DE2360456A1 - Festhaltevorrichtung fuer einen sicherheitsgurt - Google Patents
Festhaltevorrichtung fuer einen sicherheitsgurtInfo
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Description
TECHNAR INCORPORATED, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates California, 205 North Second Avenue,
Arcadia. California 91106 (V.St.A.)
Festhaltevorrichtung für einen Sicherheitsgurt
Die Erfindung bezieht sich auf eine Festhaltevorrichtung
für Sicherheitsgurte in Personenfahrzeugen, wie Automobilen, insbesondere auf eine auf das Fahrzeug
ansprechende trägheitsabhängige Gurt-Festhaltevorrichtung, die beim Auftreten einer bestimmten Beschleunigung
am Fahrzeug das weitere Herausziehen des Gurtes verhindert. Der Begriff Beschleunigung soll hierbei
für die durch Zusammenstöße und Bremsvorgänge ausgelösten Effekte benutzt werden.
Zur Erhöhung der Sicherheit für Fahrzeuginsassen bei Kraftfahrzeug-Unfällen sind in jüngster Zeit auf das
Fahrzeug ansprechende Sicherheitsgurt-Festhaitevorrichtungen entwickelt worden. Die meisten dieser Festhaltevorrichtungen
enthalten eine Gurtrolle, die ständig in einer Einziehrichtung vorgespannt ist, eine Klinke, die
in Sperrzähne an einem Ende der Gurtrolle eingreifen
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kann, und ferner einen Auslösemechanismus mit einem Pendel, welches mit der Klinke in Kontakt steht und
mittels einer Kugel in einem Sockel frei aufgehängt ist. Wird das Pendel durch eine Beschleunigung des
Fahrzeuges aus seiner normalen vertikalen Lage ver- drängt, dann bringt es die Klinke in Eingriff mit
einem der Sperrzähne und verhindert einen weiteren Auszug des Gurtes. Selbstverständlich ist es von primärer
Bedeutung, daß die zur Verlagerung des Pendels aus seiner vertikalen Lage erforderliche Kraft genau
auf einen Wert eingestellt und dort gehalten werden muß, der zur sachgemäßen Betätigung der Klinke erforderlich
ist. Diese Forderung ist jedoch schwierig zu erfüllen. Durch zwischen die Kugel und ihren Sockel
gelangende Schmutzpartikel und korrodiertes Material und ferner durch die Gleitreibung zwischen den beiden
Lagerelementen kann sich der zur Verlagerung des Pendels erforderliche Beschleunigungswert in seiner Größe
bis zu 100 % oder mehr verändern. Falls daher dieser bekannte Auslösemechanismus nicht regelmäßig gewartet
wird, kann sich die Betriebszuverlässigkeit des Auslösemechanismus1 für die Festhaltevorrichtung wesentlich
verschlechtern, insbesondere bei Klimaschwankungen über längere Zeiträume hinweg. Aus diesem Grunde haben sich
die zuvor beschriebenen bekannten Festhaltevorrichtungen als weniger zuverlässig und mit höheren Wartungskosten
verbunden erwiesen, als kommerziell vertretbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Festhaltevorrichtung
für einen Sicherheitsgurt mit einer in einer Halterung drehbar gelagerten Rolleneinrichtung,
einem an der Rolleneinrichtung angebrachten und dieser gegenüber ausziehbaren und einholbaren Gurt, einer die
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Rolleneinrichtung in Einholrichtung belassenden Vorspanneinrichtung,
einem mit an der Rolleneinrichtung befestigten Zahngesperre, einer Klinkeneinrichtung, die
so an der Halterung angebracht ist, daß sie in das Zahngesperre eingreifen, eine Drehung der Rolleneinrichtung
unterbrechen und dabei einen weiteren Gurt-Auszug verhindern kann," und mit einer auf eine Beschleunigung
eines zugeordneten Fahrzeugs ansprechenden Auslöseein—. richtung so zu verbessern, daß sie jederzeit und ohne
häufige Wartung zuverlässig arbeitet und bei einem im wesentlichen konstanten Beschleunigungswert anspricht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
an der Halterung ein Arm mit einem offenendigen, nach oben ragenden Ansatz, dessen oberer Rand im wesentlichen
parallel zum Fahrzeugboden verläuft, angeordnet ist, und daß ein zur Auslösereinrichtung gehöriges Pendel,
bestehend aus einem unten liegenden Pendelgewicht, einer oben liegenden Kappe und einem diese beiden Elemente
miteinander verbindenden Schaft, mit der Unterseite seiner Kappe auf dem oberen Rand des Ansatzes aufliegt und
mit der Oberseite seiner Kappe die Klinkeneinrichtung berührt, auf diese Weise freitragend durch die Halterung
unterstützt ist und mittels Trägheit so aus seiner im wesentlichen vertikalen Normallage verlagerbar ist, daß
dabei die Klinkeneinrichtung mit dem Zahngesperre in Eingriff bringbar ist.
