DE3940374C2 - Aufrollautomat für einen Sicherheitsgurt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufrollautomaten für einen Sicherheitsgurt nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem derartigen aus der DE 37 11 537 A1 bekannten Aufrollautomaten ist die Lagereinrichtung als U-förmige Lagernadel ausgebildet. Die beiden Lager der Wickelwelle befinden sich auf einem durch die Wickelwelle hinduchgeführten Schenkel der Lagernadel. Das Ende dieses Schenkels ist in ein Multifunktionsteil, welches an der Mechanikseite die Sensoreinrichtung kappenförmig umschließt und eine Schwenkeinheit mit der U-förmigen Lagernadel bildet, eingesteckt. An der Federseite ist eine becherförmige Abdeckung fest mit dem Rahmen verbunden und schwenkt nicht mit.

Aus der DE 35 32 470 A1 sind die Lager für die Wickelwelle als Spitzenlager an beidseitligen Endabdeckungen, die fest mit den Seitenwänden 12 und 13 des Rahmens verbunden sind, ausgebildet. Die Endabdeckungen sind leicht machgiebig ausgebildet, so daß sich die Welle in eine Hauptblockierstellung bewegen kann. Die Endabdeckungen bleiben jedoch fest mit den Seitenwänden des Rahmens verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aufrollautomaten der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine einfache Schwenklagerung für die Wickelwelle mit wenigen Bauteilen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Aus der DE 34 02 245 ist es zwar bekannt, eine Mechanikkassette, in welcher die Sensoreinrichtung und eine Federkassette, in welcher die Aufwickelfeder für die Wickelwelle untergebracht sind, durch Steckverbindung zu einer Baueinheit miteinander zu verbinden, wobei zwischen den beiden zusammengesteckten Kassetten die Wickelwelle gelagert wird. Jedoch erfolgt die Lagerung der Wickelwelle in Drehlagern, die in zusätzlich in die Kassetten eingesetzten Platten vorgesehen sind. Ferner wird die Baueinheit nicht schwenkbar im Fahrzeug eingebaut. Im Gegensatz dazu wird bei der Erfindung die Baueinheit im fertigmontierten Zustand schwenkbar im Rahmen montiert. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Blockierverzahnungen an der Wickelwelle in die Blockierverzahnungen an den Rahmenschenkeln in der Hauptblockierung in Eingriff kommen, so daß vom Gurtband ausgehende Kräfte sich nicht auf die Spitzenlager auswirken.

In vorteilhafter Weise kann der Rahmen Bestandteil einer Fahrzeugkarosserie, beispielsweise der B-Säule eines Fahrzeugs, sein, wie es aus der US 43 12 521 bekannt ist.

Aufgrund der an sich bekannten Spitzenlager für die Wickelwelle (DE 35 32 470 A1) wird eine hohe Leichtgängigkeit der Wickelwelle erreicht. In der Hauptblockierstellung der Wickelwelle wirken keine z. B. sich aus Verformungen ergebende Kräfte auf die Spitzenlager.

Ferner läßt sich ohne zusätzliche Bauteile ein staubabweisender Aufbau der oben genannten Baueinheit dadurch erreichen, daß an den beiden Stirnseiten der Wickelwelle ringförmige Dichtungslamellen angeformt sind, die zur Bildung einer Labyrinthdichtung in entsprechende Ausnehmungen der Lagereinrichtungen, insbesondere Lagerschalen, eingreifen. Die Anordnung der ringförmigen Dichtungslamellen ist so, daß diese auf einem Kreis um die Wickelachse liegen, der einen kleineren Radius aufweist als die Kreise, auf welchen die stirnseitigen Blockierverzahnungen auf der Wickelwelle liegen.

Anhand der beigefügten Figuren wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 die Bestandteile des Ausführungsbeispiels der Erfindung in auseinandergezogener perspektivischer Stellung;

Fig. 2 eine perspektivische Detailansicht im Bereich der mechanikseitigen Stirnfläche der Wickel­ welle, welche beim Ausführungsbeispiel zur Anwendung kommt, und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die mechanikseitige Stirnfläche mit Teilen der gurtbandsensi­ tiven und fahrzeugsensitiven Sensorik.

