DE3520915C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verriegelungsmechanismus für einen Sicherheitsgurt-Aufroller nach dem Ober­ begriff des ersten Anspruches.

Ein solcher Verriegelungsmechanismus ist aus der DE 33 02 303 A1 bekannt. Die dortige Ausgestaltung hat jedoch den Nachteil, daß sich der Gurt bei schlechten Straßen­ verhältnissen schrittweise einzieht. Dies ist bei allen Vorrichtungen der Fall, bei denen die Sperrklinken au­ genblicklich die Gurtaufwickelachse stoppen, wenn der Auslösemechanismus anspricht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Verriegelungsmechanismus für einen Sicherheitsgurt-Aufroller zu schaffen, bei dem eine Gefahr des schrittweisen Aufwickelns auf die Rolle auch dann nicht besteht, wenn eine bestimmte Länge des Gurtes wiederholt auf- und abgewickelt wird.

Diesem Zweck dienen die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 vorgesehenen Merkmale.

Durch die DE 78 34 620 U1 ist ein verriegelbarer Aufroller bekannt geworden, bei dem ein mit der Aufnahmewelle durch Reibschluß mitgenommener Hebel bei einer Auf­ wickelbewegung die Klinke des Beschleunigungssensors aus dem Eingriff mit der Außenverzahnung eines Steuerzahnrades drückt.

Vorteilhafterweise wird das Übertragungselement als Hebel oder als Schieber ausgebildet. Eine gebogene Anlagefläche an dem Hebel ermöglicht verschiedene Lageeinstellungen des Beschleunigungssensors. Durch die DE 28 03 454 A1 ist eine Sensorklinke bekannt geworden, die durch ihre gebogene Anlagefläche eine Lageveränderung des Beschleunigungssensors zuläßt.

Die Erfindung wird mit einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Verriegelungsmechanismus eines Sicherheitsgurt-Aufrollers;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Gurt-Aufnahmewelle, wie sie bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel Verwendung findet;

Fig. 3 eine Frontansicht eines Teiles des Verrie­ gelungsmechanismus, der das Zusammenwirken der Sperrklinken mit einer Innenverzahnung des Sprerringes verdeutlicht;

Fig. 4 den Sperrzustand des in Fig. 3 gezeigten Ver­ riegelungsmechanismus;

Fig. 5 die Art und Weise, in der das Steuerzahnrad und eine Torsionsfeder, wie sie bei dem Verriegelungsmechanismus verwendet werden, montiert sind;

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Teiles des Verrie­ gelungsmechanismus, der die Art und Weise verdeutlicht, in der die Aufnahmewelle mit dem Steuerzahnrad verbunden ist;

Fig. 7 eine Explosionsdarstellung, die ein Gurt­ rückhaltesystem nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verdeutlicht;

Fig. 8(A) bis 8(E) die Arbeitsweise der Einrichtung zur Beeinflussung der Klinke des Beschleunigungssensors ihrer zugehörigen Elemente, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel in Fig. 7 verwendet werden;

Fig. 9(A) und 9(B) Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII von Fig. 8(A); und

Fig. 10 eine Frontansicht eines Teiles eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Sicherheits-Aufrollers, auf den ein Ausfüh­ rungsbeispiel des Verriegelungsmechanismus angewendet ist. Bei diesem Aufroller ist ein Rahmen 10 mittels (nicht gezeigter) Bolzen an einem Fahrzeug befestigt. Der Rahmen 10 weist ein Paar von parallelen Seitenplatten 12, 14 auf, die sich an beiden Seiten des Rahmens 10 erstrecken.

Die Seitenplatten 12 und 14 nehmen drehbar eine Auf­ nahmewelle 20 auf, die auch in Fig. 2 gezeigt ist. Die Aufnahmewelle 20 ist mit einer sich radial erstreckenden durchgehenden Ausnehmung 22 versehen. Das eine Ende eines den Fahrzeuginsassen rückhaltenden Gurtes (nicht gezeigt) wird in der Ausnehmung 22 gehalten. Der Gurt ist mehrfach um die Aufnahmewelle 20 gewickelt.

