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Die
Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt,
mit einem Rahmen, einer Gurtspule, die einen Sicherheitsgurt aufnehmen
kann und drehbar im Rahmen angebracht ist, und einem Blockiermechanismus,
mittels dem die Gurtspule gegen eine Drehung in der Sicherheitsgurt-Abwickelrichtung
relativ zum Rahmen blockiert werden kann, wobei der Blockiermechanismus
eine Kupplungsscheibe enthält,
die relativ zur Gurtspule drehbar ist.
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Der
Blockiermechanismus dient in bekannter Weise dazu, die Gurtspule
fahrzeugsensitiv oder gurtbandsensitiv zu blockieren. Eine fahrzeugsensitive
Blockierung wird ausgelöst,
wenn die auf das Fahrzeug und somit auch auf den in diesem montierten
Gurtaufroller einwirkenden Beschleunigungen einen vorgegebenen Wert überschreiten.
Eine gurtbandsensitive Blockierung wird ausgelöst, wenn die Drehbeschleunigung
der Gurtspule, hervorgerufen durch ein schnelles Abziehen des Sicherheitsgurtes von
der Gurtspule, einen vorgegebenen Wert überschreitet. In beiden Fällen wird
die Blockierung dadurch ausgelöst,
daß eine
Relativdrehung zwischen der Kupplungsscheibe und der Gurtspule auftritt,
der dann dazu verwendet wird, eine Blockierklinke in eine Blockierverzahnung
einzusteuern.
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Bei
der fahrzeugsensitiven Blockierung wird ein Sensor verwendet, der
bei Überschreiten
der vorgegebenen Beschleunigung die Kupplungsscheibe blockiert.
Wenn in diesem Zustand Sicherheitsgurt von der Gurtspule abgezogen
wird, bleibt die Kupplungsscheibe, da sie vom Sensor festgehalten
wird, hinter der Drehung der Gurtspule zurück, so daß die zum Einsteuern der Blockierklinke
notwendige Relativdrehung erhalten wird. Bei der gurtbandsensitiven Blockierung
wird die Massenträgheit
der Kupplungsscheibe dazu verwendet, die Relativdrehung herbeizuführen; bei
einer ausreichend hohen Drehbeschleunigung der Gurtspule bleibt
die Kupplungsscheibe hinter der Drehung der Gurtspule zurück, wodurch
die Blockierklinke eingesteuert werden kann.
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Der
Blockiermechanismus spricht jedoch unter Umständen auch in Situationen an,
in denen dies unerwünscht
ist. Insbesondere beim schnellen Aufwickeln des Gurtbandes, beispielsweise
wenn ein Fahrzeuginsasse den Sicherheitsgurt abgelegt hat und der
Sicherheitsgurt unter der Wirkung einer Aufwickelfeder aufgerollt
wird, kann es dazu kommen, daß der
Blockiermechanismus anspricht. Dies ist insbesondere der Fall, wenn
der Sicherheitsgurt abrupt abgebremst wird, beispielsweise wenn
eine sich am Sicherheitsgurt befindende Steckzunge an einem anderen
Bauteil anschlägt
oder der Sicherheitsgurt vollständig
aufgewickelt ist, wodurch die Gurtspule abrupt abgebremst wird.
Durch das abrupte Abbremsen kann es zu einer Relativdrehung zwischen
der Kupplungsscheibe und der Gurtspule kommen, so daß der Blockiermechanismus
anspricht. Es besteht außerdem
das Risiko, daß durch
Erschütterungen
der Sensor am Gurtaufroller anspricht, wodurch eine fahrzeugsensitive
Blockierung ausgelöst
werden kann.
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Falls
dann Gurtband von der Gurtspule abgezogen werden soll, ist die Gurtspule
durch den Blockiermechanismus blockiert. Ein Fahrzeuginsasse könnte daher
den Eindruck bekommen, daß der
Gurtaufroller defekt ist. Gelöst
werden kann die Blockierung der Gurtspule dann nur dadurch, daß fest am
Sicherheitsgurt gezogen wird, so daß durch den Filmspuleneffekt
ein kleines Stück
Sicherheitsgurt abgezogen werden kann. Beim anschließenden Freigeben
des Sicherheitsgurtes wird die Gurtspule geringfügig zurückgedreht, wodurch der Blockiermechanismus
entriegelt wird.