Ein in den Figuren dargestellter Aufrollautomat für einen Sicherheitsgurt enthält eine Wickelwelle 1 mit einem Wickelkern 39, der einen Zentralschlitz 40 zum Befestigen eines nicht näher dargestellten Gurtbandes aufweist. An stirnseitigen Wickelenden sind Blockierverzahnungen 11, 12 vorgesehen. Diese sind an eine federseitige Stirnfläche 79 und eine mechanikseitige Stirnfläche 28 angeformt. An die federseitige Stirnfläche 79 und die mechanikseitige Stirn­ fläche 28 der Wickelwelle 1 sind Lagerzapfen 21 und 41 und Lagerspitzen 2 und 4, die zusammen mit Gegenlagern 3 und 5 Spitzenlagerungen für die Wickelwelle 1 in als Lagerschalen 6, 7 ausgebildeten Lagereinrichtungen bilden. Die Gegenlager 3 und 5 sind hierbei an Bodenflächen der Lagerschalen 6 und 7 angeformt.

Aus der Fig. 1 ist ferner zu ersehen, daß der federseitige Lagerzapfen 21 mit einer Eingriffstelle 22 für ein Feder­ ende 23 einer Aufwickelfeder 15 ausgestattet ist. Ein anderes Federende 38 der Aufwickelfeder 15 ist im zusammengebauten Zustand mit einer Eingriffstelle 24 in der federseitigen Lagerschale 6 verbunden.

An die federseitige Stirnfläche 79 der Wickelwelle 1 ist ferner eine zylinderförmige Dichtungslamelle 16, bevorzugt einstückig, angeformt. Diese Dichtungslamelle 16 ragt im zusammengebauten Zustand in eine entsprechende Ausnehmung 18, die in die Lagerschale 6 eingeformt ist. Die Ausnehmung 18 und die Dichtungslamelle 16 bilden hierbei eine staubabweisende Labyrinthdichtung. Im zusammengebauten Zustand wird die federseitige Blockierver­ zahnung 11 von dieser Labyrinthdichtung nicht abgedeckt. Die Labyrinthdichtung deckt jedoch die Aufwickelfeder 15 und die Spitzenlagerung (Lagerspitze 2 und Gegenlager 3) ab.

Mechanikseitig ist, wie die perspektivische vergrößerte Darstellung Fig. 2 zeigt, an die Stirnfläche 28 der Wickel­ welle 1 die Blockierverzahnung 12 und eine Steuerver­ zahnung 34 für einen fahrzeugsensitiv veranlaßten Klinken­ eingriff vorgesehen. Ferner ist an die mechanikseitige Stirnfläche 28 eine weitere hohlzylin­ drische Dichtungslamelle 17 angeformt, die in eine ent­ sprechende Ausnehmung 19 an der mechanikseitigen Lagerschale 7 im zusammengebauten Zustand eingeschoben wird. Auch hier wird eine staubabweisende Labyrinthdichtung erreicht.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 zu ersehen ist, sind die Dichtungslamelle 17 sowie die beiden Verzahnungen 34 und 12 koaxial um die Wellenachse A der Wickelwelle 1, d. h. um die Verbindungslinie der beiden Lagerspitzen 2 und 4 angeordnet. Die Dichtungslamelle 17 und die beiden Verzahnungen 12, 34 können aus einem Stück bestehen und können bevorzugt einstückig an die mechanikseitige Stirnfläche (Wellenflansch) 28 der Wickel­ welle 1 angeformt sein.