Die Aufnahmewelle 20 besteht aus einem Kern 20A, der aus einer dickwandigen Platte gebildet ist und einer synthetischen Harzschicht 20B, die um den Kern 20A derart geformt ist, daß die Aufnahmewelle 20 eine zylindrische Außenform annimmt.

Der eine Endabschnitt des Kerns 20A weist Vorsprünge 20C auf. Das andere Ende der synthetischen Harzschicht 20B ragt über die Seitenplatte 14 hinaus. Eine spiralförmige (nicht gezeigte) Rückholfeder ist zwischen der synthetischen Harzschicht 20B und der Seitenplatte 14 derart angeordnet, daß die Aufnahmewelle 20 in der Gurtaufwickelrichtung vorgespannt ist.

Sperrklinken 24 und 25 (in Fig. 1 gezeigt), die als Verriegelungs­ mittel dienen, sind auf den Vorsprüngen 20C gelagert. Die Sperrklinken 24 und 25 sind in ihrer Mitte mit im wesentlichen U-förmigen Kerben 26 versehen. Die Vorsprünge 20C der Aufnahmewelle 20 werden in den Kerben 26 aufgenommen. Die Weite der Kerben 26 ist etwas größer als die Weite der Vorsprünge 20C, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, was eine Drehung der Sperrklinken 24, 25 relativ zu der Aufnahmewelle 20 um einen vorgegebenen Winkel ermöglicht.

An einem Ende der Sperrklinke 24 ist ein Sperrklinkenabschnitt 28 ausgebildet, ein weiterer Sperrklinkenabschnitt 30 ist an einem Ende der Sperrklinke 25 ausgebildet. Diese Sperrklinkenabschnitte 28 und 30 wirken mit einer Innenverzahnung eines Sperringes 32 zusammen, der an der Seitenplatte 12 angeordnet ist.

Die Sperrklinke 24 trägt weiter ein Paar von Stiften 34, die Sperrklinke 25 ein Paar von Stiften 36. Diese Stifte 34 und 36 sind jeweils in Schlitze 40 eingesetzt, die in einem Steuerzahnrad 38 ausgebildet sind. Das Steuerzahnrad 38 wird von einer Achse 20E mit reduziertem Durchmesser der Aufnahmewelle 20 getragen, so daß das Steuerzahnrad 28 relativ zu der Aufnahmewelle 20 drehbar ist.

Weiter ist eine Torsionsfeder 44 zwischen dem Steuerzahnrad 38 und einem auf einen wellenfesten Teil 42 vorgesehenen Rück­ haltestift 43 angeordnet, der an der Achse 20E mit kleinerem Durchmesser befestigt ist. Die Torsionsfeder 44 wird koaxial von dem Steuerzahnrad 38 gehalten. Ein Ende der Feder 44 stößt gegen den Feder- Rückhaltestift 43 an dem Teil 42, während das andere Ende gegen einen Federrückhaltestift 45 drückt, der von dem Steuerzahnrad 38 hervorragt. Das Steuerzahnrad 38 ist durch die Kraft der Torsionsfeder 44 derart vorgespannt, daß er sich in die Gurtaufwickelrichtung (der in Fig. 1 mit A angegebenen Richtung) der Aufnahmewelle 20 dreht und die Sperrklinkenabschnitte 28 und 30 von dem in­ nenverzahnten Sperring 32 gelöst sind, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Wenn jedoch eine relative Drehung zwischen dem Steuerzahnrad 38 und der Aufnahmewelle 20 bei Drehung der Aufnahmewelle 20 in Gurtabwickelrichtung auftritt, erfährt das Steuerzahnrad 38 eine Drehverzögerung gegen die Vorspannkraft der Torsionsfeder 44. Zu diesem Zeitpunkt verursacht das Steuerzahnrad 38 eine Führung der Sperrklinken 24 und 25 in Richtung der Schlitze 40, wodurch die Sperr­ klinkenabschnitte 28 und 30 mit dem innerverzahnten Sperring 32 in Eingriff kommen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Ein Beschleunigungssensor 58 besteht aus einem Träger 64 in dem in einer Vertiefung 68 eine Raue-Kugel 66 liegt. Eine Klinke 60 mit einem Sperrzahn 60A und einem Vorsprung 62 ist mittels einer Achse 72 in einem Lager 70 gelagert und liegt in der Ruhelage auf einem Vorsprung 64A des Trägers 64 auf.

