DE2660997C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroller gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Gurtaufrollern dieser Gattung ist die Achse der Wickelrolle frei drehbar in sich im wesentlichen zur Gurtabzugsrichtung erstreckenden Langloch-Führungen (US-PS 30 74 761) oder in einer Schwinge mit zur Achse der Wickel­ rolle paralleler Schwenkachse gelagert (US-PS 31 38 405). In beiden Fällen ist diese aus der Ruhelage für normalen Auf- und Abrollbetrieb in die Blockierlage entgegen Federkraft verstellbare Achse der Wickelrolle zwangsgeführt, wobei im Sperr- und Blockierzustand aufgrund des möglichen Vorhanden­ seins von Abständen zwischen Blockierstelle und Gurtabzugs- Kraftrichtung relativ große Kraftmomente auf das Aufroller- Gehäuse und die Wickelachse einwirken und diese daher ent­ sprechend stabil dimensioniert sein müssen, um diesen Kräf­ ten standhalten zu können. Im erstgenannten Fall wird die gehäusefeste Verzahnung durch mehrere Sperrzähne gebildet, während im zweitgenannten Fall lediglich ein gehäusefester Zahn vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gurtauf­ roller der eingangs angegebenen Art zu erreichen, daß in der Blockierlage die am Gurt auftretenden Zugkräfte ausschließ­ lich von den Verzahnungen aufgenommen und möglichst gleich­ mäßig auf das Gehäuse des Gurtaufrollers übertragen werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen. Eine vorteil­ hafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Pa­ tentanspruch 2.

Im Vergleich zu dem erläuterten Stand der Technik ergibt sich bei der Erfindung insbesondere der Vorteil, daß im Be­ tätigungsfalle, also nach dem radialen Auslenken der Wickel­ rolle, die Verzahnung bzw. Verzahnungen dieser Wickelrolle sich selbsttätig entsprechend dem Wickeldurchmesser ihre ge­ häusefesten Verzahnungen suchen und sich entsprechend lage­ mäßig anpassen können. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß sich am Gurtband auftretende Zugkräfte sehr gleichmäßig auf die Zahnflanken der Verzahnung verteilen und keinerlei Kraftmomente auf andere Teile wie auf das Lager der Wickel­ rolle ausgeübt werden. In der Blockierstellung findet eine reaktionsfreie Lagerung statt, d. h., es stellt sich hierbei ein Gleichgewichtszustand ein zwischen dem Abstützmoment ei­ nerseits und demjenigen Moment andererseits, das durch die Gurtkraft beim ruckartigen Ausziehen des Gurtes erzeugt wird. Diese Wirkung tritt ein bei einer gehäusefesten Verzahnung mit nur einem oder auch mit mehreren Zähnen, wobei sich hier der zusätzliche Vorteil ergibt, daß sich die Zugkräfte gege­ benenfalls über mehrere Zähne verteilen können, wobei in je­ dem Falle die Linie des Gurtzuges innerhalb der Berührungs­ flächen der Zahnflanken der Verzahnung verläuft. Durch die Führung wird die Wickelrolle nach dem Betätigungsfall sicher und lagegenau wieder in die zentrierte Nor­ mallage radial zurückgeführt, und beim ruckartigen Gurtauszug wird der Wickelrolle eine Zwangsbewegung in Richtung der Bloc­ kierstellung aufgezwungen, wonach die Verzahnungen infolge der am Gurtband wirkenden großen Zugkräfte letztlich von selbst ihre ideale Blockierstellung einnehmen.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungs­ form eines Gurtaufrollers,

Fig. 2 eine schematische Skizze der auftreten­ den Kräfte, um das Prinzip der Wirkungs­ weise des Gurtaufrollers gemäß Fig. 1 zu zeigen,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Verzah­ nung des Gurtaufrollers.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines Gurtaufrollers gemäß der Erfindung gezeigt, von dem nur die wesentlichsten und für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile dargestellt sind. Es handelt sich um eine Seitenansicht des U-förmigen Gehäuses 6, dessen beide Schenkel des U eine große, zur Ach­ se 5′-5′ konzentrische Bohrung 20 aufweisen, so daß die Wickelrolle 3 mit dem auf jeder Seite derselben angeordneten Zahnrad 4 mit als Sperrkörper dienenden Verzahnungen laufen kann. Die Wickelrolle 3 ist in der Zeichnung voll mit dem Gurtband 1 bewickelt, während im Betätigungsfall, also bei angelegtem Gurtband 1 der äußere Wickeldurchmesser wesent­ lich kleiner als gemäß Fig. 1 ist, wie Fig. 2 deutlich zeigt. Das mit der Bohrung 20 versehene Gehäuse 6 weist im sogenann­ ten Kontaktbereich Zähne 6 a derart auf, daß der durch die äußere Zahnspitzen des Zahnrades 4 gelegte Durchmesser et­ was kleiner als der innere, durch die äußeren Zahnspitzen der Zähne 6 a des als Gegenkörper wirkenden Gehäuses 6 gelegte Durchmesser ist. Auf diese Weise kann das Zahnrad 4 in der sogenannten Betriebslage, wenn seine Achse 5′-5′ und damit auch die der Wickelrolle 3 mit der Achse der beiden Bohrungen 20 zusammenfällt, beim Herausziehen des Gurtbandes 1 in Rich­ tung des Pfeiles 21 beim Abwickeln von der Gurtbandwickel 2 ohne Störungen frei in Richtung des Pfeiles 22 drehen.