Ferner sind an die mechanikseitige Stirnfläche 28 zumindest eine der beiden Lagerstellen in Form von Lagerstiften 29, 30 für wenigstens eine der beiden Trägheitsmassen 25 und 26 angeformt. In bevorzugter Weise werden zwei Trägheitsmassen 25 und 26 an den Lagerstiften 29 und 30 drehbar gelagert. Die beiden Trägheitsmassen25, 26 werden durch eine Druckfeder 27, welche durch eine Bohrung 42 im Lagerzapfen 41 geführt ist, um die beiden Lagerstifte 29 und 30 in ihre Ruhestellungen gedrückt. Dabei liegen sie an Widerlagern 43, 44 an. Hierzu wirkt die Druckfeder 27 auf Hebelarme 45, 46, die an die Trägheitsmassen 25 und 26 angeformt sind. Es ist natürlich auch möglich, die Widerlager 43 und 44 an zu der Druckfeder 27 entgegengesetzten Seiten der Hebelarme 45 und 46 vorzu­ sehen. Beim dargestellten Ausführungsbeipiel befinden sich die Widerlager 43 und 44 im Bereich der Hauptmassen der beiden Trägheitsmassen 25 und 26.

An die Trägheitsmassen 25 und 26 sind einstückig Klinken 31 und 32 angeformt. Bei überhöhter Gurtbandbeschleunigung werden die Trägheitsmassen 25 und 26 um ihre Lagerstifte 29, 30 entgegengesetzt zur Wirkung der Druckfeder 27 ge­ schwenkt, so daß die Klinken 31 und 32 mit der Steuerver­ zahnung 33, welche an der mechanikseitigen Lagerschale 7 vorge­ sehen ist, in Eingriff kommt. Hierdurch wird dann die noch zu erläuternde Einhubbewegung der Blockierverzahnungen 11 und 12 in am Rahmen 8 vorgesehene entsprechende Blockierverzah­ nungen 9 und 10 verursacht. Aufgrund der diametralen Wirkung der Druckfeder 27 ist nur die halbe Federrate erforderlich.

In einem an die Lagerschale 7 angeformten Sensorgehäuse 47 ist in Form einer Kugel 35 und einem Klinkenhebel 36 in bekannter Weise aufgebildete fahrzeugsensitive Sensor gelagert. Mithilfe einer aufclipsbaren Verschlußklappe 48 kann nach dem Einbau der Kugel und des Klinkenhebels 36 in der in Fig. 3 gezeigten Anordnung das Sensorgehäuse 47 verschlossen werden.

Wie insbesondere aus der Fig. 3 zu ersehen ist, wirkt bei ei­ ner überhöhten Fahrzeugbeschleunigung bzw. Fahrzeugabbremsung die in ihrer Lagerschale 49 bewegte Kugel auf den an der mechanikseitigen Lagerschale 7 direkt schwenkbar gelagerten (Drehlager 71) Klinkenhebel 36, der mit seiner Klinke 50 mit der an der Mechanikseite der Wickelwelle 1 vorgesehenen Steuerverzahnung 34 in Eingriff kommt. Auch hierdurch erfolgt der Einhub der Blockierverzahnungen 11 und 12 an der Wickelwelle 1 in die am Rahmen 8 vorge­ sehenen Blockierverzahnungen 9 und 10.

Im zusammengebauten Zustand bilden die soeben erläuterten Bauteile eine Baueinheit 20. Diese Baueinheit 20 setzt sich mithin zusammen aus der Wickelwelle 1 und den einstückig angeformten Teilen, aus der Triebfeder 15 und der fahrzeug­ sensitiven und gurtsensitiven Sensorik sowie den stirn­ seitigen Lagerschalen 6 und 7. Diese Lagerschalen 6, 7 umhüllen an der Federseite die Aufwickelfeder 15 und die Spitzenlagerung 2, 3 und an der Mechanikseite die dort vorgesehenen Sensorteile 25 bis 27 und 30 bis 36 und ebenfalls die Spitzenlagerung 4, 5 in staubabweisender Funk­ tion aufgrund der erläuterten Labyrinthdichtungen 16, 17. Damit die Baueinheit 20 eine starre Baueinheit bildet, sind an die Lagerschalen 6 und 7 Rastarme 51, 52 (für die federseitige Lagerschale 6) und 53 und 54 (für die mechanikseitige Lager­ schale 7) angeformt. Die Rastarme 51-54 besitzen Rastein­ griffstellen (Rastnasen 55, 56 und Rastausnehmungen 57, 58), welche miteinander in Eingriff gebracht werden, und zwar so, daß eine formschlüssige Verbindung über die Rastarme 51-54 zwischen den beiden Lagerschalen 6 und 7 gewonnen wird. Gegebenenfalls können an den Rasteingriffstellen die Rast­ arme noch miteinander verschweißt sein. Es kann noch zusätz­ lich ein dritter Rastarm an jeder der beiden Lagerschalen 6 und 7 mit entsprechenden Rasteingriffstellen vorgesehen sein. Auf diese Weise erhält man eine starre Baueinheit 20.