Es ist zu beachten, daß das Teil 42 ein Paar von Rasthaken 46 aufweist, die in einer rechtwinkligen Ausnehmung 48 in der Aufnahmewelle 20 aufgenommen sind (Fig. 6), wodurch sich das Teil 42 zusammen mit der Aufnahmewelle 20 als eine Einheit dreht.

Die Anordnung wirkt so, daß die Begrenzungsfläche 50 eine Klinke 60 bei Drehung der Aufnahmewelle 20 nach unten außer Eingriff drückt. Die Begrenzungsplatte 50 ist drehbar auf einem Kragen des Teils 42 gelagert und durch eine Scheibe 75 mittels einer Schraube 76 gehalten. Eine Blattfeder 52 wird mit ihren Enden 52A, 52B in einen federnden Kontakt mit dem äußeren Umfang des Kragens gebracht, wodurch die Begrenzungsplatte 50 die Drehkraft von dem Teil 42 durch den Reibschluß zwischen ihnen aufnimmt. Der Eingriff der Klinke 60 wird durch einen Haken 56 und einen Vorsprung 54 mit Steuerfläche 54A am Umfang der Begrenzungsplatte 50 gesteuert. Ein Deckel 90 schließt die Verriegelungsvorrichtung ab.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert.

Eine wellenfeste Kappe 142 trägt einen als Friktionsfeder ausgebildeten Hebel 252, der als Begrenzungsglied dient und federnd auf einer Außenfläche 150 der Kappe 142 derart aufgesetzt ist, daß die Drehkraft der Kappe 142 durch Reibschluß auf den Hebel 252 übertragen wird. Der Hebel 252 hat äußere Endabschnitte 253A und 253B, die nach außen gebogen sind. Entsprechend ist es möglich, den Hebel 252 einfach radial auf die Kappe 142 zu stecken.

Die Kappe 142 weist Rasthaken 146 und einen Vorsprung 149 auf und wird axial durch einen Flansch 175 abgeschlossen.

Der Endabschnitt 253A des Hebels 252 nimmt einen Stift 254A drehbar und locker auf, der an einem als Hebel 254 ausgebildeten Über­ tragungselement vorgesehen ist. Der Stift 254A ragt von einer Spitze des dreieckigen Hebels 254 weg. Der Hebel 254 hat weiter eine Bohrung 254B, mit der er auf einem gehäusefesten Stift 255 gelagert ist.

Entsprechend wird der Hebel 254 um den Stift 255 bewegt, wenn sich der Hebel 252 verschwenkt.

An dem Hebel 254 ist eine gebogene Anlagefläche 254C ausgebildet, durch die ein Arm 60B der Klinke 60 niedergedrückt werden kann.

Der Schwenkwinkel des Hebels 252 ist durch den Arm 60B und einen Stift 157 begrenzt, der von der inneren Fläche einer Abdeckung 156 hervorragt. Wenn die Aufnahmewelle 20 sich daher in Gurtabwickelrichtung dreht, verschwenkt der Hebel 252 den Hebel 254, bis die Anlagefläche 254C gegen den Stift 157 stößt. Wenn die Aufnahmewelle 20 sich in Gurt­ aufwickelrichtung dreht, stößt die Anlagefläche 254C gegen den Arm 60B und drückt diesen herab, wodurch die Klinke 60 aus der Außenverzahnung 74 in der in Fig. 8 (D) gezeigten Weise verursacht.

