DE2451431C3

DE2451431C3 - Sicherheitsgurtaufrollvorrichtung

Info

Publication number: DE2451431C3
Application number: DE19742451431
Authority: DE
Inventors: Franz 8000 Muenchen Penzkofer; Josef 8060 Dachau Wiesboeck
Original assignee: Hans Kolb & Co 8065 Erdweg GmbH
Current assignee: Hans Kolb & Co 8065 Erdweg GmbH
Priority date: 1974-10-29
Filing date: 1974-10-29
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2451431B2; DE2451431A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.

Sicherheitsgurtaufrollvorrichtungen setzen sich bei Kraftfahrzeugen immer mehr durch. Sie dienen dazu, das Gurtband des zugehörigen Sicherheitsgurtes, wenn dieser nicht angelegt ist, geschützt und derart geordnet zu halten, daß der Sicherheitsgurt jederzeit sofort angelegt werden kann. Dabei wird das Gurtband entgegen der Wirkung einer Federkraft abgezogen, welche bei Abnahme des Sicherheitsgurtes das Wiederaufrollen des Gurtbandes bewirkt.

Bei solchen Vorrichtungen muß das Gurtband in Abzugsrichtung blockiert werden, wenn das zugehörige Kraftfahrzeug verzögert wird, damit der jeweilige Sicherheitsgurt überhaupt seine Funktion erfüllt, d.h. denjenigen Fahrzeuginsassen auf dem zugehörigen Sitz hält, welcher den Sicherheitsgurt angelegt hat Wäre diese Blockierung nicht gegeben, dann würde der s Insasse unter Abzug weiteren Gurtbandes aus der Vorrichtung nach vorne geschleudert Es sind daher bereits band- oder fahrzeugsensitive Einrichtungen für die Vorrichtungen bekannt, welche den Gurtbandabzug bei einer bestimmten Bandabzugsbeschleunigung von

ίο beispielsweise 1 g bzw. bei einer bestimmten Fahrzeugverzögerung von beispielsweise 0,4 g, also der halben Fahrzeugverzögerung, welche bei einer Notbremsung gegeben ist, sperren.
Die Vorrichtungen zum Aufrollen des Gurtbandes weben eine in einem Gehäuse drehbar gelagerte Wickelwelle auf, an welcher das Gurtband mit einem Ende befestigt ist und welche an einem Ende mit einer Spiralfeder verbunden ist Die Spiralfeder belastet die Wickelwelle in einer solchen Drehrichtung, daß das

Gurtband auf die Wickelwelle aufgerollt wird. In der Regel am anderen Ende der Wickeiweüe ist die

erwähnte band- oder fahrzeugsensitive Einrichtung zur

Gurtbandblockierung in Abzugsrichtung vorgesehen. Sowohl zur bandsensitiven als auch zur fahrzeugsen-

sitiven Gurtbandblockierung in Abzugsrichtung ist es bekannt ein Zahnrad mit einer Stirnseitenverzahnung und einem Innengewinde vorzusehen, welches mit dem Innengewinde auf einem entsprechenden Außengewinde am benachbarten Ende der Wickelwelle verschraubbar ist und mit der Slirnseitenverzahnung mit einer gehäusefesten Verzahnung zusammenwirkt In Ruhestellung befinden sich die Verzahnungen außer Eingriff, so daß Gurtband abgezogen werden kann, wobei die Wickelwelle und das Zahnrad sich gemeinsam drehen, ohne daß also irgendeine Relativbewegung stattfände. Dies ist erst bei einer bestimmten Bandabzugsbeschleunigung bzw. Fahrzeugverzögerung der FaIL

Bei bandsensitiver Gurtbandblockierung in Abzugsrichtung macht man sich die Trägheit des Zahnrades zunutze. Wird das Gurtband mit einer Bandabzugsbeschleunigung von beispielsweise 1 g abgezogen, dann verdreht sich die Wickelwelle gegenüber dem trägen Zahnrad, so daß dieses sich auf der Wickelwelle verschraubt und mit der Stirnseitenverzahnung in die gehäusefeste Verzahnung eingreift Eine weitere Drehung der Wickelwelle ist somit blockiert und der Gurtbandabzug gesperrt.

