DE2750311C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pendelvorrichtung zum Ab­ fühlen von Veränderungen der Beschleunigung, Abbremsung oder Ausrichtung der Vorrichtung, vorzugsweise für eine Sicher­ heitsgurtaufwickelvorrichtung, wobei die Vorrichtung einen im wesentlichen kreisförmigen Pendelkopf und einen an einem Pendelgewicht angeordneten Pendelschaft sowie eine im wesent­ lichen kreisförmige Halterung für den Pendelkopf aufweist, mit einer ersten Umfangsberührungsoberfläche auf einer Unter­ seite des Pendelkopfes, welche sich längs des Umfangs um ei­ nen inneren Umfang mindestens eines Teils der Unterseite des Pendelkopfes und radial auswärts von einer Stelle neben dem Pendelschaft erstreckt, einer zweiten Umfangsberührungsober­ fläche auf der Halterung, wobei mindestens ein Teil der er­ sten Berührungsoberfläche des Pendelkopfes auf mindestens einem Teil der zweiten Berührungsoberfläche der Halterung ruht und so den Pendelkopf haltert, ein geneigtes Teil der ersten Berührungsoberfläche mindestens teilweise auf einem geneigten Teil der zweiten Berührungsoberfläche ruht und wo­ bei die Pendelhalterung einen sich nach oben erstreckenden Umfangsvorsprung aufweist, auf welchem der Pendelkopf während der Betätigung schwenkt.

In einem Sicherheitsgurtaufroller als Sensor verwendete Pen­ del sind in den folgenden US-Patentschriften beschrieben:

34 89 367 (Kovacs et al); 38 38 831 (Bell); 32 26 053 (Petty); 33 43 765 (Baker); 35 08 720 und 35 78 260 (Kell); 38 85 753 (Connors); 38 89 989 (Ziv); 38 31 878 (Griffin); 34 39 932 (Lewis et al); und in der US 40 84 840.

Eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen ist be­ kannt aus der US-PS 39 46 965. Bei dieser Vorrichtung ist je­ doch die Berührungsfläche zwischen dem Pendelkopf und seiner Halterung kugelförmig ausgebildet. Wegen dieser sphärischen Auflageflächen weist die bekannte Pendelvorrichtung verschie­ dene Nachteile auf. So ist das Pendel beispielsweise leicht in beliebige Richtung zu schwenken, wobei die kugelförmigen Flächenteile des Pendelkopfes und der Halterung aufeinander gleiten. Bei der Herstellung eines derartigen Pendels und der zugehörigen Haltevorrichtung ergibt sich zunächst die Schwie­ rigkeit, die aufeinanderliegenden Flächen mit exakt gleichem und konstantem Krümmungsradius herzustellen. Weiterhin ist es nachteilig, daß wegen der aufeinander gleitenden, sphäri­ schen Flächen kleinere Pendelbewegungen leicht möglich sind, so daß das Pendel sozusagen "Schwung holen" kann und damit das erforderliche Drehmoment zum Verkippen und Auslösen eines Hebels leichter aufbringt. Wegen der leicht möglichen Pendel­ bewegungen um kleine Winkel muß ein entsprechend großer Tod­ weg bei dem durch das Pendel ausgelösten Sperrmechanismus vorgesehen werden. Sobald das Pendel in seine Ruhelage zu­ rückschwingt, ist wegen der sphärischen Lagerflächen auch da­ mit zu rechnen, daß das Pendel über die Ruhelage hinaus in die Gegenrichtung schwingt und erneut den zugehörigen Sperr­ mechanismus betätigt. Unnötige Verriegelungsvorgänge können dabei bei allen mehr oder weniger periodischen Bewegungen des Fahrzeuges ausgelöst werden, in dem die entsprechende Sicher­ heitsgurtvorrichtung eingebaut ist.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Pendelvorrichtung mit den oben ge­ nannten Merkmalen zu schaffen, bei welcher eine unerwünschte Tätigkeit verhindert wird und bei welcher das Pendel schnel­ ler in eine Ruhestelung in einer im wesentlichen vertikalen Konfiguration zurückkehrt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die erste Berührungs­ oberfläche und die zweite Berührungsoberfläche jeweils ein im wesentlichen lineares oder geradliniges, geneigtes Um­ fangsteil aufweisen, das unter einem Winkel zu einer vertika­ len Linie angeordnet ist.