Unter normalen Betriebsbedingungen des Fahrzeuges behält
das Pendel im·wesentlichen seine vertikale Normallage
bei. Die Klinke greift dann nicht in das Zahngesperre ein, und der Sicherheitsgurt läßt sich ganz nach
den Bedürfnissen seines Benutzers ausziehen und einfahren,
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Tritt am Fahrzeug eine Bescnleunigung auf, die größer
als ein vorbestimmter Besen;eunigungswert ist, dann wird
das Pendel aus seiner im wesentlichen vertikalen Lage verdrängt. Während dieser Verdrängung greift die Klinke
in das Zahngesperre ein und verhindert ein weiteres Herausziehen des Sicherheitsgurtes.
Der besondere Aufbau der erfindungsgemäßen Festhaltevorrichtung
hat verschiedene Vorteile. Da zwangsläufig zwischen der Kappe und dem oberen Rand des Ansatzes eine
Schwenkbewegung auftritt, wird jede Gleitbewegung im wesentlichen ausgeschaltet, und ein Eindringen von Schmutzpartikeln
und korrodiertem Material zwischen die gegeneinander beweglichen Teile ist ausgeschlossen. Damit
läßt sich der zur korrekten Auslösung der Klinke erforderliche Beschleunigungswert genau und ohne notwendige
periodische Wartung über lange Zeiträume hinweg aufrechterhalten. Außerdem hat die zwischen Kappe und oberem Rand
des Ansatzes auftretende Schwenkbewegung eine vorteilhafte Begrenzungswirkung, die eine Bewegung des Pendels
bei unter dem vorbestimmten Wert liegenden Fahrzeugbeschleunigungen verhindert, wie sie beispielsweise durch
Straßenunebenheiteh u. dgl. hervorgerufen werden. Vielmehr verbleibt das Pendel in seiner im wesentlichen
vertikalen Normallage und wird erst dann in Bewegung versetzt, wenn seine auslösende Wirkung erforderlich
ist. Da die Aufhängung des Pendels somit weniger der Abnutzung unterworfen ist, bleibt der Pendelausschlag
während der Betätigungsbewegung der Klinke immer konstant. Insgesamt hat somit die erfindungsgemäße Sicherheitsgurt-Festhaltevorrichtung
eine höhere Zuverlässigkeit und geringere Wartungskosten als bekannte Festhaltevorrichtungen,
bei denen ein Pendel mittels einer Kugel in einem Sockel aufgehängt ist.
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Nachfolgend wird »-in bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, die aus einer einzigen Figur besteht, näher erläutert.
Die wesentlichen Merkmale der Erfindung stecken in der Auslöseeinrichtung, die auch mit anders ausgebildeten
Festhaltevorrichtunqen kombiniert werden kann.
