DE102010025233B4

DE102010025233B4 - Selbstsperrender Gurtaufroller mit einem eine einstückige Doppelfeder aufweisenden gurtbandsensitiven Steuersystem

Info

Publication number: DE102010025233B4
Application number: DE102010025233.6A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Butenop Klaus
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2010-06-26
Filing date: 2010-06-26
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2030-06-27
Also published as: DE102010025233A1

Abstract

Selbstsperrender Gurtaufroller für Sicherheitsgurte mit wenigstens einer gurtbandsensitiven Blockierung der Gurtwelle, wobei ein exzentrisch zur Wellenachse gelagertes Sperrglied von einer zentrisch auf der Gurtwelle gelagerten, an das Sperrglied gekuppelten Steuerscheibe (10) durch eine Relativdrehung zwischen Gurtwelle und Steuerscheibe (10) radial nach außen bis zum Eingriff in eine gehäusefeste Blockierverzahnung steuerbar ist und wobei die Steuerscheibe (10) mittels einer Koppelfeder gegen die Gurtwelle abgestützt ist und eine exzentrisch gelagerte und gegen die Wirkung einer die Ansprechschwelle der gurtbandsensitiven Blockierung festlegenden Rückstellfeder radial bis zum Eingriff in eine ortsfeste Verzahnung ausschwenkbare und dadurch die Steuerscheibe (10) in deren Drehbewegung anhaltende Trägheitsmasse (14) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass Koppelfeder und Rückstellfeder von einer zwei Arbeitsbereiche mit jeweils eigenen, unterschiedliche Federraten bewirkenden Federkennlinien aufweisenden einstückigen Doppelfeder (21) gebildet sind, deren Federabschnitt (22) mit der höheren Federrate sich zwischen der Gurtwelle und einem an der Steuerscheibe (10) ausgebildeten Halter (19) abstützt, wobei die Doppelfeder (21) den ein Widerlager für die daran anliegenden Federwindungen bildenden Halter (19) mit einem zwischen ihren Federabschnitten ausgebildeten Steg (26) übergreift, und deren Federabschnitt (24) mit der niedrigeren Federrate sich zwischen dem Halter (19) und der Trägheitsmasse (14) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller für Sicherheitsgurte mit wenigstens einer gurtbandsensitiven Blockierung der Gurtwelle, wobei ein exzentrisch zur Wellenachse gelagertes Sperrglied von einer zentrisch auf der Gurtwelle gelagerten, an das Sperrglied gekuppelten Steuerscheibe durch eine Relativdrehung zwischen Gurtwelle und Steuerscheibe radial nach außen bis zum Eingriff in eine gehäusefeste Blockierverzahnung steuerbar ist und wobei die Steuerscheibe mittels einer Koppelfeder gegen die Gurtwelle abgestützt ist und eine exzentrisch gelagerte und gegen die Wirkung einer die Ansprechschwelle der gurtbandsensitiven Blockierung festlegenden Rückstellfeder radial bis zum Eingriff in eine ortsfeste Verzahnung ausschwenkbare und dadurch die Steuerscheibe in deren Drehbewegung anhaltende Trägheitsmasse trägt.