Der Begriff "lineares oder geradliniges, geneigtes Umfangs­ teil" bezieht sich dabei auf eine Querschnittsdarstellung durch den ansonsten im wesentlichen kreisförmigen Pendelkopf und die Halterung. Insgesamt hat also dieses Umfangsteil die Form eines Kegelstumpfmantels.

Die Pendelvorrichtung weist als im wesentlichen folgende Teile auf: eine erste Umfangsberührungsoberfläche und eine zweite Umfangsberührungsoberfläche. Die erste Umfangsberüh­ rungsoberfläche befindet sich auf einer Unterseite des Pen­ delkopfes. Die erste Berührungsoberfläche erstreckt sich im wesentlichen längs des Umfangs um einen inneren Umfang von mindestens einem Teil der Unterseite des Pendelkopfes herum und erstreckt sich radial nach außerhalb von einer Stelle neben dem Pendelschaft. Die zweite Umfangsberührungsoberflä­ che befindet sich auf der Pendelhalterung oder -stütze. Die erste Berührungsoberfläche des Pendelkopfes ruht auf der zweiten Berührungsoberfläche der Halterung. Die zweite Berüh­ rungsoberfläche haltert oder stützt den Pendelkopf. Die erste Berührungsoberfläche und die zweite Berührungsoberfläche ha­ ben jeweils ein am Umfang schräg geneigtes Teil. Die Schräg­ teile sind unter einem Winkel zur Vertikallinie angeordnet. Mindestens ein Teil des Schrägteils der ersten Berührungs­ oberfläche ruht auf mindestens einem Teil des Schrägteils der zweiten Berührungsoberfläche. Die Pendelhalterung weist einen sich nach oben erstreckenden Umfangsvorsprung auf, der ein oberes Teil und ein Bodenteil hat.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Pendels bestehen darin, daß es bei ansonsten gleichen Abmessungen im Vergleich zu dem bekannten Pendel bei leichten Schwingungsbewegungen der Vor­ richtung, in welche das Pendel eingebaut ist, nicht so leicht aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird. Außerdem kehrt es nach einer einmal erfolgten Auslenkung wesentlich schneller wieder in diese Ruhelage zurück. Für den Sperrmechanismus, welcher durch das Pendel ausgelöst werden soll, braucht nur ein sehr geringer Todweg vorgesehen zu werden, da sich das Pendel wirklich erst dann bewegt, wenn das aufgrund von Trägheits­ kräften oder der Schwerkraft auf das Pendel wirkende Drehmo­ ment so groß ist, daß die Auslösung des vom Pendel betätigten Mechanismus erwünscht ist.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen­ den Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht der Pendelvorrichtung und

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht einer Fahrzeug-Sicher­ heitsgurt-Aufwickelvorrichtung unter Verwendung der Pendelvorrichtung.

Gemäß Fig. 1 weist die allgemein mit 2 bezeichnete Pendelvor­ richtung einen im wesentlichen kreisförmigen Pendelkopf 4, einen Pendelschaft 6 und eine im wesentlichen kreisförmige Stütze, die im allgemeinen mit 8 bezeichnet ist, für den Pen­ delkopf 4 auf. Die Verbesserung für die Pendelvorrichtung 2 weist folgendes auf: eine erste Umfangsberührungsoberfläche, die allgemein mit 10 bezeichnet ist, und eine zweite Umfangs­ berührungsoberfläche, die allgemein mit 12 bezeichnet ist. Die erste Umfangsberüh­ rungsoberfläche 10 befindet sich auf mindestens einem Teil einer Unterseite des Pendelkopfes 4. Die erste Berührungsober­ fläche 10 erstreckt sich längs des Umfanges um einen inneren Umfang der Unterseite des Pendelkopfes 4 herum und erstreckt sich radial nach außen von einer Stelle 14 aus neben dem Pen­ delschaft 6 zu einer schräggeneigten Umfangsausladung 15 oder einem Umfangsvorsprung 15 auf dem äußeren Umfang des Pendel­ kopfes 4.

Die zweite Umfangsberührungsoberfläche 12 befindet sich auf der Pendelhalterung 8. Mindestens ein Teil der ersten Berührungs­ oberfläche 10 des Pendelkopfes 4 ruht auf mindestens einem Teil der zweiten Berührungsoberfläche 12 der Halterung 8. Mindestens ein Teil der zweiten Berührungsoberfläche 12 stützt den Pendel­ kopf 4 ab. Die erste Berührungsoberfläche 10 und die zweite Be­ rührungsoberfläche 12 haben jeweils ein am Umfang geneigtes Teil 16. Vorzugsweise weist die erste Berührungsoberfläche 10 ein horizontales Umfangsteil 18 auf, und die zweite Berührungs­ oberfläche 12 weist auch ein horizontales Umfangsteil 19 auf. Die schrägen Teile 16 sind unter einem Winkel 20 zur Vertikal­ ebene 22 angeordnet. Vorzugsweise liegt der Winkel 20 der ge­ neigten Teile 16 der ersten Berührungsoberfläche 10 und der zweiten Berührungsoberfläche 12 zur Vertikalebene 22 zwischen 30° und 60°. Vorzugsweise beträgt der Winkel 20 der Schrägteile 16 näherungsweise 45°.

