DE2742676A1

DE2742676A1 - Sicherheitsgurtaufwickelvorrichtung

Info

Publication number: DE2742676A1
Application number: DE19772742676
Authority: DE
Inventors: Ruprecht Ing Grad Sinnhuber
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1977-09-22
Publication date: 1979-04-05

Description

Sicherheitsgurtaufwickelvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtun& zum Aufwickeln eines Sicherheitsgurtes von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit einer das Gurtband aufwickelnden Aufwickeltrommel, an der ein Enne einer Spiralfeder angieift.
Um die Anlegehäufigkeit und den Komfort bei der Benutzung von Sicherheitsgurten in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, zu erhöhen, ist es bereits allgemein bekannt, die Sicherheitsgurte als sogenannte Automatik-Gurte mit Gurtband-Aufwickelvorrichtungen auszurüsten. Diese Aufwickelvorrichtungen weisen üblicherweise eine von einer Feder in Aufwickelrichtung beaufschlagte Aufwickeltrommel auf, die das Gurtband ständig unter einer gewissen Spannung hält und die überschüssige Gurtbandlänge selbsttätig aufwickelt. Dadurch wird zum einen verhindert, daß beim Ablegen des Sicherheitsgurtes das Gurtband lose im Fahrzeug herumliegt; zum anderen macht die Aufwickelvorrichtung auch eine besondere Gurtband-Längeneinstellvorrichtung zur Anpassung der Gurtbandlänge an die Körpergröße und/oder die Sitzposition eines Fahrzeuginsassen entbehrlich und stellt jederzeit eine glatte Anlage des Gurtes am Körper des Fahrzeuginsassen sicher. Schließlich ermöglicht eine derartige Gurtband-Aufwickelvorrichtur.g auch eine gewisse Bewegungsfreiheit für den Fahrzeuginsassen, indem dieser sich unter Abwicklung von Gurtband von der Aufwickeltrommel bei Bedarf aus seiner Sitz stellung nach vorn vorbeugen kann, um beispielsweise bestimmte Betätigungen an den Schaltern und Einstellvorrichtungen des Armaturenbrettes vornehmen zu können.: Damit dennoch der Insassenkörper bei größeren Verzögerungen oder Esschleunigungen, beispielsweise bei starken Bremsungen oder einer Kollision des Fahrzeugs sicher auf dem Sitz zurückgehalten werden kann, weisen die bekannten Gurtaufwickelvorrichtungen üblicherweise auch eine Sperrvorrichtung auf, die unter derartigen Umständen eingreift und die Aufwickeltrommel durch Verbindung mit dem feststehenden Gehäuse in Abwickelrichtung sperrt.
Nun hat sich Jedoch gezeigt, daß die bekannten Sicherheitsgurtaufwickelvorrichtungen insbesondere dann, wenn eine relativ große Gurtbandlänge auf der Aufwickeltrommel aufgewickelt gehalten werden soll, nicht allen Ansprüchen in vollem Umfang gerecht werden können. Da die Rückzugskraft der Aufwickslfeder desto größer wird, Je mehr Gurtband von der Aufwickeltrommel abgewickelt wird, ergibt sich im angelegten Zustand des Gurtes, wenn also eine relativ große Länge des Gurtband große des von der Aufwickeltrommel abgewickelt ist, eine relative/Gurtspannung, die sich als unangenehmer und störender Druck am Körper des mit dem Sicherheitsgurt gesicherten Fahrzeuginsassen bemerkbar macht.
Andererseits ist die Rückzugskraft der Aufwickelfeder gegen Ende des Aufwickelvorganges, wenn auf der Aufwickeltrommel schon eine relativ große Länge des Gurtbandes aufgewickelt ist, relativ klein und reicht unter Umständen, beispielsweise bei nicht ganz gerader Führung des Gurtes, nicht mehr zu einer vollständigen Aufwicklung des Gurtbandes aus. Ein Verstärken der Aufwickeifeder zur Sicherstellung eines vollständigen Aufwickelrn des Gurtes würde den Druck im angelegten Zustand des Gurtes erhöhen und damit den Tragekomfort des Gurtes beeinträchtigen. Eine Schwächung der Feder rührt dagegen zu einer unvollständigsn Aufwicklung des Gurtes.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Sicherheits6urtauSwicaelvorrichtung zu schaffen, die die an eine solche Vorrichtung gestellten gegen3ätzlichen Forderungen erfüllt, nämlich einen relativ geringen Anlagedruck des Gurtes bei sicherer Aufwicklung im abgelegten Zustand erzeugt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das untere Ende der Spiralfeder mit einem Stellmotor zum Nachstellen der Federspannung verbindbar ist. Durch einen solchen Stellmotor wird nun erreicht, daß die Federspannung der Aufwickelfeder nach Belieben und entsprechend den jeweiligen Forderungen des betreffenden Betriebszustandes eingestallt werden kann. Dabei ist e3 denkbar, daß der Stellmotor in zwei Drehrichtungen zum Spannen bzw.
