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Beschreibung Blockiereinrichtung für Sicherheitsgurte Die Erfindung
betrifft eine Blockiereinrichtung für Sicherheitsgurte, insbesondere in Kraftfahrzeugen,
mit einem selbstsperrenden Gurtaufroller und mit einer die Blockierung des Gurtbandes
herbeiführenden, am Gurtaufroller angeordneten Klemmvorrichtung mit einer gehäusefesten
und einer beweglichen Klemmbacke, zwischen denen das Gurtband geführt ist.
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Eine gattungsgemäße Blockiereinrichtung ist bereits aus der DE-AS
24 32 956 bekannt. Dabei wird das vom Gurtwickel des Gurtaufrollers ablaufende Gurtband
zweimal umgelenkt, wobei zwischen den Umlenkstellen die Klemmvorrichtung für das
Gurtband in der Art angeordnet ist, daß ein vom Gurtband infolge dessen Umlenkung
betätigter Hebel die bewegliche Klemmbacke trägt.
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Nach Sperrung des Gurtaufrollers führt der Anstieg der Gurtauszugskraft
im Unfallgeschehen zu einer entsprechenden Verschwenkung des Klemmhebels mit Klemmung
des Gurtbandes.
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Mit einer derartigen Anordnung der Klemmvorrichtung am Gurtaufroller
ist der Nachteil verbunden, daß die mehrmalige Umlenkung des Gurtbandes eine entsprechend
große Walkarbeit zufolge hat. Weiterhin erfordert die mit der Umlenkung des Gurtbandes
verbundene Anordnung eine entsprechende Baubreiüe der Blockiereinrichtung, und schließlich
ergibt sich ein Komfortverlust. Auch wenn diesbezüglich bei dem gattungsgemäßen
Gegenstand das Gurtband ohne Reibung zwischen den Klemmflächen geführt ist, so tritt
doch an den Umlenkstellen selbst eine derartige Reibung auf, daß das damit verbundene
veränderte Ein- und Auszugsverhalten des Gurtbandes in den Gurtaufroller für den
jeweiligen Benutzer nachteilig spürbar ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Blockiereinrichtung in dem Sinne weiter zu verbessern, daß gegenüber einem üblichen
Gurtaufroller ohne Klemmvorrichtung kein Komfortverlust eintritt und eine zusätzliche
unerwünschte Beanspruchung des Gurtbandes vermieden ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter
Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser
Beschreibung vorangestellt sind.
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Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß das Gurtband in gleicher
Weise wie bei Gurtaufrollern ohne Klemmvorrichtung vom Gurtwickel in Richtung auf
die Schulter des Benutzers abläuft, so daß sowohl der Ein- wie auch der Auszug des
Gurtbandes ohne Behinderung und Auftreten zusätzlicher Reibung geschieht. Auch weist
die erfindungsgemäße Blockiereinrichtung eine gegenüber herkömmlichen selbstsperrenden
Gurtaufrollern kaum größere Baubreite auf, wobei sich die zusätzliche
Bauhöhe
nicht als nachteilig niederschlägt, da in den Fahrzeugaufbauteilen (B- oder C-Säule)
eines Kraftfahrzeuges als bevorzugten Einbauorten die Bauhöhe ausreichend zur Verfügung
steht.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen: Fig. 1 eine Blockiereinrichtung
mit Gurtaufroller und offener Klemmvorrichtung in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einer Aufsicht, Fig. 3 den Gegenstand der Fig.
1 bei geschlossener Klemmvorrichtung, Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel der
Blockiereinrichtung in schematischer Seitenansicht, Fig. 5 eine Aufsicht auf den
Gegenstand gemäß Fig. 4, Fig. 6 eine Blockiereinrichtung mit schwenkbarem Gurtaufroller
und offener Klemmeinrichtung, Fig. 7 den Gegenstand der Fig. 6 in Aufsicht, Fig.
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Blockiereinrichtung gemäß Fig. 7, Fig. 9
eine Aufsicht auf den Gegenstand der Fig. 8.
