DE1506621B2 - Doppeltwirkende automatische Sperrvorrichtung für einen Sicherheitsgurt - Google Patents
Doppeltwirkende automatische Sperrvorrichtung für einen SicherheitsgurtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine doppeltwirkende automatische Sperrvorrichtung für einen Sicherheitsgurt mit
einer am Fahrzeug befestigten Halterung, einer innerhalb der Halterung angeordneten drehbaren Aufwikkeltrommel
für den Gurt, Elementen zum Vorspannen der Trommel in Aufwickel- oder Rückzugsrichtung,
mehreren an der Trommel angeordneten Zähnen, einer ersten Trägheitsmasse, die aus einer Ruhelage durch
eine plötzliche Änderung der Bewegung oder der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs verschiebbar ist, einem
Sperrelement, das entsprechend der Verschiebung der ersten Trägheitsmasse unter Blockieren der Trommel
in Eingriff mit einem der Zähne gelangt, sowie einer zweiten Trägheitsmasse zum Blockieren der Trommel
in Abzugsrichtung beim Überschreiten einer bestimmten Abzugsgeschwindigkeit.
Es sind zwei Grundmechanismen für einfach wirkende automatische Sperrvorrichtungen für Sicherheitsgurte
bekannt. Diese zwei Mechanismen, die im folgenden als inneres und als äußeres Trägheitsschloß bezeichnet
werden, besitzen eine drehbare Speichertrommel, auf die der Gurt gewickelt ist. Die Trommel ist
derart vorgespannt, daß sie sich in einer das Aufwikkeln des Gurtes gewährleistenden Richtung dreht.
Wird der Gurt unter normalen Umständen verwendet und liegt keine Notsituation vor, so kann sich ein angeschnallter
Sitzinsasse in seinem Sitz bewegen und beispielsweise nach vorne beugen. Hierbei wird der Gurt
von der Trommel abgerollt und bei einem Wiederanlegen wieder auf die Trommel aufgewickelt. In einer Notsituation,
beispielsweise bei einem Fahrzeugzusammenstoß ist die Trommel gegen ein Drehen in Abrollrichtung
des Gurtes durch ein äußeres oder ein inneres Trägheitsschloß gesperrt.
Das äußere Trägheitsschloß weist ein Trägheitselement auf, das aus einer Ruhelage bewegbar ist, wenn
das Fahrzeug eine plötzliche Bewegungsänderung erfährt, beispielsweise eine plötzliche Bremsung oder
eine plötzliche Abweichung von der Fahrtrichtung. Das Trägheitselement kann eine Kugel sein, die in einem
schalenförmigen mit dem Fahrzeug fest verbundenen Lager (US-PS 32 37 729) oder in einer konischen öffnung
einer fahrzeugfesten Lagerplatte (GB-PS 10 15 081) aufgenommen ist, oder hat die Form eines
Pendels (GB-PS 10 15 081), das um eine fahrzeugfeste Achse schwenkbar ist, wobei diese Anordnungen so
ausgebildet sind, daß sie ein Drehen der Trommel in Abrollrichtung des Gurtes sperren oder ein Sperren
der Trommel bewirken, wenn das Trägheitselement aus seiner Ruhestellung ausgelenkt wird. ν
Das innere Trägheitsschloß, das auf eine plötzliche ' Beschleunigung der Abrollgeschwindigkeit eines [
Sicherheitsgurtes anspricht, weist ein Trägheitselement auf, das sich mit der Speichertrommel dreht oder mit
der Speichertrommel umläuft und relativ zu dieser verschiebbar ist, um die Trommel zu sperren oder ihr
Sperren zu bewirken, wenn ihre Drehung in der Gurtabrollrichtung plötzlich beschleunigt wird. Der Insasse
wirkt dabei als Trägheitsmasse, da durch die plötzliche Bewegung des Insassen aus seinem Sitz die plötzliche
Beschleunigung der Gurtabrollgeschwindigkeit und damit auch der Trommeldrehgeschwindigkeit bewirkt
wird. Zur Blockierung der Trommel ist nur eine sehr geringe Bewegung des Insassen aus seinem Sitz erforderlich.