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Es
sind aus dem Stand der Technik verschiedene Vorkehrungen bekannt,
um das unerwünschte Blockieren
der Gurtspule am Ende der Aufwickelbewegung zu verhindern. Diese
Vorkehrungen arbeiten jedoch nicht immer zufriedenstellend; dies
betrifft sowohl ihre Funktion als auch den Aufwand.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gurtaufroller der eingangs
genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß zuverlässig ein unerwünschtes
Blockieren der Gurtspule am Ende des Aufwickelns des Sicherheitsgurtes
verhindert wird.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist bei einem Gurtaufroller der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß ein Sperrmechanismus
vorgesehen, der ein Ansprechen des Blockiermechanismus in einem Funktionsbereich
sperrt, in welchem fast der gesamte Sicherheitsgurt auf der Gurtspule
aufgewickelt ist. Der Sperrmechanismus kann dabei gezielt die fahrzeugsensitive
Blockierung und/oder die gurtbandsensitive Blockierung der Gurtspule
unterbinden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, daß der
Blockiermechanismus einen fahrzeugsensitiven Sensor mit einem Sensorhebel
aufweist, der an der Kupplungsscheibe angreifen kann, und daß der Sperrmechanismus,
wenn er aktiviert ist, den Sensorhebel sperrt, so daß dieser
nicht an der Kupplungsscheibe angreifen kann. Auf diese Weise wird
zuverlässig
verhindert, daß der
fahrzeugsensitive Sensor anspricht und dadurch die Kupplungsscheibe
blockiert, was zu einer fahrzeugsensitiven Blockierung der Gurtspule
führen könnte.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, daß der
Sperrmechanismus, wenn er aktiviert ist, die Kupplungsscheibe drehfest
bezüglich
der Gurtspule verriegelt. Dies verhindert eine Relativdrehung zwischen
der Kupplungsscheibe und der Gurtspule, so daß jegliches Ansprechen des
Blockiermechanismus zuverlässig
verhindert ist. Insbesondere ist ein gurtbandsensitives Ansprechen
nicht möglich,
da auch bei einer abrupten Beschleunigung oder Verzögerung der
Gurtspule die Kupplungsscheibe direkt mitgenommen wird, so daß keine
Relativdrehung zwischen der Kupplungsscheibe und der Gurtspule und
dementsprechend auch kein Ansprechen des Blockiermechanismus möglich ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform
beschrieben, die in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Gurtaufrollers;
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2 in
einer perspektivischen Seitenansicht den Blockiermechanismus des
Gurtaufrollers von 1;
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3 in
einer weiteren perspektivischen Seitenansicht den Blockiermechanismus,
wobei zur besseren Übersichtlichkeit
die Kupplungsscheibe weggelassen wurde;
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4 in
einer weiteren perspektivischen Seitenansicht den Blockiermechanismus,
wobei ebenfalls die Kupplungsscheibe weggelassen wurde;
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5 in
einer perspektivischen Seitenansicht die Bauteile, die zum Sperren
des Sensorhebels notwendig sind;
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6 eine
perspektivische Ansicht des in 5 gezeigten
Sperrhebels;
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7 eine
andere Seitenansicht des Sperrhebels;
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8 in
einer perspektivischen Ansicht ein Ende der Gurtspule;
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9 in
einer schematischen Seitenansicht den Blockiermechanismus, wobei
die Sperrscheibe zur besseren Übersichtlichkeit
weggelassen wurde,
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10 in
einer perspektivischen Seitenansicht die an der Gurtspule angebrachte
Kupplungsscheibe;
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11 ein
Detail des Sperrmechanismus, wobei sich der Sperrhebel in der Ausgangsstellung befindet;
und
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12 in
einer schematischen Ansicht den Sperrmechanismus, wobei sich der
Sperrhebel in der Sperrstellung befindet.
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In 1 ist
ein Gurtaufroller 10 gezeigt, der einen Rahmen 12 aufweist,
in welchem drehbar eine Gurtspule 14 gelagert ist. Von
dieser ist in den Figuren lediglich eine Stirnseite zu sehen. Diese
Stirnseite kann einstückig
mit der Gurtspule ausgeführt
sein oder auch als separates Bauteil.
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Es
ist ein Blockiermechanismus vorgesehen, der dazu dient, die Gurtspule
im Bedarfsfall drehfest relativ zum Rahmen 12 zu blockieren.