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Bei dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist
die Gurtblockiereinrichtung einen
Gurtaufroller 10 mit einem U-förmigen
Gehäuse 11 zur Lagerung der Gurtaufwickelwelle 12 auf. Der Gurtaufroller im einzelnen
kann nach Art des in dem DE-GM 74 38 663 beschriebenen Gurtaufrollers ausgebildet
sein, wobei in Figur 1 der gehäusefeste Druckring 13 und das auf der Gurtaufwickelwelle
12 gelagerte Sperrglied 14 erkennbar sind. Das Sperrglied 14 wird sowohl von einem
nicht dargestellten gurtband- wie auch von einem fahrzeugsensitiven Sperrsystem
gesteuert, indem es bei Ansprechen der Sperrsysteme radial von innen nach außen
bis zum Eingriff in den Druckring 13 ausgelenkt wird und so die Gurtaufwickelwelle
12 in ihrer weiteren Drehung blockiert.
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Das Gurtaufrollergehäuse 11 ist nach oben verlängert, wobei im oberen
Teil eine Klemmvorrichtung 15, 16 angeordnet ist. Hierzu ist im U-Gehäuse 11 eine
feste Klemmbacke 15 angeordnet, welcher eine bewegliche, vom Gurtaufroller 10 aus
steuerbare bewegliche Klemmbacke 16 gegenüberliegt; das vom Gurtwickel ablaufende
Gurtband 17 ist zwischen den Klemmbacken 15, 16 nach oben aus dem Gurtaufrollergehäuse
11 herausgeführt.
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Zur Steuerung der beweglichen Klemmbacke 16 ist der Druckring 13 am
Gehäuse 11 begrenzt drehbar angebracht, indem der Druckring 13 Umfangsschlitze 18
mit begrenztem Ausmaß aufweist, in welchen die Befestigungsschrauben 19 für die
Befestigung des Druckringes 13 am Gehäuse 11 geführt sind. Der Druckring 13 weist
ferner einen außerhalb seines Umfanges exzentrisch gelegenen Zapfen 20 auf, welcher
in der Tangentialebene des ablaufenden Gurtbandes 17 angeordnet ist. In der zum
Gurtbandablauf entgegengesetzten Richtung greift am Zapfen 20 eine Feder 21 an,
die ihrerseits in der Gurtbandebene verlaufend am Gehäuse 11 befestigt ist.
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In Richtung des Gurtablaufes, entgegengesetzt zur Wirkungsrichtung
der Kraft der Feder 21, ist am Zapfen 20 eine Schubstange 22 angeschlagen, die axial
längsverschiebbar und nach Art eines Kniehebels mit einem seitwärts von der Schubstange
22 am Gehäuse 11 gelagerten Hebel 23 verbunden ist. Der Hebel 23 ist einerseits
formschlüssig auf einer Vierkantstange 24 aufgesetzt, die ihrerseits mit einer Klappe
25 als Träger der beweglichen Klemmbacke 16 bewegungsfest gekoppelt ist.
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Die Gurtblockiereinrichtung gemäß den Figuren 1 bis 3 arbeitet folgendermaßen:
Beim Normalbetrieb des Kraftfahrzeuges steuern das fahrzeug- wie auch das gurtbandsensitive
Sperrsystem das Ansprechen des Sperrgliedes und damit die Blockierung der Gurtaufwickelwelle
12. Erfolgt nach Sperrung des Gurtaufrollers 10 kein wesentlicher Anstieg der am
Gurtband angreifenden Zugkraft, so blockiert lediglich der Gurtaufroller 10 in der
in dem DE-GM 74 38 663 beschriebenen Weise und löst sich ebenso auch wieder. Erst
bei dem im Unfallgeschehen auftretenden starken Anstieg der Gurtauszugskraft führt
nun nach Ansprechen des Sperrsystems des Gurtaufrollers 10 der Eingriff des Sperrgliedes
14 in den Druckring 13 zu einem Verdrehen des begrenzt beweglich gelagerten Druckringes
13, und zwar sobald die Kraft der Feder 21 die Drehung des Druckringes 13 nicht
mehr verhindern kann. Auf diese Weise kann durch das Einstellen der Federkraft der
Feder 21 letztendlich die Ansprechschwelle der Klemmvorrichtung festgelegt werden.