Aus der US-PS 32 03 641 ist ein Sicherheitsgurt bekannt, bei dem ein inneres und ein äußeres Trägheitsschloß gekoppelt verwendet werden, um eine doppeltwirkende
automatische Sperrvorrichtung zu schaffen. Als Trägheitselement des inneren Trägheitsschlosses
ist hierbei eine relativ zur Trommel verschiebbare Trägheitsplatte vorgesehen, die mit einer gehäusefesten
Verzahnung oder Reibfläche in Eingriff bringbar
ist. Das Trägheitselement des äußeren Trägheitsschlosses besteht aus einer Pendelmasse, die bei einer auf das
Fahrzeug einwirkenden Beschleunigung in die Trägheitsplatte des inneren Trägheitsschlosses eingreift und
diese blockieren kann, die dann ihrerseits ein Blockieren der Trommel über geeignet geführte Kugeln bewirkt.
Bei dieser bekannten Vorrichtung ist nachteilig, daß bei einem Defekt des inneren Trägheitsschlosses
auch das äußere Trägheitsschloß als Sicherheitssystem ausfällt, da das äußere Trägheitsschloß über das innere
Trägheitsschloß auf die Trommel einwirkt. Auch ist das innere Trägheitsschloß insbesondere dessen Verschiebemechanismus
relativ kompliziert aufgebaut und einem erhöhten Verschleiß unterworfen, so daß es sehr
störanfällig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine doppeltwirkende automatische Sperrvorrichtung für einen Sicherheitsgurt
der eingangs genannten Art zu schaffen, die äußerst betriebssicher und dennoch einfach im Aufbau ist
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die zweite Trägheitsmasse schwenkbar an der Trommel
angeordnet ist und eine Sperrnase besitzt, die sich beim Überschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl
' der Trommel in Abzugsrichtung radial nach außen verschiebt und in das auch zum Eingriff in die Zähne dienende
Sperrelement einfällt. Bei einer derartigen Sperrvorrichtung wird nicht nur ein Blockieren der
Trommel durch zwei voneinander unabhängige Trägheitsmassen bewirkt, sondern es wird in vorteilhafter
Weise das Sperrelement doppelt ausgenutzt, was einem einfachen und kostensparenden Aufbau ohne Beeinträchtigung
der Betriebssicherheit dienlich ist.
Es ist zwar aus der US-PS 32 14 218 eine Sperrvorrichtung mit einem inneren Trägheitsschloß bekannt,
bei dem sich das Trägheitselement mit der Speichertrommel dreht und hierbei schwenkbar an der Trommel
abgelenkt ist, wobei es sich bei einer plötzlichen Trommelbeschleunigung in Abzugsrichtung radial nach
außen verschiebt und mit einer gehäusefesten Verzahnung in Eingriff gelangt, wodurch die Trommel blökkiert
wird. Bei Ausfall dieses Sperrmechanismus ist jedoch keine weitere Sicherung vorhanden. Insbesondere
sind die als Verzahnung ausgebildeten Sperrelemente weder beweglich noch dienen sie einem doppelten
' Zweck.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Sperrnase normalerweise
an einem der Zähne anliegt und eine Oberfläche besitzt, die das Sperrelement zum Eingriff mit diesem
Zahn bringt.
Bevorzugt können Elemente zum Verändern des Betrags der radial nach außen gerichteten Verlagerung
der Sperrnase in Abhängigkeit von der Abzugsgeschwindigkeit vorgesehen sein, um eine Veränderung
der Grenzgeschwindigkeit zu erhalten, bei der die Sperrnase in das Sperrelement einfällt.
In einer besonders einfachen Ausführungsform ist das Sperrelement als Sperrklinke ausgebildet, die um
eine parallel zur Trommelachse verlaufende Achse schwenkbar ist. Zwischen der ersten Trägheitsmasse
und der Sperrklinke können Betätigungselemente zum Verschieben der Sperrklinke in einen Eingriff mit
einem der Zähne als Folge der Verlagerung der ersten Trägheitsmasse vorgesehen sein.
Bevorzugt ist die zweite Trägheitsmasse normalerweise unter Vorspannung radial nach innen gehalten.
Die zweite Trägheitsmasse kann als ein oder mehrere Pendelgewichte ausgebildet sein.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser
zeigt
F i g. 1 einen Schnitt einer erfindungsgemäßen Sperrvorrichtung entlang der Linie I-I der F i g. 2 und
F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen Mechanismus.