Im folgenden wird die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels erläutert.

Wenn das Fahrzeug unter normalen Bedingungen fährt, wird die Kugel 66 eines Beschleunigungssensors 58 in einem Zustand gehalten, in der es die Klinke 60 nicht nach oben drückt. Entsprechend ist es für den Fahrzeuginsassen, der durch den Gurt angeschnallt ist, möglich, den Gurt auf- und abzuwickeln.

Wenn sich das Fahrzeug in einer Gefahrensituation, etwa einem Zusammenstoß, befindet, drückt die Kugel 66 gegen die Klinke 60 derart, daß die Klinke 60 mit der Außenverzahnung 74 in Eingriff kommt.

Andererseits wird der Fahrzeugsinsasse durch die Massenträgheit in eine Richtung gegen die Beschleunigung gedrückt, der Gurt wird daher von der Aufnahmewelle 20 abgewickelt, was diese zu einer Drehung im Uhrzeigersinn (Fig. 8) veranlaßt. Dabei wird eine Drehung des Steuerzahnrades 38, der sich mit der Aufnahmwelle 20 dreht, von der Klinke 60 verhindert, was eine Relativbewegung zwischen dem Steuerzahnrad 38 und der Aufnahmewelle 20 erzeugt. Die Relativdrehung verusacht die Deformierung der Torsionsfeder 44, wie dies in Fig. 8(C) gezeigt ist. Die jeweiligen Stifte 34 und 35 der Sperrklinken 24 und 25, die zusammen mit der Aufnahmewelle 20 drehen, werden durch die entsprechenden, in dem Steuerzahnrad 38 ausgebildeten Schlitze 40 derart geführt, daß die Klinkenabschnitte 28 und 30 mit dem innenverzahnten Sperring 32 in Eingriff kommen, wodurch die Drehung der Aufnahmewelle 20 in Gurtabwickelrichtung verhindert wird. Im Ergebnis wird der Fahrzeuginsasse zuverlässig von dem Gurt zurückgehalten.

Wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt, wird die Kugel 66 häufig in eine Stellung gebracht, in der sie die Klinke 60 nach oben drückt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Insasse auf- und abbewegt in Abhängigkeit von der Vibration des Fahrzeugs. Infolgedessen wird der Gurt ständig auf die Aufnahmewelle 20 auf- und von dieser abgewickelt.

In einem solchen Fall wird bei dem bekannten Sicherheitsgurt- Aufroller der Gurt jedesmal aufgewickelt, das Steuerzahnrad 38 dreht sich im Uhrzeigersinn von einer in Fig. 8(C) gezeigten Position um einen Betrag im Uhrzeigersinn, der die Zahnteilung der Außenverzahnung 74 überschreitet und es greift sodann wieder die Klinke 60 ein. Dies verursacht ein schrittweises Aufwickeln des Gurtes auf die Aufnahmewelle 20. In dem Fall, wo ein Zahn 74A der Klinke 60 in Eingriff steht, verursacht die Vibration des Fahrzeugs einen Eingriff der Klinke 60 in einen Zahn 74B, was die Gefahr eines schrittweisen Aufwickelns des Gurtes auf die Aufnahmewelle 20 beinhaltet.

Das Ausführungsbeispiel jedoch überwindet diesen Nachteil des Standes der Technik. In Fig. 8(D) ist gezeigt, daß der Hebel 254 im Uhrzeigersinn gedreht wird durch die Wirkung des Hebels 252, wenn die Aufnahmewelle 20 in Gurt­ aufwickelrichtung gedreht wird. Infolgedessen drückt die Anlagefläche 254C den Arm 60B der Klinke 60 nach unten, was eine Lösung der Klinke 60 von dem Zahn 74M bewirkt. Entsprechend wird das Steuerzahnrad 38, das der Vorspannkraft der Torsionsfeder 44 unterworfen ist, die zusammengedrückt ist, wieder im Uhrzeigersinn gedreht (Fig. 8(E)). Entsprechend liegt die Klinke 60, die dem Zahn 74A gegenüber lag, jetzt dem Zahn 74N gegenüber.