Für die schwenkbare Lagerung dieser Baueinheit 20 um eine Schwenkachse B sind am Rahmen 8 Lagerstellen 78 und 59 für eine Schwenklagerung der Baueinheit 20 vorgesehen. In bevor­ zugter Weise befinden sich diese Schwenk-Lagerstellen 78 und 59 an der Gurtauszugsseite des Rahmens 8.

Wie die Fig. 1 zeigt, besitzt der Rahmen 8 zwischen zwei Rahmenschenkeln 13 und 14 eine Öffnung 60, durch die das nicht näher dargestellte Gurtband neben einem Rahmen­ blechteil 61 nach außen geführt ist.

In den Rahmen 8 wird die Baueinheit 20 nach Art einer Schaukel in den Schwenk-Lagerstellen 78 und 59 eingehängt. Dazu können an die Rastarme 51 und 53 entsprechende Einhängevorrichtungen 62 und 63 vorgesehen sein.

Ferner sind an die Lagerschalen 6 und 7 Anschläge 64 und 65 angeformt. Diese Anschläge 64 und 65 kommen im montierten Zustand der Baueinheit 20 mit zugeordneten Widerlagern am Rahmen 8 in Eingriff. Eine Rückstellfeder 68 wird zwischen einen an die Baueinheit 20, insbesondere an den Rastarm 54, angeformte Lagerstelle 69 und eine weitere Lagerstelle 70 am Rahmen 8 eingesetzt. Durch die Kraft der Rückstellfeder 68, welche als Druckfeder ausgebildet sein kann, werden die Anschläge 64 und 65 an den Lagerschalen 6 und 7 gegen die Widerlager am Rahmen 8 gedrückt. In der Ruhestellung nimmt damit die Baueinheit 20 und damit die Wickelwelle 1 eine definierte Stellung ein.

Wenn entweder fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv eine der oben beschriebenen Einsteuerbewegungen ausgelöst worden ist, und die Klinken 31, 32 bzw. die Klinke 50 mit einer oder beiden Steuerverzahnungen 33 und 34 in Eingriff steht, wird bei einem in Auszugrichtung auf das Gurtband ausgeübten Zug die Baueinheit 20 insgesamt um die durch die Schwenklagerung in den Lagerstellen 78 und 59 definierte Schwenkachse B geschwenkt, wobei die Blockierver­ zahnungen 11, 12 an der Wickelwelle 1 in die entsprechenden Blockierverzahnungen 9, 10 an den Rahmenschenkeln 13 und 14 des Rahmens 8 in blockierende Stellung kommen. Das Gurtband ist dann in Auszugsrichtung blockiert. Weder bei der Ein­ hubbewegung, welche synchron an beiden Wickelwellenenden erfolgt, noch in der Blockierstellung wirken auf die Spitzenlagerun­ gen 2, 3 bzw. 4, 5 an den beiden Stirnseiten der Wickelwelle 1 Kräfte, insbesondere Querkräfte. Die Spitzenlagerungen werden nur wenig belastet.

Wie insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist, weisen, bezogen auf die zur Wellenachse A radiale Richtung zur Zahnspitze als Bezugslinie C die Eingriffflanken der Blockierverzahnung 11 bzw. 12 gegenüber Klinkeneingriff­ flanken der Steuerverzahnung 34 einen Winkelversatz auf. Dieser Winkelversatz beträgt in bekanner Weise etwa 15°. Für die Einsteuerbewegung, d. h. für den Eingriff der Klinke 50 in die Klinkeneingriffflanke wird hierdurch eine einziehende, die Rastung haltende Wirkung erreicht. Bei einer Drehung der Welle bzw. einer Hubbewegung der Welle entgegengesetzt zur Einsteuerrichtung wird durch die nach außen weisende Flanke 64 auf die Klinke 50 eine ausweisende Kraft ausgeübt, so daß der Eingriff gelöst wird.