Ein selbstsperrender Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist in der DE 2924575 A1 beschrieben. Soweit zur Ansteuerung des von einem radial in Eingriff mit einer gehäusefesten Blockierverzahnung auslenkbarem Sperrglied gebildeten Blockiermechanismus eine Steuerscheibe vorgesehen ist, die bei Auftreten von Gefahrensituationen in ihrer Drehbewegung anzuhalten ist, ist an der Steuerscheibe exzentrisch eine Trägheitsmasse gelagert, die bei hohen Drehbeschleunigungen der Steuerscheibe aufgrund ihrer Masseträgheit in ihrer Lage zu verharren trachtet und dadurch gegen die Wirkung einer die Ansprechschwelle der gurtbandsensitiven Blockierung festlegenden Rückstellfeder als sogenannter g-Wert-Feder nach außen bis zum Eingriff in einer in einem Gehäusedeckel des Gurtaufrollers ausgebildeten ortsfesten Verzahnung ausschwenkt. Wird die Steuerscheibe durch den Eingriff der Trägheitsmasse mit der ortsfesten Verzahnung in ihrer Drehbewegung angehalten, so führt die Relativdrehung der stillstehenden Steuerscheibe gegenüber der sich weiter drehenden Gurtwelle zu einer radialen Auslenkung des als Blockiermechanismus für die Gurtwelle wirkenden und an der Gurtwelle gelagerten Sperrgliedes. Gleichzeitig ist zur Kopplung von Gurtwelle und Steuerscheibe miteinander noch eine Koppelfeder vorgesehen, die sich zwischen der Gurtwelle und der Steuerscheibe abstützt und dafür sorgt, dass sich einerseits bei normalen Auf- und Abwickeldrehungen Gurtwelle und Steuerscheibe gemeinsam miteinander drehen und andererseits im Anschluss an die Relativdrehung der Steuerscheibe gegenüber der Gurtwelle nach Abschluss der Blockierung die Steuerscheibe in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Hierbei muss die Koppelfeder stärker als die Rückstellfeder ausgelegt sein.
Mit dem bekannten Gurtaufroller ist der Nachteil verbunden, dass die Montage der Steuerscheibe mit den beiden, sich daran abstützenden Einzelfedern aufwendig ist, und eine entsprechende Sorgfalt erfordert, um die Funktion des Sicherheitsgurtaufrollers sicherzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen selbstsperrenden Gurtaufroller derart einzurichten, dass die Montage der Steuerscheibe mit den funktionsnotwendigen Federn vereinfacht ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 angegebenen Merkmale, vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem Inhalt der abhängigen Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass Koppelfeder und Rückstellfeder von einer zwei Arbeitsbereiche mit jeweils eigenen, unterschiedliche Federraten bewirkenden Federkennlinien aufweisenden einstückigen Doppelfeder gebildet sind, deren Federabschnitt mit der höheren Federrate sich zwischen der Gurtwelle und einem an der Steuerscheibe ausgebildeten Halter abstützt, wobei die Doppelfeder den ein Widerlager für die daran anliegenden Federwindungen bildenden Halter mit einem zwischen ihren Federabschnitten ausgebildeten Steg übergreift, und deren Federabschnitt mit der niedrigeren Federrate sich zwischen dem Halter und der Trägheitsmasse abstützt. Mit der Erfindung ist zunächst der Vorteil verbunden, dass die Zahl der bei der Montage handzuhabenden Einzelteile reduziert ist; es muss nur noch eine Feder gehandhabt und montiert werden. Die Montage dieser einzelnen Feder ist auch dadurch erleichtert, dass die Doppelfeder mit dem an ihr ausgebildeten Steg an dem Halter zu fixieren ist und anschließend die beiden Federenden der Federabschnitte jeweils an Gurtwelle und Trägheitsmasse anzusetzen sind.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die unterschiedlichen Federraten der Doppelfeder durch eine unterschiedliche Windungsanzahl auf der federnden Länge jedes Federabschnitts der Doppelfeder eingestellt sind.
Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, dass der von der Steuerscheibe axial abstehende Halter an seinem freien äußeren Ende mit einem Einschnitt zum Durchtritt des Steges der Doppelfeder versehen ist, ist damit der Vorteil verbunden, dass die Doppelfeder mit ihrem die unterschiedlichen Federabschnitte trennenden Steg durch das Einsetzen in den Einschnitt des Halters der Steuerscheibe zur fixieren ist, sodass die Montage der Doppelfeder weiter vereinfacht ist.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass an der Gurtwelle und der Trägheitsmasse in der Verlaufsrichtung der Doppelfeder jeweils ein in deren Federwindungen eingreifender und die Doppelfeder führender Zapfen angeordnet ist.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Trägheitsmasse auf der der Gurtwelle abgewandten Seite der Steuerscheibe angeordnet ist und die Steuerscheibe mit einem Durchbruch zum Hindurchführen des zwischen der Gurtwelle und dem Halter wirksamen Federabschnitts der Doppelfeder versehen ist.
