieben.
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Die Trägheitsscheibe 50 ist in Richtung des Uhrzeigers um die Aufwickelwelle 22, d. h. in Abwickelrichtung der Aufwickelwelle 22 in Fig. 3, durch eine Torsionsschraubenfeder 54 vorgespannt, die zwischen dem Zapfen 48 und der Trägheitsscheibe eingespannt ist. Folglich bewegt sich die Trägheitsscheibe 50, auf die von der Feder eine Vorspannung übertragen wird, wenn die Aufwickelwelle 22 in Richtung zum Abwickeln des Gurtes mit einer Beschleunigung vorbestimmter Größe oder mit niedrigerer Beschleunigung gedreht wird, in Richtung der Aufwickelwelle 22 und dreht sich somit zusammen mit ihr. Wenn jedoch die Gurtabwickeldrehung der Aufwickelwelle 22 eine vorbestimmte Beschleunigung überschreitet, verbiegt sich die Torsionsschraubenfeder 54 und führt zu einer Drehverzögerung der Trägheitsscheibe 50 gegenüber der Aufwickelwelle 22. Wenn eine derartige Verzögerung der Drehung der Trägheitsscheibe 50 auftritt, bewirkt die Aufwickelwelle 22, daß sich die Sperrplatten 34 und 36 in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen, wie in Fig. 5 angedeutet, und bei dieser Bewegung bewegen sich die Stifte 46 der Sperrplatten 34 und 36 in den Schlitzen 52.
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Unter normalen Umständen, d. h. wenn die Aufwickelwelle sich nicht beschleunigt in Abwickelrichtung dreht (vgl. Fig. 3), legen sich die Stifte 46 gegen das eine Ende der Schlitze 52, und als Anschläge 40 A ausgebildete Teile der Ausnehmungen 40 legen sich gegen das Mitnehmerteil 38 der Aufwickelwelle.
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Am Außenrand der Trägheitsscheibe 50 und einer an dem Schenkel 18 gelagerten Sperrklinke 58 gegenüberstehend befinden sich Sperrzähne 56. Die Klinke 58 läßt sich von einer Trägheitskugel 62 aufwärtsstoßen, die in ein Gehäuse 60 an dem Schenkel 18 aufgenommen ist; die Sperrklinke 58 greift dann in die Sperrzähne 56 ein. Bei normaler Fahrt des Fahrzeugs sind die Sperrklinke 58 und die Sperrzähne 56 voneinander getrennt, wenn aber die Fahrzeugbeschleunigung einen vorbestimmten Wert erreicht, verlagert sich die Trägheitskugel 62 so, daß sie die Klinke 58 gegen die Sperrzähne 56 führt, wodurch die Drehung der Trägheitsscheibe 50 in Abwickelrichtung unterborchen wird, so daß sich ein Zurückbleiben der Trägheitsscheibe 50 gegenüber der Aufwickelwelle 22 ergibt.
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Bei der hier beschriebenen Ausführungsform des Gurtaufrollers 10 und der angegebenen Anordnung kann der Fahrzeuginsasse den Gurt 24 von der Aufwickelwelle 22 herunterziehen und den Gurt anlegen. Unter normalen Verhältnissen tritt beim Aufwickeln oder Abwickeln des Gurts an der Aufwickelwelle 22 keine hohe Drehbeschleunigung auf, und die Trägheitsscheibe 50 dreht sich im Gleichlauf mit der Drehung der Aufwickelwelle 22, so daß die Abwickeldrehung der Aufwickelwelle 22 nicht gesperrt wird.
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Wenn das Fahrzeug, etwa bei einem Zusammenstoß, in eine Gefahrensituation gerät, bewegt sich der angegurtete Insasse in Kollisionsrichtung, wodurch der Gurt 24 schnell von der Aufwickelwelle 22 abgewickelt wird, so daß an der Aufwickelwelle 22 eine hohe Abwickelbeschleunigung auftritt.
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Dadurch erfährt die Trägheitsscheibe 50 eine Verzögerung der Drehung gegenüber der Aufwickelwelle 22, das Mitnehmerteil 38 bewegt die Sperrplatten 34 und 36 dank der Ausnehmungen 40 in zueinander entgegengesetzte Richtungen, so daß die Sperrplatten 34 und 36 in Eingriff mit dem innengezahnten Sperrad 30 gelangen (vgl. Fig. 5). Folglich wird die Abwickeldrehung der Aufwickelwelle 22 augenblicklich gestoppt, wodurch der Insasse zuverlässig von dem Gurt 24 gehalten wird und die Sicherheit des Insassen gewährleistet wird.
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Während dieses Vorgangs sind die Sperrplatten 34 und 36 in diametral einander gegenüberliegenden Richtungen mit dem Zentrum in der Achse der Aufwickelwelle 22 angeordnet, so daß keine unausgeglichene Drehung stattfinden kann, und die Stifte 46 werden, geführt durch die Schlitze 52 in der Trägheitsscheibe 50, so bewegt, daß an den Sperrplatten 34 und 36 kein Spiel auftritt.
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Eine Beschleunigung des Fahrzeugs, die in einer Gefahrensituation des Fahrzeugs auftritt, führt zu einer Verlagerung der Trägheitskugel 62, wodurch die Klinke 58 in Eingriff mit einem der Sperrzähne 56 gerät und die Abwickeldrehung der Trägheitsscheibe 50 gestoppt wird. Dadurch entsteht eine gegenseitige Drehbewegung zwischen der Trägheitsscheibe 50 und der Aufwickelwelle 22, so daß der Insasse in einen Zustand gelangt, in dem er von dem Gurt 24 gehalten wird.
