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Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller
mit einem Gehäuse
und einer fahrzeug- und gurtbandsensitiven Blockierautomatik für eine Gurtspule,
die eine in einem Schwenklager gelagerte, verschwenkbar ausgebildete
Sperrklinke zum wahlweisen Eingriff in eine zugeordnete Sperrverzahnung
eines mit der Gurtspule verbundenen Sperrades steuert, wobei die
Sperrklinke beim Blockieren der Gurtspule krafteingangsseitig in
die Sperrverzahnung und kraftausgangsseitig in ein Stützlager
des Gehäuses
eingreift.
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Bei den bekannten Gurtaufrollern
sind die Gurtspule und die Sperrklinke aus Druckguß mit entsprechender
Gußoberfläche hergestellt.
Mit dem Eingreifen der Sperrklinke in die Sperrverzahnung des Sperrades
wirken auf die Sperrklinke Normal- und Reibungswiderstandskräfte ein.
Die Sperrklinke ist für
ihre Einsteuerbewegung in die Sperrverzahnung des Sperrades zum
Blockieren der Gurtspule verschwenkbar ausgebildet. Dafür weist
sie einen Lagerzapfen auf, der federnd in der Abdeckkappe des Gurtaufrollers
gelagert ist. Bei Blockierung der Gurtspule durch die Sperrklinke
wird diese in das Stützlager des
Gehäuses
gedrückt.
Dadurch ergibt sich ein Kraftfloß von dem Sperrad über die
Sperrklinke in das Gehäuse
des Gurtaufrollers. Die Sperrklinke erstreckt sich dabei im wesentlichen
tangential zum Sperrad und rechtwinklig zur Grundplatte des Gehäuses, um
die Querkräfte
auf die Grundplatte so gering wie möglich zu halten.
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Bei schnellen Einsteuervorgängen, wie
sie z.B. bei Aktivierung eines an der Gurtspule angreifenden Gurtstraffers
auftreten, werden sehr hohe Einsteuerbeschleunigungen der Sperrklinke
in die Sperrverzahnung des Sperrades erzeugt. Dadurch werden die
Steuerteile, wie der Steuernocken der Blockierautomatik, über den
die Blockierautomatik die Einsteuerbewegung auf die Sperrklinke überträgt, die
Sperrklinke sowie das Schwenklager und der Lagerzapfen der Sperrklinke
stark belastet.
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Aus der
DE 36 36 847 A1 ist ein
Gurtaufroller bekannt, bei dem die Auslösung einer gurtbandsensitiven
Sensorklinke eine Verschwenkung einer Steuerscheibe und damit ein
Blockieren der Welle des Gurtaufrollers bewirkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Gurtaufroler der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei
dem hohe Belastungen auf die Steuerteile bei Einsteuerbeschleunigungen
der Sperrklinke in die Sperrverzahnung des Sperrades vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs
angegebenen Gurtaufroller erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schwenklager
der Sperrklinke in bezog auf eine Ebene, die in dem beim Blockiervorgang
unter Last entstehenden Kraftfloß zwischen Sperrad und dem
Stützlager
und parallel zur Drehachse des Sperrades verläuft, zu der von der Gurtspule
abgewandten Seite beabstandet angeordnet ist.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung können die
Steuerteile leichter ausgebildet werden, da die auf sie wirkenden
Kräfte
beim Einsteuervorgang nunmehr kleiner sind. Somit muß weniger
Masse bei der Einsteuerbewegung bewegt werden, wodurch sich eine
schnellere Einsteuerbewegung ergibt. Durch die einfachere Ausführung der
Steuerteile werden zudem die Herstellungskosten niedriger.
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Es hat sich ferner gezeigt, daß zum einen
dadurch die Lagerung der Sperrklinke einfacher gestaltet werden
kann, da diese nicht mehr federnd ausgebildet sein muß. Zum anderen
wird das Schwenklager durch die Einsteuerungsbewegung der Sperrklinke
in die Sperrverzahnung des Sperrades nicht belastet, wodurch sich
geringere Anforderungen an die Materialqualität ergeben.
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Grundsätzlich kann das Schwenklager
sowohl in dem Gehäuse
als auch in der Abdeckkappe des Gurtaufrollers vorgesehen sein.