Die in der Zeichnung mit 1 bezeichnete Festhaltevorrichtung besitzt eine als Gehäuse ausgebildete Halterung
12 mit einer drehbar darin gelagerten Gurtrolle 10. Die stabil ausgebildete und belastbare Halterung 12 ist
mittels einer Montagelasche. 14 an einem geeigneten,
nicht dargestellten Verankerungspunkt eines Fahrzeuges befestigt, Mit der Gurtrolle 10 ist ein Sicherheitsgurt
16 aus Nylongewebe o. dgl. so verbunden, daß er sich über die Gurtrolle ausfahren bzw. einholen läßt.
Eine nicht dargestellte Vorspanneinrichtung, beispielsweise eine Torsionsfeder o. dgl., hält die Gurtrolle
unter einer ständigen Vorspannung in Einholrichtung des Gurtes. Fest mit der Gurtrolle 10 ist ein Zahngesperre
18 verbunden, das an seinem Umfang eine Anzahl von gleichmäßig verteilten Sperrzähnen 20 besitzt. Wie
in der Zeichnung dargestellt, kann das Zahngesperre direkt mit der Gurtrolle 10 verbunden sein. Unter diese
Bezeichnung "Zahngesperre" fallen auch solche Sperreinrichtungen, deren Sperrzähne indirekt mit einer Gurtrolle
verbunden sind, wie sie beispielsweise aus der US-Patentanmeldung 162,073 vom 13. Juli 1972 bekannt
sind.
Eine Klinke 22 ist an einem Drehpunkt 23 drehbar mit
der Halterung 12 verbunden und kann in das Zahngesperre
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18 eingreifen, um ein Verdrehen der Gurtrolle 10 in der Auszugrichtung des Sicherheitsgurtes 16 zu verhindern.
Für den Eingriff der Klinke 22 in die Sperrzähne 20 ist eine Auslöseeinrichtung 24 verantwortlich, die
auf eine bestimmte Beschleunigung des zugeordneten Fahrzeugs anspricht. Die Gurtrolle 10, Halterung 12,
Montagelasche 14, das Zahngesperre 18 und die Klinke sind aus einem geeigneten Metall, beispielsweise aus
wärmebehandeltem Stahl o. dgl. hergestellt.
Die gesamte Auslöseeinrichtung 24 ist an einem Arm angebracht, welcher starr mit der Halterung 12 verbunden
ist, jedoch nicht unbedingt mit beiden Enden an der Halterung anliegen muß. An der oberen Seite des Armes
befindet sich ein nach oben ragender und an seinem Ende offener Ansatz 28, vorzugsweise mit zylindrischem Grundriß,
dessen oberer Rand 30 im wesentlichen parallel zum Boden des nicht dargestellten Fahrzeugs verläuft. Arm
26 und Ansatz 28 können entweder aus einem Stück gefertigt oder aus zwei separaten Elementen zusammengesetzt
sein und aus Baustahl bestehen.
Außerdem gehört zur Auslöseeinrichtung 24 ein Pendelgewicht 34, das am unteren Ende eines Schaftes 36 befestigt
ist, dessen oberes Ende eine Kappe 38 trägt. Die Kappe 38 liegt mit ihrer Unterseite 42 auf dem
oberen Rand 30 des Ansatzes 28 auf und berührt mit . ihrer Oberseite 40 die Klinke 22. Dabei ragt der Schaft
36 im wesentlichen vertikal durch den Durchbruch des Ansatzes 28 hindurch. Das Pendelgewicht 34 besteht aus
Blei oder einem anderen schweren Metall, während der Schaft 36 und die Kappe 38 aus Kunststoff, wie Nylon
oder Polytetrafluorathylen, oder aus wärmebehandeltem
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Stahl, Messing p. dgl. hergestellt sein können. Die einzelnen Teile der Pendeleinrichtung können separat
hergestellt und dann zusammengesetzt sein, sie können aber auch in einem Formspritzvorgang integral zusammengefügt
sein.