Bei fahrzeugsensitiver Gurtbandblockierung in Abzugsrichtung ist ein beweglicher Trägheitskörper

so vorgesehen, beispielsweise ein Pendel oder eine in einem Topf angeordnete Kugel, ferner ein Sperrglied, und eine Umfangsverzahnung am Zahnrad. Der Trägheitskörper wirkt mit dem Sperrglied zusammen, dieses wiederum mit der Zahnradumfangsverzahnung.

In Ruhestellung befindet sich das Sperrglied außer Eingriff mit der Zahnradumfangsverzahnung, desgleichen greift die Stirnseitenverzahnung des Zahnrades nicht in die zugehörige, gehäusefesie Verzahnung ein. Gurtband kann abgezogen werden, wobei Wickelwelle

&o und Zahnrad sich gemeinsam drehen, ohne irgendeine Relativbewegung. Diese findet erst bei einer bestimmten Fahrzeugverzögerung von beispielsweise 0,4 g statt Dann bewegt der Trägheitskörper das Sperrglied in Eingriff mit der Zahnradumfangsverzahnung, so daß das

*>^r> Zahnrad bei einer geringfügigen Verdrehung der Wickelwelle durch Zug am zugehörigen Gurtband sich entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder axial bewegt und mit der Stirnseitenverzahnung in Eingriff

mit der gehäusefesten Verzahnung kommt Eine Weiterdrehung der Wickelwelle ist damit blockiert und der Gurtbandabzug gesperrt

Bei allen diesen Vorrichtungen ist die Lagerung des Zahnrades unbefriedigend. Sie erfolgt beispielsweise über die erwähnten, verhältnismäßig grobgängigen Gewinde am Zahnrad und zn der Wickelwelle. Dies kann zu Störungen führen, beispielsweise aufgrund von Verklemmungen, Verkantungen oder Verschmutzungen zwischen Zahnrad und Wickelwelle.

Dies gilt auch für eine bekannte Sicherheitsgurtaufrollvorrichtung der geschilderten Art (DE-OS 22 61 890), bei welcher das mit einer Umfangsverzahnung für den Eingriff eines von einem fahrzeugsensitiven Pendel betätigbaren, zweiarmigen Sperrnebels und mit einer mit einer gehäusefesten Verzahnung zusammenwirkenden Stirnseitenverzahnung versehene Zahnrad mit einem verhältnismäßig schmalen, radialen Innenflansch auf einem seitlichen, zapfenartigen Wikkelwellenabschnitt vergrößerten Durchmessers drehbar und axial beweglich gelagert ist, weicher in einer Wickelwellenendabschnitt noch größeren Durchmessers übergeht, und wobei statt Gewinden gieichwii'kende Keilflächen zur Axialverschiebung des Zahnrades mit der Stirnseitenverzahnung in die gehäusefeste Verzahnung bei einer Relativdrehung der Wickelwelle gegenüber dem Zahnrad in Gurtbandabzugsrichtung vorgesehen sind. Diese Keilflächen sind zwischen einem radialen Außenflansch am freien Ende des Wickelwellenendabschnitts und der benachbarten Seitenfläche des Zahnrades angeordnet Eine andere Möglichkeit zur Axialverschiebung des Zahnrades für das Blockieren der Wickelwelle in Gurtbandabzugsrichtung läßt sich bei dieser Konstruktion kaum verwirklichen, wenn überhaupt Darüber hinaus ist das Länge/Durchmesser-Verhältnis der Lagerbohrung des Zahnrades relativ klein, etwa in der Größenordnung von 0,1 liegend, so daß eine stets zuverlässige und störungsfreie Führung des Zahnrades bei seinen Axialbewegungen durch die Lagerbohrung ohne weiteres nicht gewährleistet ist