Nach den Figuren ist eine drehbare Gurttrommel 1 mittels eines Lagers 2 in einem Hauptrahmenträgerelement
3 angebracht. Dieses Rahmenelement 3 ist belastbar und derart ausgebildet, daß es an einem Befestigungspunkt
am Fahrzeugboden oder Chassis mittels Bolzen oder anderer Mittel befestigt werden kann.
Die Trommel 1 ist mit nicht dargestellten Vorspanneinrichtungen ausgerüstet, durch die sie in der in F i g. 1
durch den Pfeil A angegebenen Aufwickel- oder Rückzugsrichtung gedreht wird.
Mit der Trommel 1 ist ein Ring 5 fest verkeilt, der eine Mehrzahl von auf dem Umfang verteilten Sperrzähnen
6 aufweist. Vier Pendelgewichte 7 sind schwenkbar an einer Seite des Rings 5 befestigt. Der
Schwenkpunkt eines jeden Pendelgewichts befindet sich an seinem vorderen Ende bezüglich der Bewegungsrichtung
des Gewichts, wenn es bei Drehung der Trommel 1 in der Abspulrichtung des Gurtes in seiner
Umlaufbahn bewegt wird.
Eine Gummifeder 10 ist um Stifte 11 gespannt, die an
den Pendelgewichten 7 angebracht sind, und dient als Vorspanneinrichtung, um die Pendelgewichte radial
nach innen in ihre Ruhestellung zu drängen. Jedes Pendelgewicht 7 ist an seinem hinteren, von dem Punkt der
Schwenkbefestigung an dem Ring 5 entfernten Ende mit einer Sperrnase 12 versehen, die eine Einklinkfläche
13 aufweist. Wie aus F i g. 1 zu entnehmen ist, ist die Sperrnase 12 eines jeden Pendelgewichts 7 mit
einem Zahn 6 des Rings 5 ausgerichtet oder in Dekkung, wobei die Einklinkflächen 13 jeweils koplanar mit
den Einklinkflächen 14 des Zahnes 6 sind.
Wenn die Drehgeschwindigkeit der Trommel 1 über einem vorgegebenen Maximalwert liegt, so reicht die
Vorspannung der Gummifeder 10 nicht dazu aus, um die Pendelgewichte 7 in ihren radial innenliegenden
Stellungen zu halten. Die Pendelgewichte 7 schwenken somit radial nach außen. Diese nach außen gerichtete
Bewegung der Pendelgewichte kann hauptsächlich eine Folge der Zentrifugalkraft oder der Trägheit der Pendelgewichte
sein, wodurch diese der Beschleunigung im Maße der Drehung der Trommel 1 nacheilen. Ob die
Trägheit oder die Zentrifugalkraft die Hauptursache für die Auwärtsbewegung der Pendelgewichte ist, ist
für die Erfindung nicht wesentlich. Wichtig ist nur, daß sich die Pendelgewichte radial nach außen bewegen.
Ob die Zentrifugalkraft oder die Trägheit die Auswärtsbewegung der Pendelgewichte bewirkt, hängt von
der relativen Lage des Schwerpunkts eines jeden Pendelgewichts und seiner Drehachse für die Schwenkbewegung
ab.
Die Umlaufbahn der Pendelgewichte 7 ist auf einem Hauptteil von einer Führung 15 umgeben. Auf diese
Weise wird die radiale Auswärtsbewegung der Pendelgewichte begrenzt, und zwar mit Ausnahme des Spaltes
16.
In diesem Spalt ist eine Sperrklinke 20 angebracht, die auf einer Welle 21 frei schwenkbar ist. Die Klinke
20 weist eine Nase 22 auf, die in geeigneter Weise geformt ist, um in die Zähne 6 des Ringes 5 eingreifen zu
können und ein Sperren zu bewirken. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß bei einer Drehgeschwindigkeit
der Trommel, die über dem vorgegebenen Maximalwert liegt, die Pendelgewichte 7 radial nach außen bewegt
werden und eines der Pendelgewichte beim Durchgang durch den Spalt 16 ausreichend weit radial
nach außen bewegt wird, so daß seine Einklinkfläche 13 mit der Nase 22 der Sperrklinke 20 in Eingriff kommt
und die Klinke in Eingriff mit einem Zahn 6 des Ringes 5 bringt, und zwar mit dem Zahn, der mit dem Pendelgewicht
ausgerichtet ist. Auf diese Weise erfolgt ein Sperren der Trommel gegen eine Drehung in Abspulrichtung
des Gurtes, wobei die bei der Sperrung auftretende Belastung von der Klinke 20 und dem Ring 5
aufgenommen wird.