Im Normalbetrieb des Fahrzeuges hängt die Pendeleinrichtung frei und in vertikaler Lage an ihrem Ansatz 28,
wobei die Unterseite 42 der Kappe 38 sich im wesentlichen auf der gesamten Oberfläche des oberen Randes
30 des Ansatzes 28 abstützt. Die Klinke 2 2 ruht auf der Oberseite 40 der Kappe 38 und befindet sich dabei in
einem Abstand von dem Zahngesperre 18. Daher ist es jetzt möglich, den Sicherheitsgurt 16 beliebig auszufahren
oder einzuziehen, ganz wie es dem Benutzer beliebt, ohne daß die Festhaltevorrichtung 1 in Funktion
tritt. Erreicht eine Beschleunigung des Fahrzeuges jedoch einen vorbestimmten Wert, beispielsweise in der
Größenordnung von etwa 0,1g und vorzugsweise von mindestens 0,3g, so wird die Pendeleinrichtung aus ihrer
im wesentlichen vertikalen Normallage verdrängt. Dabei führt die Kappe 38 mit ihrer Unterseite 42 um einen
Abschnitt am äußeren Rand 44 des oberen Randes 30 eine Schwenkbewegung aus. Gleichzeitig wird die Oberseite
der Kappe 38 im wesentlichen vertikal angehoben und drückt dabei die Klinke 22 in Eingriff mit einem der
Sperrzähne 20 am Zahngesperre 18, so daß der Sicherheitsgurt
16 jetzt nicht mehr ausgezogen werden kann.
Die zur Verlagerung der Pendeleinrichtung aus ihrer im wesentlichen vertikalen Normallage erforderliche Beschleunigung
hängt von einem Außendurchmesser d des oberen Randes 30, dem Gewicht der Klinke 22, und vom
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Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Pendelgewichtes 34 und einer durch den oberen Rand 30 verlaufenden im wesentlichen
horizontalen Ebene ab. Ein repräsentatives Ausführungsbeispiel für die Festhaltevorrichtung 1 besitzt
an dem oberen Rand 30 des Ansatzes 28 einen Außendurchmesser d von 7,6 mm, eine 3 g schwere Klinke 22,
und ein Pendelgewicht 34, dessen Massenschwerpunkt 12,5 mm unterhalb einer im wesentlichen horizontalen, durch den
oberen Rand 30 des Ansatzes 28 verlaufenden Ebene liegt. Bei diesen Größenverhältnissen spricht die Festhaltevorrichtung
1 auf eine Beschleunigung von etwa 0,5 g in einer im wesentlichen horizontalen Ebene an. Selbstverständlich
läßt sich die Festhaltevorrichtung 1 auch anders konstruieren, so daß sie auf eine Beschleunigung einer
anderen Größenordnung anspricht. Im allgemeinen wird der Außendurchmesser d des oberen Randes 30 zwischen 2,5 und
50 mm, das Gewicht der Klinke 22 zwischen etwa 0,5 und 200 g, und der Abstand des Massenschwerpunktes des Pendelgewichtes
34 gegenüber einer durch den oberen Rand 30 verlaufenden im wesentlichen horizontalen Ebene bei etwa
2,5 bis 75 mm liegen.
Wie bereits gesagt, führt die Kappe 38 ihre Schwenkbewegung in der Weise durch, daß sie mit ihrer Unterseite
42 gegenüber einem relativ schmalen Stück an der äußeren Kante 44 des oberen Randes 30 kippt. Diese Eigenschaft
bietet den Vorteil, daß sich die zur korrekten Betätigung der Klinke 22 erforderliche Beschleunigung innerhalb
einer Toleranz von höchstens etwa 0,1 g auf einem vorbestimmten Wert einhalten läßt. Vorzugsweise ist. diese
Bosch!eunigungstoleranz höchstens 0,3 g groß, und zwar
für c? inen Wartungszeiträum von 50 Jahren oder mehr.
