DE10027599C1 - Sicherheitsgurtaufroller mit reversiblem Strafferantrieb - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit einem reversiblen Strafferantrieb mit einer von einem Elektromotor zu spannenden Strafferfeder, wobei der Strafferantrieb von einer an einer Gewindestange (18) unter Wirkung der Strafferfeder (19) längsgeführten Zahnstange (15) gebildet ist und zum Zurückführen der Zahnstange im Anschluß an die Strafferbewegung der Elektromotor (25) die Gewindestange (18) in Drehung versetzt und dadurch die Zahnstange (15) in der gespannten Antriebsspannung überführt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit einem an dessen Gurtwelle zum Zwecke der Gurtstraffung ankuppelbaren reversiblen Strafferantrieb, wobei der Strafferantrieb eine von einem Elektromotor wiederholt zu spannende Strafferfeder aufweist und eine Vorrichtung zum Festlegen der Strafferfeder in deren vom Elektromotor vorgespannten Zustand und zu deren Freigabe aufgrund eines Steuersignals vorgesehen ist.

Ein derartiger Sicherheitsgurtaufroller wird in der Regel als sogenannter Vorstraffer eingesetzt. Hierbei wird in Betriebszuständen beim Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeuges, bei denen Geschwindigkeitsänderungen unterhalb der für die Auslösung einer zusätzlich vorgesehenen Leistungsstraffung herangezogenen kritischen Geschwindigkeitsänderung auftreten, bei denen aber gleichwohl eine Vorstraffung mit einer Beseitigung vorhandener Gurtlose beabsichtigt ist, um einerseits den angeschnallten Insassen im Hinblick auf die Auslegung der Leistungsstraffung richtig zu positionieren und um andererseits dem Insassen ein Gefühl aktiver Sicherheit zu geben, eine Vorstraffung ausgelöst, die jedoch reversibel ausgelegt sein muß, damit bei nachfolgenden Betriebszuständen erneut eine Vorstraffenergie zur Verfügung steht.

Ein Sicherheitsgurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen ist in der US 4 592 520 beschrieben. Als in diesem Fall die Leistungsstraffung übernehmender, jedoch reversibel ausgebildeter Strafferantrieb ist eine Spiralfeder vorgesehen, die auf ein im Auslösefall des Straffvorganges mittels einer Kupplung an die Gurtwelle ankuppelbares Antriebsrad wirkt; in der gespannten Antriebsstellung des Strafferantriebs ist das Antriebsrad mittels einer im Auslösefall freigebbaren Arretierung festgelegt. Nach Auslösung des Strafferantriebs und Entspannung der Spiralfeder sorgt ein Elektromotor für das erneute Spannen der Strafferfeder, indem der Elektromotor über eine weitere Kupplung an das Antriebsrad ankuppelbar ist und zum erneuten Spannen der Strafferfeder das Antriebsrad in Aufwickelrichtung der Gurtwelle dreht.

Mit der bekannten Ausbildung ist der Nachteil einer komplizierten konstruktiven Auslegung des Strafferantriebes verbunden, weil an dem Antriebsrad unabhängig voneinander zwei Kupplungen angreifen, nämlich einerseits die Kupplung zum Anschluß der Gurtwelle und andererseits, davon getrennt, die Kupplung zum Anschluß des Elektromotors. Da bei einer in einem jeweiligen Betriebszustand wirksamen Kupplung die jeweils andere Kupplung wegen der unterschiedlichen Drehrichtung nicht zugreifen darf, ist die in der gattungsbildenden Schrift vorgeschlagene Mechanik aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsgurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen derart zu verbessern, daß der reversibel gestaltete Strafferantrieb einfacher ausgelegt und ansteuerbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß der Strafferantrieb von einer an einer Gewindestange unter der Wirkung der Strafferfeder längsgeführten Zahnstange gebildet ist, deren Zahnung mit der Außenverzahnung einer mittels wenigstens eines Kupplungselementes an die Gurtwelle ankuppelbaren Kupplungsscheibe in Eingriff steht, und daß die Zahnstange in ihrer gespannten Antriebsstellung mittels einer aufgrund des Steuersignals freigebbaren Arretierung festlegbar ist und zum Zurückführen der Zahnstange im Anschluß an die Strafferbewegung in die gespannte Antriebsstellung der Elektromotor die Gewindestange in Drehung versetzt und eine an der Gewindestange geführte Mutter bei Drehung der Gewindestange die Zahnstange beaufschlagt und in deren gespannte Antriebsstellung überführt.

Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß keine zweite Kupplung für die erneute Spannung des Strafferantriebs erforderlich ist. Die unter der Wirkung der Strafferfeder stehende Zahnstange ist längs der Gewindestange frei verschiebbar und wird über die bei Drehung der Gewindestange an dieser entlang geführte Mutter zum Spannen der Strafferfeder frei in die gespannte Antriebsstellung verschoben. Da die Zahnstange eine lineare Bewegung beim Straffen vollführt, ist auch eine einfache Festlegung der Zahnstange in der gespannten Antriebsposition gegeben.