Die Details des Aufbaus und der Funktionsweise des Blockiermechanismus
werden nachfolgend nur insoweit beschrieben, als sie zum Verständnis der
Erfindung notwendig sind. Wesentliches Bauteil des Blockiermechanismus
ist eine Kupplungsscheibe 16, die koaxial mit der Gurtspule
angeordnet und relativ zu dieser begrenzt verdrehbar ist. Durch
eine Relativdrehung zwischen der Kupplungsscheibe 16 und
der Gurtspule 14 wird eine (nicht dargestellte) Blockierklinke,
die in einer Aussparung 18 an der Stirnseite der Gurtspule 14 angeordnet
ist, in eine Blockierverzahnung am Rahmen 12 des Gurtaufrollers 10 eingesteuert.
Eine solche Relativdrehung kann in gurtbandsensitiver Weise oder
in fahrzeugsensitiver Weise hervorgerufen werden. Für eine fahrzeugsensitive
Ansteuerung des Blockiermechanismus ist ein Sensor 20 am
Rahmen des Gurtaufrollers angebracht, der eine Sensorkugel 22 und
einen Sensorhebel 24 aufweist. Der Sensorhebel 24 kann
in eine Verzahnung 26 der Kupplungsscheibe 16 eingesteuert
werden, so daß die
Kupplungsscheibe 16 gegen eine Drehung in der Abwickelrichtung
des Sicherheitsgurtes blockiert ist. Wenn der Sicherheitsgurt von
der Gurtspule abgezogen wird, bleibt die Kupplungsscheibe 16 stehen.
Die daraus resultierende Relativdrehung zwischen der Gurtspule und
der Kupplungsscheibe wird dazu genutzt, die Blockierklinke anzusteuern.
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Es
ist eine Sperrscheibe 28 vorgesehen, die ebenfalls konzentrisch
mit der Gurtspule angeordnet ist. Die Sperrscheibe 28 ist
drehbar an einem (nicht dargestellten) Gehäuseteil gelagert, das am Rahmen 12 des
Gurtaufrollers 10 angebracht ist. Mit der Gurtspule 14 ist
die Sperrscheibe 12 durch eine Untersetzung verbunden,
die aus einem an der Gurtspule 14 ausgebildeten Ritzel 29,
einem zweistufigen Untersetzungszahnrad 30, das ortsfest
bezüglich
des Rahmens 12 des Gurtaufrollers gelagert ist, und einer
Innenverzahnung 32 besteht, die an der Sperrscheibe 28 ausgebildet
ist und sich über
etwa 270° erstreckt.
Die Untersetzung untersetzt die Drehung der Gurtspule 14 so
groß,
daß die
Sperrscheibe 28 zwischen einem Zustand des Gurtaufrollers
mit vollständig
aufgewickeltem Sicherheitsgurt einerseits und mit vollständig abgewickeltem
Sicherheitsgurt andererseits eine Drehung von maximal 270° ausführt.
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Es
ist ein Kindersicherungs-Hebel 34 vorgesehen, mittels dem
eine Kindersicherungs-Funktion erzielt werden kann. Wenn die Kindersicherungs-Funktion
aktiviert ist, kann vom Gurtaufroller kein Gurtband abgewickelt
werden; es ist lediglich möglich,
das Gurtband aufzuwickeln. Eine solche Funktion ist beispielsweise
wünschenswert,
um einen Kindersitz fest am Fahrzeugsitz zu fixieren. Die Kindersicherungs-Funktion
wird in an sich bekannter Weise durch zwei Schaltnocken 36, 37 auf
der Sperrscheibe 28 realisiert, die in Abhängigkeit
von der Stellung der Sperrscheibe 28 den Kindersicherungshebel
zwischen einer Ausgangsstellung, in der er nicht an der Verzahnung 26 der
Kupplungsscheibe 16 angreift, und einer aktivierten Stellung
verstellen kann, in der er die Kupplungsscheibe 16 blockiert,
so daß beim
Abziehen des Sicherheitsgurtes sofort eine gurtbandsensitive Blockierung
ausgelöst
wird. Die beiden Schaltnocken 36, 37 sind dabei
so angeordnet, daß die
Kindersicherungs-Funktion durch nahezu vollständiges Abziehen des Sicherheitsgurtes
von der Gurtspule aktiviert und durch nahezu vollständiges Aufwickeln
des Sicherheitsgurtes wieder deaktiviert wird.