Das horizontale Teil 18 erstreckt sich radial nach außen von dem Schrägteil 16 der ersten Berührungsoberfläche 10 zu dem Vorsprung oder der Ausladung 15 hin. Das horizontale Teil 19 der zweiten Berührungsoberfläche erstreckt sich radial nach außen von dem geneigten Teil 16 der zweiten Berührungsober­ fläche 12 zu einem äußeren Umfang auf der zweiten Berührungs­ oberfläche 12 hin. Mindestens ein Teil des geneigten Teils 16 der ersten Berührungsoberfläche 10 ruht auf mindestens einem Teil des geneigten Teils 16 der zweiten Berührungsoberfläche 12. Im Idealfall kann mindestens ein Teil des horizontalen Teils 18 der ersten Berührungsoberfläche 10 auf mindestens einem Teil des horizontalen Teils 19 der zweiten Berührungs­ oberfläche 12 ruhen. Vorzugsweise und für eine leichte Her­ stellung sowie für die Ermöglichung vernünftiger Toleranzen ruht das horizontale Teil 18 nicht auf dem horizontalen Teil 19. Stattdessen befindet sich ein kleiner Spalt 24 zwischen dem horizontalen Teil 18 und dem horizontalen Teil 19. Wenn die Pendelvorrichtung 2 durch Beschleunigung, Abbremsung oder Richtungsänderung betätigt wird, können der Pendelkopf 4 und der Schaft 6 in einer beliebigen seitlichen Richtung schwingen oder schwenken. Falls die Schwingung oder Schwenk­ bewegung groß genug ist, schwenkt das horizontale Teil 18 auf dem horizontalen Teil 19 an einer Schwenkstelle 25, die auf dem äußeren Umfang des horizontalen Teils 19 angeordnet ist. Die Pendelhalterung 8 weist einen sich nach aufwärts er­ streckenden Umfangsvorsprung 26 auf. Der obere Teil des Vor­ sprungs 26 ist zum Bodenteil des Vorsprungs 26 unter einem Winkel 28 zwischen 10° und 45° nach innen geneigt.

Gemäß Fig. 2 kann die Pendelvorrichtung 2 in einer Sicher­ heitsgurt-Aufwickelvorrichtung 28 zwecks Betätigung einer Klinke 30 unter Notfallbedingungen verwendet werden, um mit einem Ratschenrad 32 in Eingriff zu kommen und eine Haspel 34 zu blockieren oder zu sperren, um ein weiteres Abwickeln eines Sicherheitsgurtes 36 zu verhindern. Als Ergebnis kann die Pendelvorrichtung 2 als Senor zum Abfühlen einer Veränderung der Beschleunigung, Abbremsung oder Richtung eines Fahrzeuges verwendet werden, in welchem der Retraktor oder die Gurtaufwickelvorrichtung 28 angebracht ist.

Weitere Einzelheiten und Ausführungen des Betriebes eines solchen Pendelsensors in einer Gurtaufwickelvorrich­ tung 28 sind in der US-Patentschrift 38 38 831 beschrieben.