In der DE-AS 12 69 505 ist eine selbstsperrende Aufwickelvorrichtung insbesondere für Flugzeug- Sicherheitsgurte beschrieben, bei welcher zum Straffen der Sicherheitsgurte ein eine translatorische Bewegung ausführendes und von einer Schraubenfeder beaufschlagtes und dadurch unter Federvorspannung stehendes Joch vorgesehen ist, welches über einen zusätzlichen Gurtabschnitt an die Gurtaufwickelwelle gekoppelt ist. Zur Ausführung der Gurtstraffung wird das Joch von einer pneumatisch angetriebenen Kolbenanordnung beaufschlagt, wobei die translatorische Bewegung des Joches über den an die Gurtwelle angeschlossenen Gurtabschnitt in eine Drehung der Gurtwelle in Aufwickelrichtung umgesetzt wird. Eine Reversierbarkeit dieses derart ausgebildeten Strafferantriebes ist jedoch nicht vorgesehen.

Soweit es aus der US 5 906 327 bereits bekannt ist, eine antreibbare Zahnstange zum Antrieb der Gurtwelle einzusetzen, wird die Zahnstange bei dieser Lösung pyrotechnisch angetrieben, und daher ist der Strafferantrieb nicht reversibel ausgestaltet.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß der Elektromotor seitlich zur Gewindestange angeordnet und an die Gewindestange über ein Kegelradgetriebe angeschlossen ist. Hiermit ist eine besonders platzsparende Bauweise des Strafferantriebs verbunden.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Arretierung für die Zahnstange als mit Öffnungstendenz gelagerte und im Auslösefall in eine Freigabestellung überführbare Servo-Sperrklinke ausgebildet ist, wobei der Servo-Sperrklinke ein Hubmagnet als Auslöseorgan zugeordnet ist.

Die Ausgestaltung des Strafferantriebes in Form einer frei verschiebbaren Zahnstange erlaubt es auch, unterschiedliche Vorspannungszustände und damit unterschiedliche Straffwege einzustellen, indem die Zahnstange an der Gewindestange nur bis zu einer Teilvorspannung der Strafferfeder verschoben wird. Da die Zahnstange in der jeweiligen unterschiedlich einstellbaren gespannten Antriebsstellung festlegbar sein muß, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß die Servo-Sperrklinke mit Auslöseorgan in einem Gehäuse beweglich angeordnet und in unterschiedlichen Positionen längs der Gewindestange festlegbar ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Die einzige Figur zeigt die Gurtwelle eines Sicherheitsgurtaufrollers mit einem zugeordneten Strafferantrieb in einer schematischen Seitenansicht.

Eine Gurtwelle 10 umschließt mit einer zugeordneten Innenverzahnung 11 eine Kupplungsscheibe 12; an der Kupplungsscheibe 12 ist wenigstens eine Klinke 13 als Kupplungselement gelagert, so daß sich eine Fliehkraftkupplung ergibt. Bei genügend schneller Drehung der Kupplungsscheibe 12 schwenkt die Kupplungsklinke 13 nach außen bis zum Eingriff in die Innenverzahnung 11 der Gurtwelle 10 aus und kuppelt somit die Kupplungsscheibe 12 an die Gurtwelle 10.

Die Kupplungsscheibe 12 ist zusätzlich mit einer Außenverzahnung 14 versehen, die in Eingriff mit der Verzahnung 16 einer am Umfang der Kupplungsscheibe 12 angreifenden, linear verschiebbaren Zahnstange 15 steht. Die linear verschiebbare Zahnstange 15 umgreift mit einem L-förmig abstehenden Führungsansatz 17 eine parallel zur Zahnstange 15 angeordnete Gewindestange 18, die in einem Gehäuse 21 drehbar gelagert ist. Zwischen dem Gehäuse 21 und dem Führungsansatz 17 der Zahnstange 15 ist eine die Gewindestange 18 umgreifende Strafferfeder 19 angeordnet, welche die Zahnstange 15 bei deren Freigabe antreibt und eine lineare Verschiebung der Zahnstange 15 herbeiführt.

Auf der Gewindestange 18 ist eine Mutter 20 derart gelagert, daß eine Drehung der Gewindestange 18 zu einer Verschiebung der Mutter 20 auf der Gewindestange 18 führt, und im Rahmen dieser Verschiebung drückt die Mutter 20 auf den Führungsansatz 17 der Zahnstange 15 und verschiebt somit die Zahnstange 15 längs der Gewindestange 18.

Um die Gewindestange 18 in Drehung zu versetzen, ist an die Gewindestange 18 außerhalb des Gehäuses 21 ein erstes Kegelrad 23 angeschlossen, dem im rechten Winkel dazu ein weiteres Kegelrad 24 zugeordnet ist, welches seinerseits an einen Elektromotor 25 angeschlossen ist.