Bei den Blockierverzahnungen 9, 10 bzw. 11, 12 wird durch die Neigung der Eingriffflanken 37 eine Kraft übertragende Wirkung erreicht, wobei der Eingriff der Blockierverzahnun­ gen ineinander sich wieder leicht lösen kann.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Rahmen 8 so ausgebildet, daß er an der Karosserie, insbesondere an der B-Säule eines Kraftfahrzeugs befestigt werden kann. Hierzu sind entsprechende Führungs- und Befestigungsvorrichtungen 72 bis 75 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, daß in einem Teil der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise in der B-Säule, die Blockierverzahnungen 9, 10 und die Öffnung 60 eingeformt sind, so daß die Baueinheit 20 direkt in den Karosserieteil, insbesondere in die B-Säule, eingebaut werden kann. Auch kann anstelle der eingesetzten Feder 68 eine an die Baueinheit 20, z. B. in Form einer oder mehrerer Blattfedern angeformte Federeinrichtung angewendet werden.

Claims (4)

1. Aufrollautomat für einen Sicherheitsgurt mit einer um eine Wellenachse drehbaren, unter dem Einfluß einer Triebfeder stehenden Wickelwelle für einen auf- und abwickelbaren Sicherheitsgurt, welche an beiden Wickelwellenseiten Blockierverzahnungen aufweist, die im Blockierfall in zwei an Rahmenschenkeln eines Rahmens vorgesehenen Blockierverzahnungen gegen die Kraft einer Rückstellfeder eingreifen, einer Sensoreinrichtung, die auf überhöhte Fahrzeugverzögerungen bzw. -beschleunigungen und/oder beschleunigte Gurtbewegungen anspricht, wobei die Triebfeder an der einen Stirnseite der Wickelwelle und die Sensoreinrichtung an der anderen Stirnseite der Wickelwelle angeordnet sind und einer Lagereinrichtung, an welcher über Lager die Wickelwelle an beiden Stirnseiten um die Wellenachse drehbar gelagert ist, wobei die Lagereinrichtung am Rahmen für den synchronen Einhub der beiden Blockierverzahnungen an der Wickelwelle in die Blockierverzahnungen an den Rahmenschenkeln schwenkbar gelagert ist und die Wickelwelle, die Sensoreinrichtung und die Lagereinrichtung durch angeformte, formschlüssige Steckverbindungen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung aus zwei Lagerschalen (6, 7) gebildet wird, die die Sensorvorrichtung (25 bis 35) und die Aufwickelfeder (15) aufnehmen, und durch die Steckverbindungen (51 bis 55) eine Baueinheit (20) bilden, daß die Lager als an sich bekannte Spitzenlager (2 bis 5) ausgebildet sind und daß an die Lagerkappen (6, 7) die Lager (62, 63) für die schwenkbare Lagerung der Baueinheit (20) am Rahmen (8) und Rückhalterasten (64, 65) zum Halten der Baueinheit (20) in einer definierten Lage gegen die Kraft der Rückstellfeder (68) angeformt sind.

2. Aufrollautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Stirnseiten an die Wickelwelle (1) ringförmige Dichtungslamellen (16, 17) angeformt sind, die zur Bildung einer Labyrinthdichtung in entsprechende Ausnehmungen (18, 19) an den Lagerschalen (6, 7) eingreifen.

3. Aufrollautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (8) ein Bestandteil einer Fahrzeugkarosserie ist.

4. Aufrollautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Lagerzapfen (21), der federseitig für das Spitzenlager (2, 3) die Lagerspitze (2) aufweist, eine Eingriffstelle (22) für ein Federende (23) der Aufwickelfeder (15) eingeformt ist, und daß die federseitige Lagerschale (6) eine Eingriffstelle (24) für das andere Federende (38) der Aufwickelfeder (15) aufweist.