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Außerdem bringt die Schwenkbewegung zwischen der Kappe 38 '
und dem oberen Rand 30 des Ansatzes 28 den zusätzlichen
Vorteil einer Begrenzungswirkung mit sich». Die Pehdeleinrichtung
beginnt sich nicht eher zu bewegen, bis der Massenschw'erpunkt des Pendeigewichtes 34 eine im wesentlichen
vertikale Ebene erreicht Hat, welche durch die
äußere kante 44 des oberen Randes 30 verläuft. Beschleunigungen
unterhalb einer vorbestimmten'Größe, wie sie
beispielsweise durch Straßenuhebenheiten U. dgli erzeugt
werden, sind nicht so groß, daß sie das Pendelgewicht bis zu dieser durch die kante 44 verlaufenden vertikalen
Ebene verlagern können* Also verbleibt die Pendeleinrichtung in ihrer im wesentlichen vertikalen Normallage und
führt ihre AUsiösebewegung erst dann durch, wenn dies erforderlich ist; Außerdem ist die Pendelaufhängung weniger
der Abnutzung unterworfen, und die von der Pendeleinrichtung während der Auslösebewegung der klinke 22
durchlaufene Strecke bleibt konstant. Folglich ist die Festhaltevorrichtung 1 zuverlässiger im Betrieb und billiger
in der Wartung als bekannte Festhaltevorrichtungen, deren Betätigungspendel über Kugel und Sockel aufgehängt
ist.
Im Rahmen der Erfindung läßt sich die besprochene Festhaltevorrichtung
noch auf verschiedene andere Weise gestalten ο Beispielsweise muß der Arm 26 nicht unbedingt
parallel zum Fahrzeugboden, und der Ansatz 28 nicht rechtwinklig zum Arm 26 verlaufen« Auf jeden Fall soll jedoch
der obere Rand-30 des Ansatzes 28 im wesentlichen parallel
zum Fahrzeugboden angeordnet sein. Die Höhe des Ansatzes 28 kann zwischen 0,5 und 75 mm betragen, vorzugsweise
liegt die Höhe jedoch in der Größenordnung zwischen 1,25 und 12,5 mm. Die Gestalt des Ansatzes 28 kann sowohl
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zylindrisch, wie in der Zeichnung dargestellt, als auch
kegelstumpfartig ausgebildet sein. Die Oberseite 40 der
Kappe 38 kann kurvenförmig eingebuchtet lind die Klinke
mit einem gewölbten, nach unten ragenden Ansatz 46 versehen sein, damit die Klinke 22 bei einer Verlagerung
der Pendeleinrichtung aufgrund von radial wirkenden Beschleunigungen
gleichförmig abläuft. Ferner kann eine in der Zeichnung strieh-punktiert angedeutete Blattfeder
50 mittels einer Schraube 51 o. dgl. an der Halterung befestigt sein und mit ihrem freien Ende auf der Oberseite
48 der Klinke 22 aufliegen, um, falls erwünscht, die Klinke 22 ständig gegen die Oberseite 40 der Kappe
38 zu drücken. Ferner ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel möglich, die Spannung der Blattfeder 50
durch Verdrehen der Schraube 51 auf einen bestimmten Wert einzustellen. Auf diese Weise läßt sich der Beschleunigungswert,
der die Klinke 22 in Eingriff bringt, verändern. Diese und andere Möglichkeiten liegen durchaus
im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Festhaltevorrichtung
für einen Sicherheitsgurt mit einer auf eine Fahrzeugbeschleunigung ansprechenden Auslöseeinrichtung,
die eine Klinkeneinrichtung mit einem an einer Gurtrolle befestigten Zahngesperre zum Eingriff bringt und
damit- ein Herausziehen des Gurtes verhindert. Zur Auslöseeinrichtung
gehört eine Lagerung mit einem oben offenen Ansatz, an dessen Oberseite ein mit der Klinkeneinrichtung
in Kontakt befindliches Pendel frei aufgehängt ist. Eine Gleitreibung sowie der Einschluß von
Schmutzpartikeln und korrodiertem Material zwischen dem Pendel und der Ansatz-Oberseite wird weitgehend vermieden.