Zum Stande der Technik gehört schließlich auch eine Sicherheitsgurtaufrollvorrichtung (DE-OS 23 14 933), bei welcher statt einer band- oder fahrzeugsensitiven Gurtbandblockierung in Abzugsrichtung der Gurtbandabzug dann gesperrt wird, wenn eine bestimmte Gurtbandlänge abgewickelt bzw. abgezogen worden ist wozu eine im Gehäuse drehfest jedoch axial beweglich geführt«, auf einem Gewinaezapfen der Wickelwelle angeordnete und sich beim Gurtbandabzug auf die Wickelwelle zu bewegende Mutter, ein auf die Mutter zu federbelastetes, auf einem seitlichen, beidseitig mit Abflachungen versehenen, zapfenartigen Fortsatz der Wickelwelle sitzendes und somit bezüglich der Wickelwelle wohl axial bewegbares, aber nicht drehbares Zahnrad mit einer inneren und einer äußeren Verzahnung auf der der Wickelwelle zugewandten Seite und ein schwenkbar gelagerter, federbclasteter Daumen vorgesehen sind, welcher mit der äußeren Verzahnung des Zahnrades zusammenwirkt während dessen innere Verzahnung mit einer gehäusefesten Verzahnung in Eingriff bringbar ist Beim Gurtbandabzug drehen sich Zahnrad und Wickelwelle gemeinsam, während die Mutter auf die Wickelwelle zuläuft wobei der Daumen den entsprechenden Nachlauf des Zahnrades verhindert Erst wenn die Mutter sich ausreichend auf die Wickelwelle zu bewegt hat und wenn dann zusätzlich eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Gurtbandes erfolet also Gurtband durch die die Wickelwelle antreibende Rückholfeder wieder auf die Wickelwelle aufgewickelt wird, und sich somit auch das Zahnrad in umgekehrter Richtung dreht, wird der Daumen entgegen der Wirkung seiner Federbelastung durch die Zähne der äußeren Verzahnung ausgehoben und das Zahnrad durch die Wirkung seiner Federbelastung auf dem Wickelwellenfortsatz axial verschoben, um mit der inneren Stirnseitenverzahnung mit der gehäusefesten Verzahnung in Eingriff zu kommen und den Gurtbandabzug zu blockieren.

Wickelwelle und Zahnrad sind gegenseitig nicht drehbar, und es sind an diesen Bauteilen auch Iceine Organe, wie Gewinde oder Keilflächen, vorgesehen, um bei einer Relativdrehung zugleich eine gegenseitige Axialverschiebung zu bewirken. Es kann daher auch nicht das Problem auftreten, trotz solcher Organe eine bestmögliche Lagerung des Zahnrades auf der Wickelwelle zustandezubringen. Im übrigen ist bei derartigen SicherheitsgurtaufroUvorrichtungen eine »flatterfreie« Axialbewegung des Zahnrades für dif. Punktion nicht von der Bedeutung, wie bei den band- bzw. f'ihrzeugsensitiven Sicherheitsgurtaufrollvorrichtungen der eingangs erörterten Art
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Gattung zu schaffen, bei welcher die Lagerung des Zahnrades so verbessert ist daß eine stets zuverlässige Gurtbandblockierung in Abzugsrichtung gewährleistet ist und zwar unabhängig von den zur Axialbewegung des Zahnrades jeweils getroffenen Maßnahmen (Gewinde, Keilflächen usw.). Auch soll die Vorrichtung staubunempfindlich sein.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Organe zur Axialbewegung des Zahnrades, -vie Gewinde, Keilflächen und dergleichen, bzw. die damit versehenen Bauteile, also das Schraubgelenk bzw. der Schrajbgelenkzapfen einerseits und der Lagerzapfen für das Zahnrad andererseits gesondert ausgebildet so daß für die Lagerbohrung des Zahnrades ein Kippen und Verklemmen des Zahnrades sicher ausschließendes

■»5 Länge/Durchmesser-Verhältnis von mindestens 1,5 ermöglicht ist, und zwar unabhängig davon, wie das Schraubgelenk bzw. der Schraubgelenkzapfen ausgebildet wird, also ob zur Axialbewegung des Zahnrades Gewinde oder Keilflächen vorgesehen oder andere, gleichwirkende Maßnahmen getroffen werden.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung be:soie!"Ardse beschrieben. Darin zeigt
Fig. 1 den Längsschnitt entlang der Linie I-l in Fig.2;und

F i g. 2 die Seitenansicht in Richtung des Pfeiles II in F i g. 1, wobei der vordere Gehäusedeckel abgenommen und einige !Bauteile 'Ingsgeschnitten sind.

Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, in welchem

eine Wickdwelle 2 drehbar gelagert ist, welche einen

Gurtbandwickel 3 trägt Das ausgewickelte Gurtband ist

mit einem Ende an der Welle 2 befestigt und läuft mit dem anderen Ende 4 aus dem Gehäuse 1 heraus.