Zweckmäßig ist es
jedoch, das Schwenklager in dem Gehäuse vorzusehen. Vorteilhaft
ist es dabei insbesondere, wenn das Schwenklager als Gleitlager
ausgebildet ist, in das ein mit der Sperrklinke verbundener Lagerzapfen eingreift.
Dadurch kann das Schwenklager einfach bei der Gehäuseherstellung
durch einen einzigen Stanzvorgang hergestellt werden.
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Je nachdem wie die Sperrklinke hergestellt wird,
ist es zweckmäßig, den
Lagerzapfen als einen in die Sperrklinke eingepreßten Stift
oder den Lagerzapfen und die Sperrklinke einstöckig auszubilden.
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Als günstig erweist es sich auch,
daß der Winkel
zwischen der Linie durch den Eingreifpunkt, bei dem die Sperrklinke
einen Zahn des Sperrades, in den sie eingreift, zuerst berührt und
die Schwenkachse, um die die Sperrklinke verschwenkt wird, sowie
einer Linie, die entlang der krafteingangsseitig eingeleiteten Normalkraft
verläuft,
größer ist
als der Winkel zwischen der Linie, die entlang der sich durch den
Eingriff der Sperrklinke in die Sperrverzahnung aus der Reibungswiderstandskraft
und der Normalkraft ergebenden, resultierenden Kraft verläuft sowie der
Linie, die entlang der Normalkraft verläuft. Dies hat den Vorteil,
daß bei
sehr hohen Einsteuerbeschleunigungen nach einer entsprechenden Einsteuertiefe
der Sperrklinke in die Sperrverzahnung das Schwenklager und die
Lagerzapfen vollständig
entlastet werden. Die Sperrklinke wird dann nämlich durch die sich drehende
Sperrverzahnung automatisch in die Abstützlage geschwenkt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung ergibt sich, wenn das Schwenklager in bezug auf das Stützlager
in Richtung auf die Krafteingangsseite der Sperrklinke beim Blockiervorgang
angeordnet ist.
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Dadurch kann der Eingreifwinkel der
Sperrklinke in das Sperrad, also der Winkel zwischen dem Zahnrücken der
Sperrklinke und der Zahnbrust des Sperrades beim ersten Berührpunkt,
optimiert und die Einsteuerdrehbewegung aufgrund des verkürzten Schwenkarms
beschleunigt werden. Ein Klemmen zwischen Sperrklinke und Sperrad
beim Einsteuervorgang wird dadurch vermieden. Dabei ist das auf die
Sperrklinke wirkende Drehmoment in Einsteuerrichtung ist größer, als
die Reibwiderstandskräfte zwischen
Sperrklinke und der entsprechenden Zahnbrust des Sperrades.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen,
auf die Bezug genommen wird. Es zeigen:
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1 eine
teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines bekannten Gurtaufrollers
in ungesperrtem Zustand;
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2 eine
Teilseitenansicht des bekannten Gurtaufrollers ohne Abdeckkappe
in gesperrtem Zustand;
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3 eine
Teilseitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Gurtaufrollers
in ungesperrtem Zustand;
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4a eine
weitere Teilseitenansicht der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Gurtaufrollers,
bei dem die Sperrklinke gerade in einen Zahn einer Sperrverzahnung
des Gurtaufrollers eingreift sowie die Winkel α und β für den Fall, daß die Sperrklinke
gerade in einen Zahn der Sperrverzahnung eingreift;
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4b die
Winkel α und β für den Fall,
daß die
Sperrklinke gerade in einen Zahn der Sperrverzahnung eingreift;
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5 eine
weitere Teilseitenansicht ohne Abdeckkappe der erfindungsgemäßen Ausführungsform
des Gurtaufrollers in gesperrtem Zustand;
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6 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
eines Gurtaufrollers.
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In den 1 und 2 ist ein bekannter Gurtaufroller
in Seitenansicht in gesperrtem und ungesperrtem Zustand dargestellt.
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In einem aus einer Grundplatte 10 und
zwei Schenkeln 12 bestehenden Gehäuse 14 ist eine Gurtspule 16 zwischen.
den Schenkeln 12 des Gehäuses 14 drehbar gelagert.
Auf der Gurtspule 16 wird Gurtband 18, das in 6 dargestellt ist, aufgewickelt.