Die Festhaltevorrichtung arbeitet höchst zuverlässig und ist billig zu warten.
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Claims (12)
- AnsprücheFesthaltevorrichtung für einen Sicherheitsgurt mit ner in einer Halterung drehbar gelagerten Rolleneinrichtung, einem an der Rolleneinrichtung angebrachten und dieser gegenüber ausziehbaren und einholbaren Gurt, einer die Rolleneinrichtung in Einholrichtung belastenden Vorspanneinrichtung, einem mitdrehbar an der Rolleneinrichtung befestigten Zahngesperre, einer Klinkeneinrichtung, die so an der Halterung angebracht ist, daß sie in das Zahngesperre eingreifen, eine Drehung der Rolleneinrichtung unterbrechen und dabei einen weiteren Gurt-Auszug verhindern kann, und mit einer auf eine Beschleunigung eines zugeordneten Fahrzeugs ansprechenden Auslöseeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an der Halterung (12) ein Arm (26) mit einem offenendigen, nach oben ragenden Ansatz (28), dessen oberer Rand im wesentlichen parallel zum Fahrzeugboden verläuft, angeordnet ist, und daß ein zur Auslöseeinrichtung (24) gehöriges Pendel, bestehend aus einem unten liegenden Pendelgewicht (34), einer oben liegenden Kappe (38) und einem diese beiden Elemente miteinander verbindenden Schaft (36), mit der Unterseite seiner Kappe auf dem oberen Rand (30) des Ansatzes (28) aufliegt und mit der Oberseite (40) seiner Kappe die Klinkeneinrichiung (22) berührt, auf diese Weise freitragend durch die Halterung unterstützt ist und mittels Trägheit so aus seiner im wesentlichen vertikalen Normal lage vei■ lagerbar ist, daß0 9 ti/w / OH 1 V.dabei die Klinkeneinrichtung (22) mit dem Zahngesperre (18, 20) in Eingriff bringbar ist.
- 2. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung (24) so ausgebildet ist, daß sie bei einer Fahrzeugbeschleunigung von mindestens etwa 0,1 g anspricht.
- 3. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (34 ...) bei einer Beschleunigung, die etwa kleiner als 0,1 g ist, nicht aus ihrer im wesentlichen vertikalen Lage verlagerbar ist.
- 4. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand (30) des Ansatzes (28) einen Außendurchmesser von etwa 2,5 bis 50 mm (0,1 bis 2 inches) aufweist.
- 5. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkeneinrichtung (22) etwa 0,5 bis 200 g wiegt.
- 6. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenschwerpunkt des Pendelgewichtes (34) etwa 2,5 bis 75 mm außerhalb einer durch den oberen Rand (30) des Ansatzes (28) verlaufenden, im wesentlichen horizontalen Ebene liegt.
- 7. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (28) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
- 8. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (38) eine kurvenförmige obere0 9 8 2 4 / Q 8 1 DOberfläche (40), und daß die Klinkeneinrichtung (22) einen nach unten ragenden, in die kurvenförmige Oberfläche eingreifenden sphärisch ausgebildeten Vorsprung (46) besitzt, der so gestaltet ist, daß die Klinkeneinrichtung bei Verlagerung des Pendels unter einer radial auf diese einwirkenden Beschleunigung eine gleichmäßige Bewegung erfährt.
- 9. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 8,' dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkeneinrichtung (22) mittels einer federnden Einrichtung (.50) an die kurvenförmige Oberseite (40) der Kappe (38) andrückbar ist.
- 10. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (46) eine im wesentlichen zylindrische Konfiguration besitzt.
- 11. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Einrichtung aus einer an der Halterung (12) befestigten, die Klinkeneinrichtung (22) gegen die Kappe (38) drückenden Feder^ (50) besteht.
- 12. Festhaltevorrichtung nach Anspruch 9 oder.11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Feder (50) mittels einer Justiereinrichtung (51) einstellbar ist.409824/0818Leerse ite
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