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Es
ist ein Sperrmechanismus vorgesehen, mittels dem in Abhängigkeit
von der Stellung der Sperrscheibe 28 das Ansprechen des
Blockiermechanismus verhin dert werden kann. Der Sperrmechanismus
enthält
zum einen einen Sperrhebel 38, der ortsfest relativ zum
Rahmen 12 des Gurtaufrollers angebracht ist und zwischen
zwei Stellungen um ein Lager 39 schwenkbar ist, nämlich einer
Ausgangsstellung (siehe 11) und
einer Sperrstellung (siehe 12). Der
Sperrhebel 38 weist einen Sperrfortsatz 40 auf,
der mit dem Sensorhebel 24 zusammenwirken kann. Wenn sich
der Sperrhebel 38 in seiner Ausgangsstellung befindet,
liegt der Sperrfortsatz 40 in einem so großen Abstand
vom Sensorhebel 24 (siehe 11), daß der Sensorhebel 24 in
die Verzahnung 26 der Kupplungsscheibe 16 eingesteuert werden
kann. Wenn sich der Sperrhebel 38 dagegen in seiner Sperrstellung
befindet, liegt der Sperrfortsatz 40 dagegen am Sensorhebel 24 an
und drückt diesen
von der Kupplungsscheibe 16 weg, so daß eine Einsteuerung zuverlässig verhindert
ist. Ein unbeabsichtigtes Ansprechen des Sensors 20, beispielsweise
durch Vibrationen beim Aufwickeln des Sicherheitsgurtes, ist auf
diese Weise zuverlässig verhindert.
Ein unbeabsichtigtes Blockieren der Gurtspule kann nicht auftreten.
Durch Ausnutzen der Eigenelastizität des Sperrfortsatzes 40 kann
der gesamte Sensor 20 elastisch in seine Ausgangsstellung vorgespannt
werden, in welcher der Sensorhebel 24 und die Sensorkugel 22 ruhig
gestellt sind. Ein Klappern ist zuverlässig verhindert.
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Auf
der vom Sperrfortsatz abgewandten Seite ist der Sperrhebel 38 mit
zwei Führungszapfen 42 versehen,
die zusammen mit einer Führungsrippe 44 an
der Sperrscheibe 28 eine Kulissenführung bilden. Die Führungsrippe 44 erstreckt
sich entlang dem Umfang der Sperrscheibe 28 und besteht
aus einem radial weiter außen
angeordneten Abschnitt, und einem radial weiter innen angeordneten
Abschnitt. Zwischen diesen beiden Abschnitten ist ein Übergangsabschnitt 46 (siehe
insbesondere die 11 und 12) angeordnet.
Die beiden Abschnitte der Führungsrippe 44 zusammen
mit dem Übergangsabschnitt 46 sind
so an der Sperrscheibe 28 angeordnet, daß der Sperrhebel 38 durch
Zusammenwirken der Führungszapfen 42 mit
dem radial weiter innenliegenden Abschnitt der Führungsrippe 44 in
der Sperrstellung gehalten wird, wenn nahezu der gesamte Sicherheitsgurt
auf der Gurtspule 14 aufgewickelt ist. Sobald eine vergleichsweise
kleine Länge Sicherheitsgurt
abgewickelt ist, wird der Sperrhebel 38 vom Übergangsabschnitt 46 in
die in 11 gezeigte Stellung verschwenkt,
so daß der
Sensorhebel 24 freigegeben ist und eine normale fahrzeugsensitive
Blockierung möglich
ist. Sobald der Sicherheitsgurt wieder nahezu vollständig aufgewickelt
ist, wird der Sperrhebel 38 zurück in die in 12 gezeigte Sperrstellung überführt, in
der ein unbeabsichtigtes Ansprechen des Blockiermechanismus verhindert
ist.