Bei der Ausführungsform stellt die Wickelrolle 3 mit dem Zahn­ rad 4 einen einstückigen Kunststoffkörper dar, der außen zwei Zapfen 5 auf jeder Seite aufweist. Die Lagerung der Wickel­ rolle 3 erfolgt über diese Zapfen 5, wobei die vordere Seite in Fig. 1 gezeigt ist. Außen auf dem Gehäuse ist ein Stütz­ lager 7 aufgeschraubt, das im vorliegenden Falle aus Blech ausgestanzt ist. Ebenso gut könnte anstelle dieses armförmi­ gen Lagers auch eine Scheibe oder eine die ganze Gehäusewand abdeckende Fläche aufgeschraubt, vernietet oder angeschweißt sein. Es ist auch möglich, daß diese Fläche durch den Deckel des Gehäuses gebildet wird und aus Kunststoff ausgebildet ist. In Fig. 1 ist lediglich eine spezielle Ausführungsform ge­ zeigt, in welcher das Stützlager eine Ausnehmung 8 a von der Gestalt eines verbogenen Ringes hat. Diese Ausnehmung 8 a be­ sitzt in der Darstellung links oben eine Führung 8 b. Die Zapfen 5 der Wickelrolle 3 erstrecken sich nicht nur durch die große Bohrung 20, sondern auch durch die Ausnehmung 8 a des Stützlagers 7 hindurch, in welchem sie über je eine La­ gerbuchse 8 gehaltert sind.

In Fig. 1 ist die Betriebslage während normaler Bedingungen gezeigt, also nicht im Unfallzustand, so daß das Zahnrad 4 nicht im Eingriff mit den Zähnen 6 a des als Gegenkörper die­ nenden Gehäuses 6 ist. Durch die Zugfeder 9, die an ihrem einen Ende an der ringförmigen Lagerbuchse 8 und an ihrem gegenüberliegenden Ende fest am Gehäuse oder dem Stützlager 7 befestigt ist, wird der jeweilige Zapfen 5 in die in Fig. 1 gezeigte Betriebslage, also in der Ausnehmung 8 a links unten, gezogen.

Nicht dargestellt ist eine Aufspulfeder, mit deren Hilfe der Gurt 1 auf die Wickelrolle 3 zu einem Gurtwickel 2 aufgewickelt wird. Das Zahnrad 4 läuft im normalen Aufroll- und Abrollbe­ trieb frei in der Bohrung 20 des Gehäuses 6.

Man erkennt aus den Fig. 1 und 2 den Gurtablaufpunkt T, an welchem der Gurt 1 von dem Wickel 2 tangential und etwa pa­ rallel zur Grundwand des Gehäuses 6 ausläuft. Man sieht in Fig. 1, daß derjenige Winkelbereich, innerhalb dessen sich der Kontaktbereich zwischen der Verzahnung befindet, reich­ lich 120° hat, wobei sich diese 120° aus der Zählung im ma­ thematisch positiven Sinne ergibt, wenn man etwas unterhalb des Gurtablaufpunktes T zu zählen beginnt.