Auf der in F i g. 1 rechten Gehäuseseite ist eine

t>5 Spiralfeder 5 mit möglichst flacher Kennlinie vorgesehen, welche mit dem inneren Ende an der Welle 2 und mit dem äußeren Ende an einem Deckel 6 befestigt ist, welcher mit dem Gehäuse 1 verschraubt ist Wird das

Gurtband 4 aus dem Gehäuse 1 beim Anlegen des Sicherheitsgurtes abgezogen, wobei die Welle 2 in Richtung des Pfeiles 7 rotiert, dann spannt sich die Spiralfeder 5, wobei jedoch die auf die Welle 2 einwirkende Federkraft aufgrund der flachen Kennlinie der Spiralfeder 5 nur unwesentlich ansteigt. Wird der Sicherheitsgurt abgenommen, dann wird das Gurtband 4 selbsttätig in das Gehäuse I eingezogen und auf die Welle 2 aufgewickelt bzw. aufgerollt, und zwar unter der Wirkung der die Welle 2 entgegen dem Pfeil 7 antreibenden Feder 5.

Innerhalb eines mit dem Gehäuse 1 verschraubten Deckels 8 ist am anderen Ende der Wickelwelle 2 ein Zahnrad 9 mit einer Umfangsverzahnung 10 und einer Stirnseitenverzahnung 11 sowie einem Innengewinde 12 vorgesehen. Das Zahnrad 9 weist auf der der Stirnseitenverzahnung 11 bzw. der Wickel welle 2

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außer Eingriff mit der gehäusefesten Verzahnung 21, von der Feder 17 gegen den Sprengring 18 gedruckt. Die Wickelwelle 2 ist also im Gehäuse 1 frei drehbar.
Findet eine Relativbeschleunigung zwischen Kugel 24 und Topf 25 statt verursacht durch eine entsprechende Verzögerung des mit der Vorrichtung versehenen Fahrzeuges, dann bewegt sich die Kugel 24 aus der tiefsten Stellung im Topf 25 heraus. Dies hat zur Folge, daß die Klinke 22 mit dem zahnförmigen Vorsprung 28 in Eingriff mit der Umfangsverzahnung 10 des Zahnrades 9 verschwenkt wird, so daß ein Verdrehen des Zahnrades 9 in Richtung des Pfeiles 7 gesperrt ist. Durch den auf das Gurtband 4 ausgeübten Zug wird die Wickelwelle 2 jedoch in Richtung des Pfeiles 7 gedreht so daß sich das Zahnrad 9 auf die Wickelwelle 2 entgegen der Wirkung der Feder 17 aufschraubt, bis die Stirnseitenverzahnungi 1 mit der gehäusefesten Verzah-

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auf, welcher in einen mittleren Hohlzapfen 14 übergeht. Dieser erstreckt sich in eine Ausnehmung IS an der benachbarten Stirnseite der Wickelwelle 2 und ist auf einem axialen, an der Wickelwelle 2 angeformten Fortsatz 16 gleitend geführt In der Ausnehmung 15 ist eine Druckfeder 17 angeordnet, welche den Hohlzapfen 14 umschließt und sich einerseits an der Wickelwelle 2 sowie andererseits am Zahnrad 9, d. h. innen an dessen deckelartigem Abschnitt 13, abstützt Am freien Ende ist der Fortsatz 16 mit einem Sprengring 18 versehen.

Die Wickelwelle 2 erstreckt sich mit einem hülsenförmigen Abschnitt 19 in das Zahnrad 9 hinein. Auf dem Abschnitt 19 ist ein Außengewinde 20 vorgesehen, welches mit dem Innengewinde 12 des Zahnrades 9 zusammenwirkt Der Abschnitt 19 stellt also einen Schraubgelenkzapfen dar. Gegenüber dessen Stirnseitenverzahnung U ist eine entsprechende, gehäusefeste Verzahnung 21 vorgesehen.

Unterhalb des Zahnrades 9 ist eine Klinke 22 mit zwei zueinander etwa senkrechten Schenkeln um eine waagerechte Achse 23 am Gehäuse 1 verschwenkbar gelagert Die Achse 23 ist am freien Ende des senkrechten Klinkenschenkels vorgesehen, während der waagerechte Klinkenschenkel auf einem Trägheitskörper bzw. einer Kugel 24 aufliegt Diese ist in einem am Gehäuse 1 befestigten Topf 25 mit konischem Boden 26 angeordnet. Der Topf 25 ist an einem gehäusefesten Bauteil 27 aus Kunststoff ausgebildet, ebenso wie die gehäusefeste Verzahnung 21. Die Klinke 22 wirkt mit einem zahnförmigen Vorsprung 28 mit der Umfangsverzahnung 10 des Zahnrades 9 zusammen.