Die Drehung des Druckringes 13 führt nämlich zu einer Längsverschiebung der Schubstange
22, welche ihrerseits den Hebel 23 und damit auch die mit diesem formschlüssig verbundene
Vierkantstange 24 dreht. Die Drehung der Vierkantstange 24
führt
zu einer gleichgerichteten Verschwenkung der Klappe 25, wodurch die bewegliche Klemmbacke
16 zur Anlage am Gurtband 17 gebracht und mit weiterer Drehung der Klappe 25 ein
Einklemmen des Gurtbandes 17 zwischen der beweglichen Klemmbacke 16 und der festen
Klemmbacke 15 sichergestellt ist.
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Die vorbeschriebene Lage und Anordnung des Zapfens 20 sowie der Feder
21 sind zur Durchführung der Erfindung jedoch nicht zwingend erforderlich. Nach
der Erfindung reicht es aus, wenn der Zapfen 20 so angeordnet ist, daß er die Drehbewegung
des Druckringes 13 auf die Schubstange 22 übertragen kann. Weiterhin können zur
Festlegung der Ansprechschwelle auch weitere Gestaltungen vorgesehen sein, so können
diesbezüglich die Umfangsschlitze 18 für die Führung der Drehbewegung des Druckringes
13 mit Verengungen versehen sein, welche nach Art einer Sollbruchstelle schon die
Drehung des Druckringes 13 vor Erreichen einer entsprechend vorbestimmten Ansprechschwelle
verhindern und so die gesamte Anordnung in ihrer Ruhelage festhalten.
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Der aufgrund der Anordnung von Schubstange 22 und Hebel 23 zueinander
erreichte Kniehebeleffekt hat dabei zur Folge, daß mit zunehmender Axialverschiebung
der Schubstange 22 die Klemmkraft an den Klemmbacken 15, 16 anwächst. Da nach Beendigung
des Lastfalles eine Selbstöffnung der Klemmvorrichtung erfolgen soll, sind der Kniehebelwinkel,
die Lagerreibung der bewegten Teile (23, 24, 25) sowie die Rauhigkeit der Klemmbackenoberfläche
als Maß der Reibung zwischen Klemmbacken und Gurtband so aufeinander abzustimmen,
daß sich eine Selbstöffnungskraft einstellt, die bei nachlassendem Zug am Gurtband
die Klemmvorrichtung wieder öffnet.
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Bei dem in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der
Gurtaufroller mit einer radial von außen nach innen erfolgenden Sperrung der Gurtaufwickelwelle
12 ausgebildet, indem vorzugsweise auf beiden Seiten der Gurtaufwickelwelle 12 außen
am Gehäuse 11 jeweils ein außenverzahntes Sperrad 26 mit der Gurtaufwickelwelle
12 verbunden ist, in dessen Verzahnung ein von dem üblichen nicht dargestellten
fahrzeug- wie auch gurtbandsensitiven Sperrsystem gesteuertes Sperrglied 14 bei
Ansprechen der vorgenannten Systeme eingreift. Das im Hinblick auf die Sperrung
der Gurtaufwickelwelle 12 verschwenkbar gelagerte Sperrglied 14 ist zusätzlich parallel
zur Gurtauszugsebene mittels einer am Gehäuse 11 eingerichteten Schubführung 27
längsverschieblich gehalten und ist weiterhin über einen Mitnehmerzapfen 28 mit
der Klappe 25 als Träger der beweglichen Klemmbacke 16 verbunden.
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Die vorbeschriebene Blockiereinrichtung arbeitet dabei im wesentlichen
genauso, wie dies bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
der Fall ist. Sobald nach Ansprechen der Blockiersysteme das Einschwenken des Sperrgliedes
14 in das Sperrad 26 der Gurtaufwickelwelle 12 abgeschlossen ist, führt die weiterhin
ansteigende Gurtauszugskraft mit versuchter Drehung der Gurtaufwickelwelle 12 zu
einer Längsverschiebung des Sperrgliedes 14 in der Schubführung 27, wobei gleichzeitig
diese Längsverschiebung des Sperrgliedes 14 mittels eines Mitnehmerzapfens 28 in
eine Schwenkbewegung der die bewegliche Klemmbacke 16 tragenden Klappe 25 bis zur
beschriebenen Klemmung des Gurtbandes 17 umgesetzt wird. Auch dabei sorgt der Kniehebeleffekt
der Verbindung zwischen Sperrglied 14 und Klappe 25 zu einer entsprechend starken
Kraft an den Klemmbacken 15, 16.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel zur Einleitung der Klemmung des Gurtbandes
ist in den Figuren 6 bis 9 dargestellt, bei welchem der Gurtaufroller 10 selbst
in einem weiteren Gehäuse schwenkbar gelagert ist, wobei die Schwenkbewegung des
Gurtaufrollers 10 in die Klemmbewegung der Klemmbacken 15, 16 umsetzbar ist.