Ein Feststellen ist vorgesehen durch die Schwenkbewegung zwi­ schen dem Kopf 4 und der Schwenkstelle 25 oben auf dem Vorsprung 26. Die Pendelvorrichtung 2 beginnt sich erst zu bewegen, wenn das Massenzentrum des Pendelgewichts 38 der Pendelvorrichtung 2 in Flucht zu einer im wesentlichen vertikalen Ebene liegt, welche durch die Schwenkstelle 25 geht. Beschleunigungen unter­ halb einer vorgewählten Größe oder Amplitude, z. B. solche, wie sie durch Straßenschwingungen und dergleichen erzeugt werden, haben eine Größe oder einen Ausschlag, der nicht ausreicht, um das Massenzentrum des Pendelgewichts 38 in Flucht zu der im wesentlichen vertikalen Ebene durch die Schwenk­ stelle 25 zu bringen. Die Pendelvorrichtung 2 verbleibt in der im wesentlichen vertikalen Stellung und wird erst in Bewegung gesetzt, wenn ihre Betätigungsbewegung erforder­ lich ist. Der Pendelkopf 4 wird erst dann zur Betätigung der Klinke 30 angehoben, wenn die Beschleunigungskraft auf das Pendelgewicht 38 ein Moment überwindet, welches das Produkt derjenigen Kraft ist, die sich aus dem Gewicht der Pendelvorrichtung 2 plus der Klinke 30 ergibt, um dem Abstand von der Schwenkstelle 25 zu einer vertikalen Mit­ tellinie 40. Deshalb unterliegen die Pendelbestandteile weniger dem Abrieb, und der Abstand, um den sich der Pendel­ kopf 4 während der Betätigung der Klinke 30 bewegt, verbleibt konstant. Der Retraktor bzw. die Gurtaufwickelvorrichtung 28 hat also eine höhere Zuverlässigkeit und niedrigere Wartungs­ kosten als durch Trägheit durch Pendeleinrichtungen betätig­ te Retraktoren, welche von einer Befestigung mit Kugel und Sockel oder Büchse abhängen.

Durch die vorliegende Erfindung werden Schwingungen, Oszil­ lationen, Vibrationen und "wendelförmige Bewegungen" gedämpft und infolgedessen eine unerwünschte Betätigung der Pendelvor­ richtung 2 sowie ein unerwünschtes Sperren des Retraktors 28 verhindert. Beispielsweise kann eine in einem Gurtaufwickler, der in einem Fahrzeug befestigt ist, verwendete Pendelvorrich­ tung 2 Schwingungen unterworfen werden, die sich von Straßen­ unebenheiten oder Motorvibrationen ergeben. Die vorliegende Erfindung sorgt für eine Dämpfung dieser Vibrationen oder Schwingungen, bis die Schwenkbewegung des Pendelkopfes 4 und des Pendelschaftes 6 einen vorbestimmten Betrag erreicht haben. Als weiteres Beispiel kann die in einer Gurtaufwickel­ vorrichtung verwendete Pendelvorrichtung 2 betätigt werden, sobald das Fahrzeug um eine scharfe Kurve fährt. Nachdem das Fahrzeug die Kurve ganz durchfahren hat und der Pendelkopf 4 sowie der Pendelschaft 6 zu einer im wesentlichen vertikalen Position zurückschwenken, versuchen Pendelkopf 4 und Pendel­ schaft 6 zu schwingen, bevor sie in einer im wesentlichen vertikalen Stellung zur Ruhe kommen. Während dieser Oszillation oder Schwingung kann der Sperrmechanismus der Gurtaufwickel­ vorrichtung sonst den Retraktor oder die Gurtaufwickelvorrich­ tung in einer gesperrten Position halten. Erfindungsgemäß ist diese Schwingung gedämpft, und der Pendelkopf 4 sowie der Pen­ delschaft 6 werden veranlaßt, schneller in eine Ruhestellung in einer im wesentlichen vertikalen Konfiguration zurückzu­ kehren, was zu einem schnelleren Entsperren der Gurtaufwickel­ vorrichtung führt. Falls als drittes Beispiel das Fahrzeug von der Seite gestoßen wird und sich zu drehen beginnt, kann dies verursachen, daß der Pendelkopf 4 sich in einer im wesentlichen horizontalen Ebene zur Pendelhalterung 8 dreht. Eine solche schnelle Rotation kann die "wendelförmige bzw. schraubenförmi­ ge Bewegung" hervorrufen, d. h. eine fortlaufende schnelle Drehung des Pendelkopfes 4 in einer im wesentlichen horizon­ talen Ebene, nachdem das Fahrzeug mit der schnellen Drehung aufhört. Die vorliegende Erfindung reduziert solche "spiral­ förmigen oder wendelförmigen Bewegungen".