Entspannen der Spiralfeder antreibbar ist. Gemäß seinem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung soll jedoch der Stellmotor nur in einer eine Federspannung bewirkenden Drehrichtung antreibbar sein und zwischen der Spiralfeder und dem Stellmotor soll eine bei aber schreiten eines vorgegebenen höchst übertragbaren Drehmomentes nachgeoende Rutschkupplung vorgesehen sein. Bern weiter der Stellmotor entweder durch eine Bremse in der Federentspannrichtung festgehalten wird oder wenn zwischen dem Stellmotor und der Rutschkupplung ein in Federentspannrichtung selbsthemmendes Getriebe angeordnet ist.
dann wird erreicht, daß sich die Feder an dem nicht drehenden, gebremsten Motor, bzw. an dem Getriebe mit Selbsthemmung abstützen kann. Weiterhin ist vorgesehen, daß der Stellmotor nur zum Aufrollen des Gurtes zuschaltbar sein soll, während beim Abziehen von Gurtband von der Aufwckeltrommel die Feder bis zu dem von der Rutschkupplung höchst übertragbaren Drehmoment gespannt und dann auf diesem Niveau gehalten wird, indem die Rutschkupplung beim weiteren Ausziehen des Gurtbandes nachgibt. Dieses durch die Rutschkupplung vorgegebene maximale Drehmoment soll nun so groß sein, daß es am Körper des Fahrzeuginsassen keinen wesentlich störenden Druck ausübt, andererseits soll damit ein vollständiges Aufwickeln des Gurtes auf die Aufwickeltrommel erreicht werden. Da während des Aufwickelvorganges des abgelegten Gurtes der Stellmotor dafür sorgt, daß die beim Aufwickeln ansonsten sich entspannende Feder immer wieder nachgespannt wird, ergibt sich schließlich eine nahezu konstante Kraft-Weg-CharaXteristik der Gurtaufwickelvorrichtung, bei der also unabhängig von dem Jeweiligen Auszugszustand des Gurtes immer etwa die gleiche Gurteinzugskraft vorliegt.
Ein Busführungsbaispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigt Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Gurtaufwickelvorrichtung und Figur 2 ein Schaltbild zur Steuerung des Stellmotors zum Nachspannen der Aufwickelfeder.
In der Zeichnung ist mit 1 die Sichsrheitsgurtaufwickelvorrichtung insgesamt bezeichnet, in der in einem Cehäuse 2 eine ufwickeltro:mel 3 drehbar gelagert ist. Die Aufwickeltrommel 3 ist zur Aufwicklung eines in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, eingebauten Sicherheitsgurtes 4 zu einem Gurtwickel 5 ausgebildet. Die Aufwickeltrommel ist an einem Ende mit einer Wickelwelle 7 welblulden, an dar das radial innere Ende einer Spiralfeder 6 in der Weise angreift, daß die Aufwickeltrommel ständig in Aufwickelrichtung beaufschlagt ist.
Das radial äußere Ende der Aufwlokelfeder 6 ist an einer gegenüber dem Gehäuse 2 und der Wickelwelle 7 drehbar gehaltenen Kupplungsscheibe 8 befestigt. Zwischen der gupplungsscheibe 8 und einer mit dieser verbundenen Gegenplatte 10 ist eine Mitnehmerscheibe 9 angeordnet, die über einen Wellenstwnpf 11 und ein Getriebe 12 von einem Stellmotor, beispielsweise einem kleinen Elektromotor, antreibbar ist. Je nach der Drehrichtung des Motors kann die Vorspannung der Aufwickelfeder 6 vergrößert oder verringert werden, so daß die an dem Sicherheitsgurt 4 wirksam werdende Gurteinzugskraft beliebig einstellbar ist.
Relativ einfach wird die gesamt. Gurtaufwickelvorrichtung dann, wenn der Stellmotor 13 nur in einer Drehrichtung, nämlich in der zinke Vergrößerung der Federspannung bewirkenden Drehrichtung antreibbar ist. Um während des Stillstands des Motors 13 eine Abstützung für die über die Kupplung angeschlossene Spiralfeder zu erreichen, müßte dann entweder der Motor durch eine Bremse im Stillstand abgebremst sein oder aber das Getriebe 12 ist als selbathemmendes Getriebe, beispielsweise als Schneckengetriebe ausgelegt. Die Funktion der solchermaßen ausgebildeten Aufwickelvorrichtungergibt sich dann so, daß nur beim Aufrollen des abgelegten Sicherheitsgurtes der Stellmotor 13 zugeschaltet ist, so daß die sich üblicherweise beim Aufrollen des Gurtes vermindernde Federspannung ständig über die Rutschkupplung 9 nachgestellt wird. Diese Rutschkupplung ist so ausgelegt, daß ein bestimmtes Drehmoment von der Mitnehmerscheibe 9 auf die Kupplungsscheibe 8 bzw. die Gegenplatte 10 und umgekehrt übertragen werden kann, das gerade so groß ist, daß die sich