An beiden Seiten der Gurtspule 16 ist ein Sperr- rad 20 vorgesehen,
daß mit
der Gurtspule 16 einstöckig
als Druckgußteil
ausgebildet ist. Eine Sperrklinke 22 ist jeweils in einer
Ausnehmung 12a eines Schenkels 12 des Gehäuses 14 angeordnet und
zum wahlweisen Eingriff in das entsprechend ausgebildete Sperrad 20 der
Gurtspule 16 vorgesehen. Die beiden Sperrklinken 22 sind über eine
Verbindungsstange 24, die in 6 dargestellt
ist, verbunden. Dadurch wird eine koordinierte Bewegung der beiden
Sperrklinken 22 ermöglicht.
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In 1 ist
zusätzlich
ein Teil einer herkömmlichen
Abdeckkappe 26 des Gurtaufrollers dargestellt.
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Die Sperrklinke 22 weist
eine Steuerkulisse 28 auf, in die ein Steuernocken 30 einer
herkömmlichen
fahrzeug- und gurtbandsensitiven Blockierautomatik 32,
wie in 6 angedeutet
ist, eingreift und die Einsteuerbewegung der Sperrklinke 22 in
das Sperrad 20 steuert. Dabei wird der Steuernocken 30 durch
die Blockierautomatik 32 bewegt und entlang der Steuer kulisse 28 der
Sperrklinke 22 geführt,
so daß die
Sperrklinke 22 in die Sperrverzahnung des Sperrads 20 bewegt
wird. Für
diese Schwenkbewegung ist die Sperrklinke 22 mit einem
Lagerzapfen 34 versehen, der federnd in der Abdeckkappe 26 gela- gert
ist. Der Lagerzapfen 34 ist auf der jenigen Seite der Sperrklinke 22 angeordnet,
die von der Gurtspule 16 abgewandt ist. Mit der Einsteuerbewegung
der Sperrklinke, 22 in die Sperrverzahnung des Sperrades 20 wird
die Sperrklinke 22 entgegen der Federkraft der Lagerung
des Lagerzapfens 34 bewegt und in ein Stützlager 36 des
Gehäuses 14 gedrückt. Die der
Eingriffseite der Sperrklinke 22 gegenüberliegende Seite ist dem Stützlager 36 des
Gehäuses 14 angepaßt ausgebildet,
so daß die
Kräfte
gut von dem Sperrad .20 auf das Gehäuse übertragen werden können. In
gesperrrtem Zustand ergibt sich somit ein Kraftfluß durch
die Sperrklinke 22 von ihrer Eingriffseite zu dem Stützlager 36 in
dem Gehäuse 14.
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Bei diesen bekannten Gurtaufrollern
treten aufgrund der großen
Einsteuerbeschleunigungen starke Belastungen bei den Steuerteilen
auf. Zudem muß der
Steuernocken 30 die Sperrklinke 22 gegen den Reibungswiderstand
zwischen Sperrklinke 22 und der Zahnbrust des entsprechenden
Zahns des. Sperrades. 20 bewegen. Dies erhöht die Belastungen
auf den Steuernocken 30 und die Sperrklinke 22 zusätzlich.
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Die 3 bis 6 zeigen einen erfindungsgemäßen Gurtaufrollen,
wobei bis auf die Ausbildung der Sperrklinke 22 und deren
Lagerung der Gurtaufroller dem eben Beschriebenen entspricht. Aus
diesem Grunde werden weiterhin dieselben Bezugszeichen verwendet.
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In den 3 bis 5 ist die Einsteuerungsbewegung
der Sperrklinke 22 des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers dargestellt. 3 zeigt den Gurtaufroller
in ungesperrtem und 5 in
gesperrtem Zustand. In 4a ist
der Moment der Einsteuerbewegung der Sperrklinke 22 in
die Sperrverzahnung des Sperrads 20 dargestellt, in dem
die Sperrklinke 22 den Zahn der Sperrverzahnung des Sperrads 20 zuerst
berührt.
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Die Sperrklinke 22 weist
einen Ansatz 38 auf, an dessen freiem Ende der Lagerzapfen 34 angeordnet
ist. Dieser Ansatz 38 ist von dem Stützlager 36 entfernt
sowie auf der von dem Sperrad 20 abgewandten Seite der
Sperrklinke 22, parallel zur Schwenkebene der Sperrklinke 22 und
außerhalb des
Gehäuses 14 angeordnet.