In der in der Zeichnung dargestellten gespannten Antriebsstellung ist die Zahnstange 15 über eine an einem Sperransatz 31 der Zahnstange 15 angreifende Sperrklinke 26 festlegbar, wobei die Sperrklinke 26 derart um eine Lagerstelle 27 schwenkbar angeordnet ist, daß ihre Verschwenkung zu einer Freigabe der Zahnstange 15 führt. Hierzu greift die Sperrklinke 26 mit einem Sperrarm 28 an dem Sperransatz 31 der Zahnstange 15 an, während das abgewinkelte Ende 32 von einem Hubmagnet 29 beaufschlagt ist.

Kommt es bei der in der Zeichnung dargestellten Ausgangsstellung des Strafferantriebes zu einer Ansteuerung der Vorstraffung, so wirkt der Hubmagnet 29 auf die Sperrklinke 26 in dem Sinne ein, daß der Sperrarm 28 außer Eingriff mit dem Sperransatz 31 der Zahnstange 15 kommt. Unter der Wirkung der Strafferfeder 19 verschiebt sich die Zahnstange 15 längs der Gewindestange 18, wobei die Mutter 20 an das obere Ende der Gewindestange zurückgefahren ist. Bei ihrer Längsverschiebung versetzt die Zahnstange 15 die Kupplungsscheibe 12 in Drehbewegung, so daß die Kupplungsklinke 14 bis zum Eingriff in die Innenverzahnung 11 der Gurtwelle 10 ausgelenkt wird, und in diesem gekuppelten Zustand treibt die Zahnstange 15 die Gurtwelle im Sinne einer Aufwickelbewegung für das Gurtband an.

Nach Abschluß der Straffbewegung wird der Elektromotor 25 angesteuert, welcher die Gewindestange 18 in Drehung versetzt, so daß die längs der Gewindestange 18 geführte Mutter 20 über den Führungsansatz 17 die Zahnstange 15 bis in die gespannte Antriebsstellung zurückführt, in welcher die Sperrklinke 26 für die Arretierung der Zahnstange 15 erneut sorgt.

Wie nicht weiter dargestellt, kann vorgesehen sein, die Lagerung der Sperrklinke 26 einschließlich des Hubmagnetens 29 auf einem beweglichen Werkzeugträger anzuordnen, der längs der Gewindestange 18 in unterschiedlichen Positionen in dem Gehäuse verfahrbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Zahnstange 15 in unterschiedlichen Positionen bezüglich der Gewindestange 18 festzulegen und somit den Strafferantrieb in Abhängigkeit von vorgegebenen Einflußgrößen variabel auszugestalten.

Claims (5)

1. Sicherheitsgurtaufroller mit einem an dessen Gurtwelle zum Zwecke der Gurtstraffung ankuppelbaren reversiblen Strafferantrieb, wobei der Strafferantrieb eine von einem Elektromotor wiederholt zu spannende Strafferfeder aufweist und eine Vorrichtung zum Festlegen der Strafferfeder in deren vom Elektromotor vorgespannten Zustand und zu deren Freigabe aufgrund eines Steuersignals vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strafferantrieb von einer an einer Gewindestange (18) unter der Wirkung der Strafferfeder (19) längsgeführten Zahnstange (15) gebildet ist, deren Zahnung (16) mit der Außenverzahnung (14) einer mittels wenigstens eines Kupplungselementes (13) an die Gurtwelle (10) ankuppelbaren Kupplungsscheibe (12) in Eingriff steht, und daß die Zahnstange (15) in ihrer gespannten Antriebsstellung mittels einer aufgrund des Steuersignals freigebbaren Arretierung (Sperrklinke 26) festlegbar ist und zum Zurückführen der Zahnstange im Anschluß an die Strafferbewegung in die gespannte Antriebsstellung der Elektromotor (25) die Gewindestange (18) in Drehung versetzt und eine an der Gewindestange (18) geführte Mutter (20) bei Drehung der Gewindestange (18) die Zahnstange (15) beaufschlagt und in deren gespannte Antriebsstellung überführt.

2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (25) seitlich zur Gewindestange (18) angeordnet und an die Gewindestange (18) über ein Kegelradgetriebe (23, 24) angeschlossen ist.

3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung für die Zahnstange (15) als mit Öffnungstendenz gelagerte und im Auslösefall in eine Freigabestellung überführbare Servo-Sperrklinke (26) ausgebildet ist.

4. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Servo-Sperrklinke (26) ein Hubmagnet (29) als Auslöseorgan zugeordnet ist.

5. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Servo-Sperrklinke (26) mit Auslöseorgan (Hubmagnet 29) in einem Gehäuse beweglich angeordnet und in unterschiedlichen Positionen längs der Gewindestange (18) festlegbar ist.