damit ergebende Gurtkraft einerseits genügend groß zum vollständigen und sicheren Aufwickeln des Sicherheitsgurtes, andererseits aber noch so klein ist, daß . im angelegten Zustand des Gurtes kein zu großer Anlagedruck auftritt. Während also beim Aufrollen des abgelegten Gurtes der Stellmotor 13 zur Nachspannung der Spiralfeder 6 zugeschaltet ist und unter Vermittlung der Rutschkupplung 8, 9, 10 für eine nahezu konstante Vorspannung der Feder wirkt, ist der Stellmotor bei Xeendigung des Aufrollvorganges bzw. während des Anlegens des Sicherheitsgurtes abgeschaltet. Beim Anlegen des Gurtes, wenn das Gurtband 4, von der Aufwickeltrommel abgezogen wird, verhindert die Rutschkupp lung 9 ein kontinuierliches Ansteigen der Federspannung bzw. des Federmomentes, indem sie bei Überschreiten des Auslegewertes unter Durchrutschen nachgibt. Die Kupplungsreibkraft bestimni also den von der Feder auf die Aufwickeltrommel übertragbaren Drehmomentwert sowohl für das Abziehen des Gurtbandes von der Aufwickeltrommel als auch für das Einziehen, wobei im letzteren Fall allerdings durch den Stellmotor das Nachgeben der Federspannung ständig ausgeglichen wird.
Das Ein- und Ausschalten des Motors kann durch am Gurtschloß sowie an derAufrollvorrichtung oder am Siizangebrachte Endschalter, möglicherweise in Verbind mg mit Zeitrelais erfolgten. Ein recht einfaches Ausfuhrungsbeispiel ist in der Figur 2 der Zeichnung dargestellt, bei der der als Elektronotor ausgebildete Stellmotor 13 von einem bistabilen Relais 14 gesteuert wird, dessen Schaltkontakte 15 in dem den Stellmotor 13 beaufschlagenden Stromkreis 18 angeordnet sind. Das bistabile Relais 14 wird durch Signale eines Wischschalters 16 bzw. eines stromabhängigen Relais ,7 gesteuert. Dies kann nun in der Weise erfolgen, daß der beispielsweise in dem Gurtschloß angebrachte Wischschalter 16 mit dem Einstecken oder Auslösen der Gurtlasche in bzw. aus dem Schloß betätigt wird, wodurch das bistabile Relais 14 den Stellmotor 13 einschaltet. Das stromabhängige Relais 17 gibt ein zweites Signal an das bistabile Relais 14 zur Abschaltung des Motors 13, wenn der Strom in dem den Stellmotor 13 beaufschlagenden Stromkreis 18 einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet, was dann der Fall ist, wenn der Gurt beispielsweise vollständig aufgewickelt ist und der Stellmotor gegen die ständig rutschende Kupplung arbeitat.
Die gezeigte Vorrichtung arbeitet also folgendermaBen: Beim Anlegen des Gurtes ist der Motor 13 abgeschaltet und das Gurtband 4 wird von der Aufwickeltrommel 3 abgezogen, wobei beim Überschreiten eines vorgegebenen Federdrehmomentes die Rutsuhkupplung 8, 9, 10 nachgibt. Die zum Ausziehen des Gurtes benötigte Kraft bleibt damit in etwa konstant. Ublicherweise wird nun beim Anlegen des Gurtes zunächst mehr Gurtband abgezogen als benötigt wird, so daß sich die Aufwickelfeder nach dem Einstecken der Gurtlasche in das Gurtschloß auf einen Wert unterhalb des durch die Hutschkupplung 8, 9, 10 eingestellten Wertes erniedrigt. Um aber sicherzustellen, daß der Gurt im angelegten Zustand glatt am Körper des Fahrzeuginsassen anliegt, wird bei der Steuereinrichtung gemäß der Figur 2 der Stellmotor nach dem Einstecken der Gurtlasche in das Gurtschloß durch den Wischschalter 16 kurzzeitig zur Nachspannung der Spiralfeder 6 zugeschaltet, bis das vorgegebene Gurtkraftniveau, das von der Kupplungsreibkraft der Rutschkupplung bestimmt wird, erreicht wird.
Wenn der Motor 13 längere Zeit gegen die rutschende Kupplung arbeiten muß, steigt der Strom in dem Stromkreis 18 an, so daß das stromabhärigige Relais 17 schaltet und den bistabilen Relais 14 einen zweiten Schaltimpuls mitteilt, woraufhin der Stromkreis 18 unterbrochen, der Stellmotor 13 also abgeschaltet wird.
Reim Lösen der Gurtlasche aus dem Gurtschloß, wenn also der Gurt wieder abgelegt werden soll, erfolgt ebenfalls eine Betätigung des Wischschalter 16 und damit über das bistabile Relais 14, 15 erneut ein Zuschalten des Motors 13, der jetzt wahrend des Aufwickelvorganges des Sicherheitsgurtes 4 dafür sorgt, daß die Feder spannung 6 immer auf etwa konstantem Niveau gehalten wird.
Wenn der Gurt schließlich vollständig aufgewickelt ist, beginnt die Rutschkupplung 9 erneut zu rutschen und das bistabile Relais erhält von dem stromabhängigen Relais 15 den Abschaltimpuls.
Leerseite