Anhand Fig. 2 soll rein schematisch und ohne den Anspruch auf Vollständigkeit, (insbesondere nicht mathematische Voll­ ständigkeit) das Prinzip der Erfindung der frei taumelnden Wickelachse erläutert werden. Bei ruckartigem Zug mit der in Richtung des Gurtbandes F gemäß Fig. 2 am Gurt 1 hebt sich die federvorgespannte Wickelachse 5′-5′ der Wickelrolle 3 mit ihrem Zahnrad 4 (bzw. rechts und links mit den beiden Zahnrädern) aus der in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung her­ aus, so daß das Zahnrad 4 in die gehäuseseitige Verzahnung 6 a einrastet. Hierbei "taumeln" die Zapfen 5 praktisch frei, nur gegebenenfalls ein wenig durch die Ausnehmung 8 a geführt, da keine Abstüztung des durch die Gurtkraft wirksam werdenden Momentes erforderlich ist. Um eine Beschleunigung des Bewe­ gungsvorganges in die Eingriffsposition zu erhalten, d. h. um die achsparallele Bewegung der Wickelrolle 3 zu einer definier­ ten Eingriffsbewegung zu gestalten, ist die Führung 8 b vorge­ sehen, die dafür sorgt, daß die Lagerhülse 8 etwa unter 45° zur Gurtausziehrichtung, gegebenenfalls auch 30° oder 60°, geführt wird, so daß der Kontaktbereich eng begrenzt in dem rechten oberen, in Fig. 1 gezeigten Sektor des Gehäuses und der dort befindlichen Verzahnung zu liegen kommt.

Nach Fig. 2 läßt sich das Prinzip so erläutern, daß zwischen demjenigen Moment, welches durch die Gurtkraft mit dem Hebel a erzeugt wird und zwischen dem Abstützmoment durch den Zahn­ eingriff, d. h. die Kraft F _w und den Hebel a, in der mit den Zähnen 6 a versehenen Gehäusebohrung 20 von selbst ein Gleich­ gewichtszustand einstellt. Bei dieser Betrachtung sind Rei­ bungen und andere kleinere Faktoren außer acht gelassen, man erkennt aber im Prinzip, wie das Zahnrad 4 mit der Wickelrol­ le 3 beim plötzlichen Ruck im Gurt nach rechts oben in den Kontaktbereich und damit in Sperrzustand gezogen wird.

Fig. 3 zeigt das Gehäuse 6, die außen rings um den Umfang des als Sperrkörper wirkenden Zahnrades 4 angeordneten Zähne und die lediglich im Kontaktbereich vorgesehenen Zähne 6 a am Ge­ häuse 6. Außerdem ist gestrichelt die Lage der Ausnehmung 8 a gezeigt, in deren linken oberen Teil die Führung 8 b als etwa unter 45° zur Vertikalen geneigten Gerade stückweise angedeu­ tet ist. Im rechten oberen Sektor des Kreises gemäß Fig. 3 hat die Führung 8 a etwa die Krümmung des Zapfens 5 bzw. sei­ nes Lagerringes, und im Teil unten rechts ist die Führung 8 a ausgebeult, um möglichst eine berührungsfreie Lage des Zapfens 5 im Falle des Sperreingriffs zu gewährleisten. Die Betriebslage des Zapfens 5 ist durch die gepunktete Kreislinie mit der Wickelachse 5′ gezeigt. Nach dem Einrastvorgang der Zähne des Zahnrades 4 in die gehäusefeste Verzahnung 6 a hat sich der Zapfen 5 in die mit ausgezogenen Linien gezeigte Stellung mit der Wickelachse 5′′ bewegt. Man sieht die reaktionsfreie Lagerung im Sperrzustand.

Claims (2)

1. Gurtaufroller für Fahrzeugsicherheitsgurte, mit einer um ihre Achse drehbaren und im Gehäuse verlagerbar gelagerten Wickelrolle zum Aufwickeln des ausziebaren Gurtes, deren Abspuldrehung mit Hilfe einer Blockiervorrichtung gegen ein weiteres Abziehen des Gurtes bei einer, ein vorbestimmtes Maß übersteigenden Beschleunigung des Gurtabzuges blockier­ bar ist durch zwei an je einem Ende der Wickelrolle befe­ stigte Verzahnungen, die mit entsprechenden gehäusefesten Verzahnungen unter Führung der Achse der Wickelrolle in Ein­ griff bewegt werden und ein weiteres Abwickeln des Gurtes verhindern, wenn bei der erhöhten Beschleunigung des Gurtab­ zuges die Wickelrolle entgegen Federkraft aus der normalen Lage in die Blockierlage verlagert wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wickelrolle (3) unter etwa 45° zur Gurtab­ zuglinie in Richtung der gehäusefesten Verzahnungen (6 a) geführt ist und daß sich nach dem ersten Zahneingriff durch eine einseitige Freigabe der Führung die Sperrlage mit ent­ lasteter Lagerung der Wickelrolle (3) selbsttätig einstellt.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich zwischen den Verzahnungen (6 a, 4) im Blockierzustand auf die Gurtabzugsseite der Wickelrolle (3) in einem Winkelbereich von etwa 120°, beginnend etwa 10° un­ terhalb des tangentialen Gurtablaufpunktes (T) und in mathe­ matisch positivem Sinne gezählt, liegt.