Die Erfindung ermöglicht es aber auch, die Doppelfeder auf der der Stirnseite der Gurtwelle zugewandten Seite der Steuerscheibe anzuordnen, wobei in diesem Fall an der Stirnseite der Gurtwelle eine Vertiefung zur Aufnahme der Doppelfeder ausgebildet ist. Hiermit kann die axiale Baubreite des Gurtaufrollers mit Gurtwelle und daran angeordneter Steuerscheibe verringert werden. In diesem Fall ist aufgrund der Konfiguration der Anordnung der Doppelfeder an der Steuerscheibe vorgesehen, dass der an der Steuerscheibe angeordnete Halter in die Vertiefung der Gurtwelle vorsteht und die auf der der Gurtwelle abgewandten Seite der Steuerscheibe angeordnete Trägheitsmasse die Steuerscheibe mit einem in die Vertiefung der Gurtwelle vorstehenden Widerlager für die Doppelfeder durchgreift.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
1 eine auf einer Gurtwelle montierte Steuerscheibe mit daran gelagerter Trägheitsmasse in deren Ruhestellung in einer Draufsicht,
2 den Gegenstand der 1 bei durch Einwirkung einer Beschleunigung ausgeschwenkter Trägheitsmasse.
In der Zeichnung ist lediglich die Steuerscheibe eines selbstsperrenden Gurtaufrollers mit der daran angeordneten Trägheitsmasse dargestellt; hinsichtlich des Aufbaus des Steuersystems im Übrigen wird beispielsweise auf die DE 103 24 195 B4 Bezug genommen. In der DE 103 24 195 B4 ist ein die gattungsbildenden Merkmale aufweisender Sicherheitsgurtaufroller mit einer Steuerscheibe beschrieben, die einschließlich der Trägheitsmasse in Aufbau und Funktion mit dem Gegenstand der 1 und 2 übereinstimmt.
Wie sich aus der vorliegenden Zeichnung ergibt, ist eine eine Außenverzahnung 11 aufweisende Steuerscheibe 10 mit einer zentrischen Lagerung 13 an einer nicht weiter ersichtlichen Gurtwelle gelagert. Die Steuerscheibe 10 weist einen Schlitz 12 auf, in den bei im übrigen montiertem Sicherheitsgurtaufroller ein nicht dargestellter Stift eines an der Gurtwelle ausschwenkbar angeordneten Sperrgliedes geführt ist, wie dies in der gattungsbildenden DE 29 24 575 A1 ausführlich beschrieben ist.
In der napfförmig ausgebildeten Steuerscheibe 10 ist eine zweiarmige Trägheitsmasse 14 um einen exzentrischen Lagerpunkt 15 schwenkbar gelagert, wobei ein erster Arm 16 der Trägheitsmasse 14 mit einer Eingriffsspitze 17 versehen ist, die bei nach außen verschwenkter Trägheitsmasse 14 in Eingriff mit einer nicht dargestellten ortsfesten Verzahnung kommt. Der bezüglich des Lagerpunktes 15 gegenüberliegende zweite Arm 18 der Trägheitsmasse 14 bildet ein Federwiderlager für die noch zu beschreibende Steuerfeder zur Steuerung des Blockiersystems mittels der Steuerscheibe 10.