Claims

A M S P R Ü C E E ½,: Vorrichtung zum Aufwickeln eines Sicherheitsgurtes von Fahrz3ugen, insbesondere R-aftfahrzeugen, mit einer das Gurtband aufwickelnden Aufwickeltrommel, an der ein Ende einer Spiralfeder angreift, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Spiralfeder (5) mit einem Stellmotor (13) zum Nachstellen der Federspannung verbindbar irt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spiralfeder (6) und dem Stellmotor (13) eine bei terschreiten eines vorgegebenen, höchstübertragbaren Drehmomentes nachgebende Rutschkupplung (9) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (13) in zwei Drehrichtungen antreibbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (13) in einer eine Federspannung bewirkenden Drehrichtung antreibbar ist.
5. Vorrichtung nach Mispruch 4, dadurch gekennzeic..net, daß eine Bremse vorgesehen ist, die den Stellmotor (13) in der einer Federentspannung zugeordneten Drehrichtung festhält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei schen dem Stellmotor (13) und der Rutschkupplung (9) ein in Federentspannrichtung selbsthemmendes Getriebe (12) angeordnet ist.
7. Vorrichtu?o nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (13) nur zum Aufrollen des Gurtes (4) zuschaltbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein bistabiles Relais (14, 15) vorgesehen ist, das den Stellmotor (13) in Abhängigkeit von Signalen eines in einem Gurtschloß angeordneten Wischschalters (16) zuschaltet und in Abhängigkeit von Signalen eines in dem den Stellmotor beaufschlagenden Stromkreis (18) angeordneten stromabhängigen Relais (17) abschaltet.