Liegt die das Sperren verursachende Belastung nicht mehr an dem Sicherheitsgurt an, so wird die Trommel 1
durch ihre Vorspanneinrichtung in der Gurtrückzugsrichtung gedreht, wodurch die Sperrklinke 20 von
einem Zahn 6 des Ringes 5 gelöst und durch den nächsten Zahn in der Reihe in ihre normale Auskuppelstellung
gestoßen wird. Die Klinke 20 ist derart ausbalaneiert, daß sie in einer beliebigen Stellung bleibt, in die
sie gebracht wird und nicht von selbst in ihre normale Ruhelage zurückschwingt.
Unter diesen Umständen kann es wünschenswert sein, einen Mechanismus vorzusehen, der ein Unwirksamwerden
der Pendelgewichte gewährleistet, und zwar in der Weise, daß die Pendelgewichte 7 unabhängig
von der Drehgeschwindigkeit der Trommel in der Gurtabrollrichtung nicht radial nach außen schwingen
und mit der Klinke 20 in Eingriff kommen können. Ein derartiger Mechanismus ist in F i g. 1 dargestellt und
weist ein verschiebbares Nockenteil 30 auf, das von der in ausgezogenen Linien dargestellten Lage in die gestrichelt
dargestellte Lage bewegt werden kann. In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Lage ist das
Nockenteil 30 unwirksam und die Pendelgewichte 7 können sich radial nach außen bewegen und dabei in
Eingriff mit der Klinke 20 kommen. Wenn jedoch das Nockenteil 30 in die gestrichelt dargestellte Lage bewegt
wird, so bildet seine Endfläche 31 eine Fortsetzung der Führung 15, wodurch sich die Pendelgewichte
7 nicht radial nach außen bewegen und nicht mit der Nase 22 der Sperrklinke 20 in Eingriff kommen können.
Das Nockenteil 30 kann auch zur Veränderung der Betriebsempfindlichkeit der Pendelgewichte 7 verwendet
werden. Es ist selbstverständlich, daß der Betrag der Auswärtsbewegung der Pendelgewichte abhängig
von der Vorspannung der Gummifeder 10 und der Drehgeschwindigkeit der Trommel ist. Da die Vorspannung
der Feder fest ist, wird jede Änderung der Drehgeschwindigkeit der Trommel eine Änderung des Betrags
der nach außen gerichteten Bewegung der Pendelgewichte zur Folge haben.
Die Pendelgewichte bewegen sich bei Drehung der Trommel in einer Umlaufbahn. Die Länge des Bogens
in dieser Bahn, durch den jedes Pendelgewicht gleichzeitig läuft, wenn es sich nach außen in eine Stellung
bewegt, in der es in Eingriff mit der Sperrklinke 20 kommen kann, ändert sich entsprechend der Geschwindigkeit
der nach außen gerichteten Bewegung des Pendelgewichts. Je größer die Geschwindigkeit der nach
außen gerichteten Bewegung ist, desto kurzer ist der durchlaufene Bogen. Das Nockenstück 30 kann derart
angeordnet werden, daß der Länge des Bogens eine Grenze gesetzt wird, durch den ein Pendelgewicht laufen
und sich gleichzeitig um einen ausreichenden Betrag nach außen bewegen kann, um in Eingriff mit der
Sperrklinke zu kommen. Es ergibt sich somit, daß gemäß der Einstellung des Nockenteiles die Trommel mit
einer bestimmten Geschwindigkeit gedreht werden muß, um eine genügend schnelle Bewegung des Pendelgewichts
nach außen zu bewirken, so daß dieses sich nach dem Lösen von dem Nockenteil weit genug nach
außen bewegt, um mit der Nase der Sperrklinke in Eingriff zu kommen, bevor es sich auf seiner Umlaufbahn
über die Nase hinaus bewegt hat.