In der in der Zeichnung wiedergegebenen Ruhestellung nimmt die Kugel 24 die tiefste Stellung im Topf 25 ein, in einer konischen Ausnehmung 28 des waagerechten Klinkenschenkels liegend Die Klinke 22 befindet sich außer Eingriff mit dem Zahnrad 9, dieses wiederum

Gehäuse 1 ist dann gesperrt

Das Zahnrad 9 ist also auf einem gesonderten, glatten Lagerzapfen an der Wickelwelle 1 beweglich bzw gleitend geführt Die Gewinde 12 und 20, zwischen denen ein nicht unbeträchtliches Spiel bestehen kann, haben somit keinerlei Führungs- bzw. Lagerungsfunktioa Es ist auf diese Weise möglich, ein für die Zahnradlagerung besonders günstiges Länge/Durchmesser· Verhältnis der Lagerflächen zu gewährleisten, im dargestellten Fall der Bohrung 30 des Hohlzapfens 14. Dieses Verhältnis sollte mindestens gleich 1,5 sein.

Im dargestellten Fall ist der gesonderte, glatte Lagerzapfen für das Zahnrad 9 von einem axialen, an der Wickelwelle 2 angeformten Fortsatz 16 gebildet. Statt dessen kann auch eine stirnseitig in die Wickelwelle 2 eingeschraubte Schraube vorgesehen werden, welche mit einem glatten Schaft aus der Wickelwelle 2 vorsteht Auch ist es möglich, den zur Befestigung des Gurtbandes 4 an der Wickelwelle 2 dienenden Stab mit einem Ende aus der Wickelwelle 2 vorstehen zu lassen, um mit diesem glatten, zylindrisehen Ende als Lagerzapfen für das Zahnrad 9 zu dienen.

Die Gurtbandbefestigung mittels eines solchen Stabes geschieht in der Regel derart daß das zu befestigende Gurtbandende durch einen diametralen

•♦5 Längsschlitz der Wickelwelle 2 hindurchgesteckt wird, welcher einen weiteren und einen engeren Abschnitt aufweist Der Stab wird in eine an dem zu befestigenden Gurtbandende ausgebildete Querschlaufe gesteckt und durch Zug an dem Gurtband in den breiteren Abschnitt

so des Wickelwellenlängsschlitzes mit der Schlaufe gezogen, von weicher sich das Gurtband durch den engeren Schiitzabschnitt weg erstreckt, um die Wickelwelle zu umschlingen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufrollen des Gurtbandes von Sicherheitsgurten, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit band- oder fahrzeugsensitiver Gurtbandblockierung in Abzugsrichtung, wobei eine in einem Gehäuse drehbar gelagerte Wickelwelle und ein mit einer Stirnseitenverzahnung versehenes Zahnrad vorgesehen sind, das auf einem Zapfen der Wickelwelle sitzt und Ober ein Schraubgelenk damit derart zusammenwirkt, daß bei gegenseitiger Drehung von Wickelwelle und Zahnrad letzteres sich axial bewegt und die Stirnseitenverzahnung des Zahnrades in Eingriff mit einer gehäusefesten Verzahnung bringt, gekennzeichnet durch einen von dem Schraubgelenkzapfen (19) gesonderten, glatten Lagerzapfen (16) für das Zahnrad (9), welcher die Lagerbohrung (30) des Zahnrades (9) mit einem Länge/Durchmesser-Verhältnis von mindestens 1,5 durchsetzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen mittleren Hohlzapfen (14) am Zahnrad (9) zur Aufnahme des Lagerzapfens (16).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzapfen (14) sich in eine stirnseitige Ausnehmung (15) dei Wickelwelle (2) erstreckt

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (15) eine den Hohlzapfen (14) umschließende Druckfeder (17) angeordnet ist

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daP der Hohlzapfen (14) an einem deckelartigen Abschnitt (13' des Zahnrades (9) angeformt ist, weicher auf der der Wickelwelle (2) abgewandten Seite des Zahnrades (9) vorgesehen ist

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Lagerzapfen von einem axialen, an der Wickelwelle (2) angeformten Fortsatz (16) gebildet ist

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (16) von einer in die Wickelwelle (2) stirnseitig eingeschraubten Schraube gebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (16) von einem Ende eines in die Wickelwelle (2) eingesetzten Stabes zur Gurtbandbefestigung an der Wickelwelle (2) gebildet ist