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Der
Sperrmechanismus enthält
zum anderen einen Riegel 48 (siehe insbesondere 8),
der schwenkbar zwischen einer Ausgangsstellung und einer Verriegelungsstellung
an der Gurtspule 12 gelagert ist. Der Riegel 48 weist
einen bistabilen Rastmechanismus auf, der gebildet ist durch einen
im weitesten Sinne herzförmigen
Federbügel 50,
der mit einem Stift 52 zusammenwirkt, der fest an der Gurtspule 14 ausgebildet
ist. Der Federbügel 50 weist
mittig eine Einbuchtung auf, die über den Stift 52 hinüberrutschen
muß, wenn
der Riegel 48 von der Ausgangsstellung in die Verriegelungsstellung überführt wird,
und umgekehrt. Dies gewährleistet,
daß der
Riegel sich nicht unbeabsichtigt von einer Stellung in die andere
bewegen kann.
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Zum
Verstellen des Riegels 48 ist an seinem freien Ende ein
Steuerzapfen 54 vorgesehen, der mit einer Kulisse zusammenwirkt,
die durch zwei einander gegenüberliegende
Steuerrippen 56, 57 gebildet ist, die am Sperrhebel 38 gegenüber den
beiden Führungszapfen 42 ausgebildet
sind, also ebenfalls an dem vom Sperrfortsatz 40 abgewandten
Ende.
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Im
normalen Betrieb des Gurtaufrollers befindet sich der Riegel 48 in
der in 9 gezeigten Ausgangsstellung, in der er nicht
an der Kupplungsscheibe 16 angreift. Die Kupplungsscheibe 16 kann sich
also relativ zur Gurtspule 14 verdrehen, was zur Ansteuerung
der Blockierklinke erforderlich ist. Die Steuerrippen 56, 57 sind
so angeordnet, daß der Steuerzapfen 54 des
Riegels 48, wenn dieser sich in der Ausgangsstellung befindet,
frei zwischen den beiden Steuerrippen hindurchbewegen kann, wenn sich
der Sperrhebel 38 ebenfalls in seiner Ausgangsstellung
befindet, also der Sensorhebel 24 freigegeben ist. Wenn
dagegen der Sperrhebel 38 sich in seiner Sperrstellung
befindet, befinden sich die Steuerrippen 56, 57 radial
weiter innen als in der Ausgangsstellung. Sobald der Riegel 48,
der sich zusammen mit der Gurtspule 14 dreht, beim Aufwickeln
des Gurtbandes das nächste
Mal die beiden Steuerrippen 56, 57 erreicht, wird
der Steuerzapfen 54 radial nach innen gedrückt, wodurch
der Riegel 48 aus der Ausgangsstellung in seine Verriegelungsstellung (siehe
insbesondere die 2 und 10) überführt wird.
In dieser Stellung greift sein freies Ende in ein Fenster 58 der
Kupplungsscheibe 16 ein, so daß diese drehfest relativ zur
Gurtspule 14 verriegelt ist. Auf diese Weise ist verhindert,
daß sich
die Kupplungsscheibe, hervorgerufen beispielsweise durch ein abruptes
Abbremsen der Gurtspule 14, relativ zu dieser verdreht
und dadurch den Blockiermechanismus ansprechen läßt.
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Sobald
wieder eine vorbestimmte Länge
des Sicherheitsgurtes von der Gurtspule abgewickelt wird, wird zunächst, hervorgerufen
von der Führungsrippe 44,
der Sperrhebel 38 aus seiner Sperrstellung in die Ausgangsstellung überführt. Sobald daraufhin
der Riegel 48 zusammen mit seinem Steuerzapfen 54 das
nächste
Mal die beiden Steuerrippen 56, 57 des Sperrhebels 38 passiert,
wird der Steuerzapfen 54 von den Steuerrippen radial nach
außen gedrückt, wodurch
der Riegel 48 in seine Ausgangsstellung überführt wird.
Dadurch ist, nachdem zuerst der Sensor 20 wieder freigegeben
wurde, auch die Kupplungsscheibe 16 freigegeben, so daß der Blockiermechanismus
wieder wie gewohnt arbeiten kann.
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Durch
die winkelmäßige Positionierung
des Übergangsabschnittes 46 auf
der Sperrscheibe 28 kann eingestellt werden, ab welcher
Länge des
aufgewickelten Sicherheitsgurtes die übliche Funktion des Blockiermechanismus
verhindert wird, also zunächst
der Sensor 20 und anschließend die Kupplungsscheibe 16 inaktiviert
werden.
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Gemäß einer
vereinfachten Ausführungsform
der Erfindung wird auf den Riegel 48 verzichtet.