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Die Schwenkachse der Sperrklinke 22 verläuft parallel
zu der Drehachse des Sperrades 20. Ferner ist die Schwenkachse
der Sperrklinke 22 in Bezug auf eine Ebene, die in dem
beim Blockiervorgang entstehenden Kraftfluß zwischen dem Sperrad 20 und
dem Stützlager 36 und
parallel zur Drehachse des Sperrades 20 verläuft, beabstandet
angeordnet.
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Weiterhin ist die Sperrklinke 22 in
einem Schenkel 12 des Gehäuses 14 gelagert.
Dafür weist der
Schenkel 12 ein hier nicht dargestelltes zylindrisches
Loch als herkömmliches
Gleitlager auf, in das der mit der Sperrklinke 22 verbundene,
auf den Schenkel 12 gerichtete Lagerzapfen 34 eingreift,
so daß die
Sperrklinke 22 verschwenkbar gelagert ist. Der Lagerzapfen 34 wird
dabei durch einen in die Sperrklinke 22 eingepreßten Stift
gebildet. Entsprechend spiegelsymmetrisch ist an dem anderen Schenkel 12 des
Gehäuses 14 die
weitere Sperrklinke 22 vorgesehen. Die Sperrklinken 22 sind
somit gehäusefest
gelagert.
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Entsprechend den bekannten Gurtaufrollern, wie
sie anhand der 1 und 2 beschrieben wurden, steuert
die Blockierautomatik 32 die Einsteuerbewegung der Sperrklinke 22 in
die Sperrverzahnung des Sperrades 20 über den mit der Blockierautomatik 32 verbundenen
Steuernocken 30 und über
die in der Sperrklinke 22 vorhandene Steuerkulisse 22.
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Aus 4a und 4b ist entnehmbar, daß ein erster
Winkel α zwischen
der Linie durch den Punkt 40, bei dem die Sperrklinke 22 den
Zahn des Sperrades 20, in den sie eingreift, zuerst berührt, und
die Schwenkachse, um die die Sperrklinke 22 ver schwenkt
wird, sowie einer Linie, die entlang der krafteingangsseitig eingeleiteten
Normalkraft N verläuft,
gebildet wird. Ein zweiter Winkel β wird zwischen der Linie, die
entlang der sich durch den Eingriff der Sperrklinke 22 in
die Sperrverzahnung aus der Reibungswiderstandkraft W und der Normalkraft N
ergebenden, resultierenden Kraft R verläuft und der Linie, die entlang
der Normalkraft N verläuft,
gebildet.
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Der erste Winkel α ist größer als der zweite Winkel β. Bei der
Einsteuerbewegung der Sperrklinke 22 in das Sperrad 20 ergibt
sich damit eine positive Zwangsbewegung in Einsteuerrichtung, da
das Schwenkmoment größer als
die Reibkraft ist. Die Sperrklinke 22 wird somit durch
das sich drehende Sperrad 20 über die Sperrverzahnung automatisch
in das Stützlager 36 geschwenkt,
sobald die Sperrklinke 22 einen Zahn der der Sperrverzahnung
des Sperrades 20 berührt.
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In 6 ist
eine weitere Ausführungsform
eines Gurtaufrollers dargestellt. Der Gurtaufroller ist aus Gründen der Übersicht
ohne Gehäuse 14 dargestellt
und entspricht bis auf die Lagerung der Sperrklinken 22 dem
anhand der 3 bis 5 beschriebenen Gurtaufroller.
Die Lagerzapfen 34 sind einstöckig mit den Sperrklinken 22 und
der die Sperrklinken 22 verbindenden Verbindungsstange 24 ausgebildet und
auf die hier nicht dargestellten Abdeckkappen 26 gerichtet.
Die Abdeckkappe weist ein entsprechendes Gleitlager für den Lagerzapfen 34 auf,
in das der Lagerzapfen 34 eingreift, so daß die Sperrklinke
verschwenkbar ist. Über
das Gleitlager und den Lagerzapfen 34 ist die Sperrklinke
jeweils gehäusefest
gelagert.
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Mit den anhand der 2 bis 6 erläuterten Ausführungsformen
der Erfindung ist die Lagerung der Sperrklinke 22 einfacher
ausgebildet als bei den bisher bekannten Sperrklinken der Gurtaufroller. Desweiteren
wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung
das Gleitlager bei der Einsteuerbewegung der Sperrklinke 22 nicht
belastet.