In einem an dem Hauptrahmenelement 3 befestigten schalenförmigen Lager 41 liegt eine Trägheitskugel 40.
An der Oberseite der Kugel 40 liegt eine Betätigungsplatte 42 auf, die auf einer Seite in einem Schneidelager
43 schwenkbar gelagert ist. Ein Arm 45 erstreckt sich von der Platte 42 durch einen nicht dargestellten
Schlitz in den Hauptrahmen 3 und greift unter einen Ansatz 46, der an der Sperrklinke 20 vorgesehen ist.
Wird somit die Platte angehoben und um das Schneidelager 43 geschwenkt, so bewegt der Arm 45 die Sperrklinke
20 hoch, um ihre Nase 22 in Eingriff mit einem der Zähne 6 des Ringes 5 zu bringen. Die Trägheitskugel
40 ist in dem schalenförmigen Lager 41 frei bewegbar, so daß dann, wenn der gesamte Sperrmechanismus
plötzlich bewegt wird oder einer plötzlichen Bewegungsänderung ausgesetzt wird, wie dies der Fall sein
würde, wenn das Fahrzeug, in dem der Sperrmechanismus angebracht ist, in einen Zusammenstoß verwickelt
würde, die Kugel 40 aus ihrer Ruhelage am Boden des schalenförmigen Lagers ausgelenkt wird und dadurch
die Betätigungsplatte 42 anhebt.
Wie bereits erläutert wurde, bilden die Sperrklinke 20 und der Zahnring 5 Sperrvorrichtungen für sich, und
die Klinke 20 wird in die Sperrstellung entweder durch die Pendelgewichte 7 oder die Trägheitskugel 40 gebracht,
wobei diese unabhängig voneinander sind.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Doppeltwirkende automatische Sperrvorrich tung für einen Sicherheitsgurt mit einer am Fahrzeug
befestigten Halterung, einer innerhalb der Halterung angeordneten drehbaren Aufwickeltrommel
für den Gurt, Elementen zum Vorspannen der Trommel in Aufwickel- oder Rückzugsrichtung,
mehreren an der Trommel angeordneten Zähnen, einer ersten Trägheitsmasse, die aus einer Ruhelage
durch eine plötzliche Änderung der Bewegung oder der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs verschiebbar
ist, einem Sperrelement, das entsprechend der Verschiebung der ersten Trägheitsmasse unter Blockieren
der Trommel in Eingriff mit einem der Zähne gelangt, sowie einer zweiten Trägheitsmasse zum
Blockieren der Trommel in Abzugsrichtung beim Überschreiten einer bestimmten Abzugsgeschwindigkeit,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trägheitsmasse (7) schwenkbar an der Trommel angeordnet ist und eine Sperrnase (12) besitzt,
die sich beim Überschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl der Trommel in Abzugsrichtung radial
nach außen verschiebt und in das auch zum Eingriff in die Zähne (6) dienende Sperrelement (22)
einfällt.
2. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrnase (12) normalerweise
an einem der Zähne (6) anliegt und eine Oberfläche besitzt, die das Sperrelement (22) zum Eingriff mit
diesem Zahn (6) bringt.
3. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Elemente zum Verändern
des Betrags der radial nach außen gerichteten Verlagerung der Sperrnase (12) in Abhängigkeit
von der Abzugsgeschwindigkeit vorgesehen sind, um eine Veränderung der Grenzgeschwindigkeit zu
erhalten, bei der die Sperrnase (12) in das Sperrelement (22) einfällt.
4. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement
(22) als Sperrklinke ausgebildet ist, die um eine parallel zur Trommelachse verlaufende Achse
schwenkbar ist.
5. Sperrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Trägheitsmasse
und der Sperrklinke (22) Betätigungselemente zum Verschieben der Sperrklinke (22) in Eingriff
mit einem der Zähne (6) als Folge der Verlagerung der ersten Trägheitsmasse vorgesehen sind.
6. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trägheitsmasse
normalerweise unter Vorspannung radial nach innen gehalten ist.
7. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trägheitsmasse
als ein oder mehrere Pendelgewichte ausgebildet ist.
60
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