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Wie zunächst aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich, ist der Gurtaufroller
10 in einem weiteren Gehäuse 30, welches beispielsweise durch die Bohrung 31 am
Fahrzeugaufbauteil befestigbar ist, schwenkbar gelagert, wobei die Lagerstelle für
den Gurtaufroller 10 an der den Gurtbandauslauf abgewandten Seite des Gurtaufrollers
10 angeordnet ist. Der Gurtaufroller 10 ist in dem Gehäuse 30 schwenkbar gegen die
Wirkung einer Feder 32 gelagert, welche den Gurtaufroller 10 von der zum Gurtband
17 parallelen Gehäusewand 30 auf Abstand hält.
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Der Drehpunkt 33 für den Gurtaufroller 10 ist durch einen Bolzen 34
gebildet, welcher das Gehäuse 30 durchgreifend eingesetzt ist. Oberhalb des Drehpunktes
33 ist ein Anschlag 35a in Form eines weiteren Bolzens 35 ausgebildet, der ein Schwenken
des Gurtaufrollers 10 über die in Figur 6 gezeigte Lage hinaus verhindert, so daß
der Gurtaufroller 10 in seiner Ruhelage zwischen Anschlag 35 und Feder 32 fixiert
ist. Zwischen dem Anschlagbolzen 35 undder in gleicher Höhe am Gehäuse 30 montierten
festen Klemmbacke 15 sind nach Art eines Kniehebels zwei Hebelpaare 36, 37 angeordnet,
die etwa mittig in je einem Gelenk 38 verbunden sind, wobei das den jeweiligen Hebelpaaren
36, 37 zuzuordnende Gelenk 38 als eine durchgehende Gelenkstange 38 ausgebildet
ist, an welcher auch der Gurtaufroller 10 mit
seinem Gehäuse 11
in Ruhestellung eine Anlage findet.
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Auf diese Weise können die Druckkräfte des Gurtaufrollers 10 bei dessen
Schwenkbewegung symmetrisch auf die Klemmvorrichtung 15, -16 übertragen werden.
Die beiden Hebel 36 sind dabei auf dem Anschlagbolzen 35 gelagert, während die weiteren
Lagerstellen des Hebelpaares 37 durch eine im Gehäuse 30 in der Ebene der Klemmbacken
15, 16 auf die Klemmbacke 15 zu radial verschiebliche Bolzenstange 39 gebildet sind,
die in einem Führungsschlitz 46 im Gehäuse 30 geführt ist. Die Bolzenstange 39 wiederum
ist Trägerin der beweglichen Klemmbacke 16.
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Erfolgt nun in Funktion der Gurtblockiereinrichtung die Sperrung des
Gurtaufrollers 10, so führt der weitere Zug am Gurtband 17, wie er im Unfallgeschehen
auftritt, zu einem Verschwenken des Gurtaufrollers 10 auf die Gehäusewand 30 zu,
da das ablaufende Gurtband 17 den Gurtaufroller 10 um den Bolzen 34 schwenkt.
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Mit seiner zunehmenden Drehung drückt der Gurtaufroller 10 die an
ihm anliegende Gelenkstange 38 in Richtung einer Strecklage der Kniehebelpaare 36,
37, wodurch die beiden Hebel 37 die Bolzenstange 39 mit der beweglichen Klemmbacke
16 in Richtung auf die feste Klemmbacke 15 verlagern, wobei mit zunehmender Streckung
des Kniehebels die Klemmkraft am Gurtband 17 anwächst-.