Soweit entsprechend der der gattungsbildenden DE 29 24 575 A1 zu entnehmenden Funktionsbeschreibung des selbstsperrenden Gurtaufrollers einerseits die Trägheitsmasse 14 gegenüber der Steuerscheibe 10 und andererseits die Steuerscheibe 10 gegenüber der Gurtwelle jeweils federnd abzustützen ist, wird die Federabstützung insgesamt durch eine Doppelfeder 21 verwirklicht, die einen ersten Federabschnitt 22 mit einer höheren Federrate und einen zweiten Federabschnitt 24 mit einer kleineren Federrate aufweist. Zur Montage und Festlegung der Doppelfeder 21 an der Steuerscheibe 10 ist an der Steuerscheibe 10 ein axial hervorstehender Halter 19 ausgebildet, der an seinem freien äußeren stirnseitigen Ende einen Einschnitt 20 aufweist, in den die Doppelfeder 21 mit einem zwischen dem ersten Federabschnitt 22 und dem zweiten Federabschnitt 24 geradlinig verlaufenden Steg 26 einlegbar ist. Auf diese Weise bildet der Halter 19 jeweils das Federwiderlager für die beidseitig an den Halter 19 anschließenden und sich daran abstützenden Federabschnitte 22 und 24.
Der erste Federabschnitt 22 mit der höheren Federrate ist mit seinem dem Halter 19 gegenüberliegenden Ende an der nicht weiter dargestellten Gurtwelle festgelegt, wobei an der Gurtwelle ein Zapfen 23 angeordnet ist, der in die Federwindungen des ersten Federabschnitts 22 eingreift und dadurch den Federabschnitt 22 führt. Soweit die Trägheitsmasse 14 und der Halter 19 auf der der Gurtwelle abgewandten Seite der Steuerscheibe 10 angeordnet sind, ist die Steuerscheibe 10 mit einem Durchbruch 25 versehen, durch welchen der erste Federabschnitt 22 sich von dem Halter 19 zur Abstützung an der Gurtwelle beziehungsweise zum an der Gurtwelle befindlichen Zapfen 23 erstreckt.
Der zweite Federabschnitt 24 der Doppelfeder 21 ist an dem dem Halter 19 gegenüberliegenden Ende gegen den zweiten Arm 18 der Trägheitsmasse 14 abgestützt, wobei hier in einer nicht dargestellten Weise ebenfalls ein Zapfen zur Führung des zweiten Federabschnitts vorgesehen sein kann.
Wie sich aus einem Vergleich der 1 und 2 ergibt, verharrt die Trägheitsmasse 14 bei auf die Gurtwelle mit Steuerscheibe 10 einwirkender Beschleunigung in ihrer Ausgangslage, während sich die Steuerscheibe 10 aufgrund ihrer Kopplung an die Gurtwelle mittels des ersten Federabschnitts 22 mit der Gurtwelle mitdreht. Durch die dabei herbeigeführte Relativbewegung zwischen Trägheitsmasse 14 und Steuerscheibe 10 wird die Trägheitsmasse 14 um ihrem exzentrischen Lagerpunkt 15 verschwenkt, sodass der mit der Eingriffsspitze 17 versehene erste Arm 16 in Richtung des Pfeils 27 radial auswärts ausgelenkt wird und in Eingriff mit einer nicht dargestellten ortsfesten, beispielsweise an der Innenseite einer Abdeckkappe angeordneten Verzahnung kommt. Hierdurch wird die weitere Drehung der Steuerscheibe 10 angehalten, während bei weiterhin wirksamem Gurtbandauszug sich die Gurtwelle unter Vorspannung des ersten Federabschnitts 22 der Doppelfeder 21 um einen gewissen Betrag weiterdreht. Diese Relativdrehung von Gurtwelle zur festliegenden Steuerscheibe 10 wird dazu benutzt, das an der Stirnseite der Gurtwelle exzentrisch gelagerte und nicht dargestellte Sperrglied mittels der in den Schlitz 12 der Steuerscheibe 10 eingreifenden Stiftverbindung radial nach außen bis zum Eingriff in eine entsprechend vorgesehene gehäusefeste Verzahnung zu führen, wie dies sowohl in der gattungsbildenden DE 29 24 575 A1 wie auch in der DE 103 24 195 B4 beschrieben ist. Nach Beendigung des Blockiervorganges führt der entsprechend vorgespannte Federabschnitt 22 der Doppelfeder 21 die Steuerscheibe 10 in eine Ausgangslage bezüglich der Gurtwelle zurück, in welcher wiederum eine gemeinsame Drehung von Gurtwelle und Steuerscheibe 10 ermöglicht ist.