Die auf das Fahrzeug aufgebrachte Kraft, die notwendig ist, um die Pendelvorrichtung 2 zu betätigen, kann in Begriffen der Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ausgedrückt wer­ den, die näherungsweise 9,8 m/s² beträgt, die nach­ folgend als "g" abgekürzt wird. Bei einem typischen Bei­ spiel kann die Pendelvorrichtung 2 so ausgestaltet sein, daß sie in Tätigkeit tritt und die Gurtaufwickelvorrichtung 28 zu sperren veranlaßt, wenn eine Kraft von etwa 0,4 g auf die Gurtaufwickelvorrichtung 28 aufgebracht wird, wodurch die Pendelvorrichtung 2 um etwa 12° aus ihrer vertikalen Stellung herauszuschwenken veranlaßt wird. Falls das Pendel unter solchen Umständen um mehr als 12° schwenkt, sperrt die Gurtaufwickelvorrichtung 28. Falls das Pendel weniger als 12° schwenkt oder schwingt, sperrt die Gurtaufwickelvorrich­ tung 28 nicht. Es gibt ferner 3° Bewegungsverlust in der Pen­ delschwingung. Ein solcher Bewegungsverlust ist das Ergebnis von Reibkräften in den verschiedenen Bestandteilen des Systems, einschließlich der Kline und des Ratschenrades.

Claims (7)

1. Pendelvorrichtung zum Abfühlen von Veränderungen der Be­ schleunigung, Abbremsung oder Ausrichtung der Vorrichtung, vorzugsweise für eine Sicherheitsgurtaufwickelvorrichtung, wobei die Vorrichtung einen im wesentlichen kreisförmigen Pendelkopf und einen an einem Pendelgewicht angeordneten Pendelschaft sowie eine im wesentlichen kreisförmige Hal­ terung für den Pendelkopf aufweist, mit einer ersten Um­ fangsberührungsoberfläche (10) auf einer Unterseite des Pendelkopfes (4), welche sich längs des Umfangs um einen inneren Umfang mindestens eines Teils der Unterseite des Pendelkopfes (4) und radial auswärts von einer Seite (14) neben dem Pendelschaft (6) erstreckt, einer zweiten Um­ fangsberührungsoberfläche (12) auf der Halterung (8), wo­ bei mindestens ein Teil der ersten Berührungsoberfläche (10) des Pendelkopfes (4) auf mindestens einem Teil der zweiten Berührungsoberfläche (12) der Halterung (8) ruht und so den Pendelkopf (4) haltert, ein geneigtes Teil (16) der ersten Berührungsoberfläche (10) mindestens teilweise auf einem geneigten Teil der zweiten Berührungsoberfläche (12) ruht und wobei die Pendelhalterung (8) einen sich nach oben erstreckenden Umfangsvorsprung (26) aufweist, auf welchem der Pendelkopf (4) während der Betätigung schwenkt, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Berührungs­ oberfläche (10) und die zweite Berührungsoberfläche (12) jeweils ein im wesentlichen lineares oder geradliniges, geneigtes Umfangsteil (16) aufweisen, das unter einem Win­ kel (20) zu einer vertikalen Linie (22) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Berührungsoberfläche (10) und die zweite Berüh­ rungsoberfläche (12) jeweils ferner eine horizontale Um­ fangsfläche (18, 19) aufweisen, welche sich radial aus­ wärts von einem äußeren Umfang des jeweiligen geneigten Teiles (16) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (20) der Schrägteile (16) der ersten und der zweiten Berührungsoberfläche (10, 12) zur Vertikallinie (22) zwischen 30° und 60° liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (20) der Schrägteile (16) der ersten und zwei­ ten Berührungsoberfläche (10, 12) zur Vertikallinie etwa 45° beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsvorsprung (26) der Pendelhalterung (8) ein obe­ res und ein Bodenteil aufweist und daß das obere Teil des Vorsprungs (26) bezüglich des Bodenteils des Vorsprungs (26) nach innen geneigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Berührungsoberfläche (10) und die zweite Berührungsoberfläche (12) jeweils eine horizon­ tale Umfangsfläche (18, 19) aufweisen, welche sich radial auswärts von einem äußeren Umfang der geneigten Teile (16) zum Außenumfang der ersten und zweiten Berührungsoberflä­ chen (10, 12) erstrecken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelkopf (4) einen ausladenden Überhang (15) rund um den äußeren Umfang des Pendelkopfes (4) hat, die erste Berührungsoberfläche (10) sich radial von einer Stelle (14) neben dem Pendelschaft (6) in Richtung auf die Ausla­ dung (15) hin erstreckt und das horizontale Teil (18) der ersten Berührungsoberfläche (10) sich radial nach auswärts von dem geneigten Teil (16) der ersten Berührungsoberflä­ che (10) zu der Ausladung (15) des Pendelkopfes (4) hin erstreckt, wobei die Berührungsoberflächen (10, 12) einen Spalt (24) zwischen dem horizontalen Teil (18) der ersten Berührungsoberfläche (10) und dem horizontalen Teil (19) der zweiten Berührungsoberfläche (12) haben.