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Das schließlich in den Figuren 8 und 9 gezeigte Ausführungsbeispiel
der Gurtblockiereinrichtung geht von demselben Prinzip wie die Ausführungsform gemäß
den Figuren 6 und 7 aus, wobei bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kniehebelpaare
36, 37 durch je ein Kippglied 40 ersetzt sind. Der Gurtaufroller 10 ist hierzu mit
je einer Nase 41 in einer Ausnehmung 42 des Gehäuses 30 gelagert und liegt an einer
parallel zur Gurtauszugsrichtung beweglich gelagerten Querstange 43 an.
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An der Querstange 43 greifen symmetrisch zwei Kippglieder
40
an, welche die Querstange 43 an ihrem Umfang umgreifen.
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Die Kippglieder 40 sind auf einem mit dem Gehäuse 30 ortsfest verbundenen
Rechteckprofil 44 kippbeweglich gelagert und weisen auf ihrer der festen Klemmbacke
15 des Gehäuses 30 zugewandten Seite eine Einbuchtung 45 auf, in welche die schwenkbeweglich
gelagerte Klappe 25 als Trägerin der beweglichen Klemmbacke 16 eingreift.
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Kippt nun der Gurtaufroller 10 infolge der nach seiner Blockierung
weiterhin anwachsenden Gurtauszugskraft, so hebt er dabei die Querstange 43 an.
Dadurch kippen die Kippglieder 40 um das Rechteckprofil 44 und drücken dabei die
in der Einbuchtung 45 gelagerte Klappe 25 nach unten, bis das Gurtband 17 durch
den festen Eingriff der beweglichen Klemmbacke 16 mit der festen Klemmbacke 15 ausreichend
sicher eingeklemmt ist. Mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der
Vorteil nur geringer Reibung der bewegten Glieder verbunden, was eine Selbstöffnung
der Klemmvorrichtung nach Abschluß des Belastungsfalles erleichtert. Über die in
den vorstehenden figuren gezeigten Ausführungsbeispiele hinaus sind noch zahlreiche
andere Abwandlungen der Erfindung von dieser erfaßt, welche sich auf eine kniehebelartige
Umsetzung der vom- Gurtaufroller ausgehenen Blockierkräfte in die entsprechende
Klemmkraft zum Gegenstand haben.
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Nach der Erfindung kann zur Verbesserung des Ansprech-und Klemmverhaltens
der Blockiereinrichtung im Sinne eines Servoeffektes die Blockiereinrichtung auch
so ausgestaltet sein, daß das blockierte Sperrglied 14 beziehungsweise der gesamte
blockierte Gurtaufroller 10 die Klemmbewegung der Klemmvorrichtung 15, 6 lediglich
einleiten, wobei dann am Gurtband 17 eine Selbstklemmung erfolgt, so daß keine weitere,
die
Klemmbewegung der Klemmbacken 15, 16 unterstützende Kraft zur
endgültigen Festlegung-des Gurtbandes 17 zwischen den Klemmbacken 15, 16 benötigt
wird. Hierzu müssen zunächst die Klemmbacken 15, 16 mit einer einen entsprechend
großen Reibbeiwert aufweisenden Oberfläche versehen sein, um eine sofortige schlupffreie
Klemmung zu erzielen. Um trotzdem eine Selbstöffnung der Klemmvorrichtung 15, 16
nach Abschluß des Belastungsfalles zu ermöglichen, muß der jeweilige Kniehebel 22,
23; 25, 28; 36, 37 so ausgelegt sein, daß die Klemmwirkung des Kniehebels bereits
bei einem relativ großen Winkel vor Erreichen des Kniehebeltotpunktes erfolgt. Mit
einer derartigen Auslegung der Gurtblockiereinrichtung ist dann in vorteilhafter
Weise sichergestellt, daß jeglicher Schlupf des Gurtbandes 17 in der Klemmung 15,
16 und damit der nachteilige Filmspuleneffekt vermieden und auch die ansonsten durch
das Aufbringen der Kniehebel und damit der Klemmkraft bedingte mechanisch-dynamische
Belastung des Gurtaufrollers 10 herabgesetzt ist.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung
und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können
sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Zusammenfassung