Die Montage der Doppelfeder 21 an der Steuerscheibe 10 ist dadurch vereinfacht, dass die Doppelfeder 21 mit ihrem Steg 26 in den Einschnitt 20 des Halters 19 der Steuerscheibe 10 eingesetzt wird, wonach die Enden der beiden Federabschnitte 22 und 24 an dem zweiten Arm 18 der Trägheitsmasse 14 einerseits und an der Gurtwelle (Zapfen 23) andererseits festzulegen sind.

Claims

Selbstsperrender Gurtaufroller für Sicherheitsgurte mit wenigstens einer gurtbandsensitiven Blockierung der Gurtwelle, wobei ein exzentrisch zur Wellenachse gelagertes Sperrglied von einer zentrisch auf der Gurtwelle gelagerten, an das Sperrglied gekuppelten Steuerscheibe (10) durch eine Relativdrehung zwischen Gurtwelle und Steuerscheibe (10) radial nach außen bis zum Eingriff in eine gehäusefeste Blockierverzahnung steuerbar ist und wobei die Steuerscheibe (10) mittels einer Koppelfeder gegen die Gurtwelle abgestützt ist und eine exzentrisch gelagerte und gegen die Wirkung einer die Ansprechschwelle der gurtbandsensitiven Blockierung festlegenden Rückstellfeder radial bis zum Eingriff in eine ortsfeste Verzahnung ausschwenkbare und dadurch die Steuerscheibe (10) in deren Drehbewegung anhaltende Trägheitsmasse (14) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass Koppelfeder und Rückstellfeder von einer zwei Arbeitsbereiche mit jeweils eigenen, unterschiedliche Federraten bewirkenden Federkennlinien aufweisenden einstückigen Doppelfeder (21) gebildet sind, deren Federabschnitt (22) mit der höheren Federrate sich zwischen der Gurtwelle und einem an der Steuerscheibe (10) ausgebildeten Halter (19) abstützt, wobei die Doppelfeder (21) den ein Widerlager für die daran anliegenden Federwindungen bildenden Halter (19) mit einem zwischen ihren Federabschnitten ausgebildeten Steg (26) übergreift, und deren Federabschnitt (24) mit der niedrigeren Federrate sich zwischen dem Halter (19) und der Trägheitsmasse (14) abstützt.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Federraten der Doppelfeder (21) durch eine unterschiedliche Windungsanzahl auf der federnden Länge jedes Federabschnitts (22, 24) der Doppelfeder (21) eingestellt sind.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Steuerscheibe (10) axial abstehende Halter (19) an seinem freien äußeren Ende mit einem Einschnitt (20) zum Durchtritt des Steges (26) der Doppelfeder (21) versehen ist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gurtwelle und der Trägheitsmasse (14) in der Verlaufsrichtung der Doppelfeder (21) jeweils ein in deren Federwindungen eingreifender und die Doppelfeder (21) führender Zapfen (23) angeordnet ist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmasse (14) auf der der Gurtwelle abgewandten Seite der Steuerscheibe (10) angeordnet ist und die Steuerscheibe (10) mit einem Durchbruch (25) zum Hindurchführen des zwischen der Gurtwelle und dem Halter (19) wirksamen Federabschnitts (22) der Doppelfeder (21) versehen ist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelfeder (21) auf der der Stirnseite der Gurtwelle zugewandten Seite der Steuerscheibe (10) angeordnet und an der Stirnseite der Gurtwelle eine Vertiefung zur Aufnahme der Doppelfeder (21) ausgebildet ist, wobei der an der Steuerscheibe (10) angeordnete Halter (19) in die Vertiefung vorsteht und die auf der der Gurtwelle abgewandten Seite der Steuerscheibe (10) angeordnete Trägheitsmasse (14) die Steuerscheibe (10) mit einem in die Vertiefung der Gurtwelle vorstehenden Widerlager für die Doppelfeder (21) durchgreift.