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Wenn die Gefahrensituation nicht mehr besteht, werden die Sperrplatten 34 und 36 durch eine Aufwickelbewegung wieder aus dem innengezahnten Sperrad 30 gelöst und gelangen in den in den Fig. 1 und 3 gezeichneten Zustand, und die Vorrichtung kann wieder als normaler Gurtaufroller arbeiten.
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In den Fig. 6 und 7 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben. Wie aus Fig. 6 zu entnehmen ist, weist jeder der Schlitze 52 an der einen Seite einen engeren Abschnit 52 A und an der anderen Seite einen weiteren Abschnitt 52 B auf. Der engere Abschnitt 52 A ist so eng, daß der Stift 46 eng umschlossen wird, und der weitere Abschnitt ist so weit, daß ein Zwischenraum um den Außenrand des Stifts 46 verbleibt.
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Wie Fig. 6 zeigt, haben die beiden Sperrplatten 34 und 36, wenn der Stift 46 in dem engeren Abschnitt 52 A steht, Abstand von dem innengezahnten Sperrad 30, und wenn der Stift 46 sich im weiteren Abschnitt 52 B befindet, greifen die Sperrelemente 44 in das innengezahnte Sperrad 30 ein.
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Wird die Aufwickelwelle 22 bei einer vorbestimmten oder einer geringeren Beschleunigung in Abwickelrichtung gedreht, gerät die Trägheitsscheibe 50 unter die Wirkung der Vorspannkraft der Feder 54, folgt der Drehung der Aufwickelwelle 22 und macht die Drehung der Aufwickelwelle 22 mit. Dabei befindet sich der Stift 46 in dem engeren Abschnitt 52 A. Wenn aber die Gurtwickeldrehung der Aufwickelwelle schnell ausgeübt wird, verursacht die Trägheitskraft der Trägheitsscheibe 50 eine Verbiegung der Torsionsschraubenfeder 54 und es ergibt sich eine Verzögerung der Drehung der Trägheitsscheibe 50 gegenüber der Aufwickelwelle 22. Dabei wird der Stift 46 unter der Wirkung der Aufwickelwelle 22 in den weiteren Abschnitt 52 B des Schlitzes 52 geführt.
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Nachstehend soll die Arbeitsweise dieser zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden.
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Die Stifte 46 der Sperrplatten 34 und 36 sitzen satt in den engeren Abschnitten 52 A der Schlitze 52, wenn die Aufwickelwelle 22 bei normalen Fahrverhältnissen des Fahrzeugs gedreht wird, und es entsteht kein Spiel zwischen den Sperrplatten 34, 36 und dem Mitnehmerteil 38 der Aufwickelwelle 22, wodurch auch die Entstehung von Geräuschen unterbunden wird.
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Wenn das Fahrzeug in eine Gefahrensituation gerät, erfährt die Trägheitsscheibe 50, vergleichbar mit den Situationen bei der oben beschriebenen Ausführungsform, eine Drehverzögerung gegenüber der Aufwickelwelle 22, wodurch die Sperrplatten 34, 36 zum Eingreifen mit dem innengezahnten Sperrad 30 gebracht werden, so daß die Abwickeldrehung der Aufwickelwelle 22 augenblicklich unterbunden wird.
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Im Sperrzustand befinden sich die Stifte 46 locker aufgenommen in den weiten Abschnitten 52 B der Schlitze 52, wie in Fig. 7 durch die strichpunktierten Linien angedeutet. Dagegen sind die Sperrplatten 34 und 36 während sie in den Sperrzustand überführt werden, genau in den engeren Abschnitten 52 A der Schlitze 52 mit den Stiften 46 geführt, so daß die Sperrplatten 34 und 36 schnell zum Einrasten mit dem innengezahnten Sperrad 30 gebracht werden können.
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Im durch die Fahrzeugbeschleunigung ausgelösten Sperrzustand ist die Trägheitsscheibe 50 am Drehen gehindert, und die Stifte 46 nehmen die Antriebskräfte des Mitnehmerteils 38 der Aufwickelwelle auf, die sie in Breitenrichtung der Schlitze 52 verlagern. Bei der gerade beschriebenen Ausführungsform befindet sich der breitere Abschnitt 52 B der Schlitze 52jeweils an deren einem Ende. Diese weiteren Abschnitte 52 B fangen Toleranzen in der Dimensionierung der Stifte 46, der Sperrplatten 34, 36, des Mitnehmerteils 38 der Aufwickelwelle usw. auf, wodurch unnötige Belastungen vermieden werden, die anderenfalls in Breitenrichtung der Schlitze 52 zwischen den Stiften 46 und den Schlitzen 52 auftreten können.
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In diesem Fall bestehen zwischen den Stiften 46, die im Sperrzustand von den weiteren Abschnitten 52 B aufgenommen sind, und diesen weiteren Abschnitten 52 B selbst Zwischenräume, so daß die Stifte 46 ohne weiteres in die engeren Abschnitte 52 A eintreten können. Dadurch kann ein Fressen der Stifte 46 an den Schlitzen 52 vermieden werden, was anderenfalls auftreten könnte, wenn die Breite der Schlitze 52 über die gesamte Schlitzlänge jeweils gleich der des engeren Abschnitts 52 A gemacht würde. Zwischen dem engeren Abschnitt 52 A und dem weiteren Abschnitt 52 B sind abgeschrägte Übergänge 52 C vorgesehen (Fig. 7), so daß die Stifte 46 eine Führung in den engeren Abschnitt 52 A hinein erfahren.