Bei dieser Ausführungsform besteht daher keine Gefahr eines schrittweisen Aufwickelns des Gurtes auf die Aufnahmewelle 20 auch dann, wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße fährt.

Da die Anlagefläche 254C im wesentlichen senkrecht zu der Ebene des Arms 60B der Klinke 60 angreift, ist der Hebel 254 in der Lage, ein großes Drehmoment auf die Klinke 60 aufzubringen. Es ist daher möglich, die Klinke 60 schnell und ausreichend weit von der Außenverzahnung 74 zu entfernen.

Wie in Fig. 9(A) gezeigt, ist die Anlagefläche 254C gebogen. Diese Anordnung kann daher auch dann verwendet werden, wenn der Rahmen 10 mit einer Neigung an dem Fahrzeug angeordnet ist, solange der Beschleunigungssensor 58 horizontal ausgerichtet ist.

Dabei ist es möglich, Hebel 254 zu verwenden mit derselben Ausgestaltung, unabhängig von der Neigung des Beschleunigungssensors.

Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel anhand von Fig. 10 beschrieben.

Dieses Ausführungsbeispiel verwendet einen Schieber 278, der durch das Biegen eines Drahtes geformt ist. Der obere Endabschnitt 278A ist um einen Winkel von 90° umgebogen und drehbar von dem Endabschnitt 253A des Hebels 252 gehalten. Der Schieber 256 hat einen Mittelabschnitt, der von Führungsstiften 280 gehalten wird, die von der Abdeckung 156 (Fig. 7) hervorragen, so daß der Schieber 278 vertikal beweglich ist. Der untere Endabschnitt des Schiebers 278 ist um 90° gegen die Sperrklinke 60A gebogen, der untere Teil des unteren Endabschnitts des Schiebers 278 ist versetzt angeordnet, wodurch das auf die Klinke 60 aufgebrachte Drehmoment erhöht wird. Wenn die Aufnahmewelle 20 sich in der Gurtabwickelrichtung dreht, drückt der Endabschnitt 253B des Hebels 252 gegen einen Anschlag 282, der auf der Abdeckung 156 (Fig. 7) vorgesehen ist, wodurch der Schwenkwinkel des Hebels 252 begrenzt wird.

Die Erfindung kann auf alle Arten von Verriegelungsmechanismen angewendet werden, bei denen im Sperrfall das Steuer­ zahnrad 38 gegen die Kraft einer Feder 44 relativ zur Aufnahmewelle 20 verdreht wird und diese Bewegung die Sperrklinken 24, 25 in ihre Sperrstellung verlagert.

Claims (4)

1. Verriegelungsmechanismus für einen Sicherheitsgurtaufroller eines Fahrzeuges,

• - mit einem mit zwei die Aufnahmewelle (20) drehbar lagernden Seitenplatten (12, 14) versehenen Rahmen (10),
• - einem mit einer Außenverzahnung (74) versehenen Steuerzahnrad (38) zur Aussteuerung der Verriegelungsmittel (24, 25, 32), das auf der Achse (20E) der Aufnahmewelle (20) begrenzt drehbar gelagert ist,
• - einem Beschleunigungssensor (58), der an dem Rahmen (10) angeordnet ist und eine Klinke (60) aufweist, die in die Außenverzahnung (74) des Steuerzahnrades (38) eingreift, wenn das Fahrzeug in eine Unfallsituation kommt,
• - einem auf einer der Seitenplatten (12, 14) ausgeformten, mit einer Innenverzahnung versehenen Sperring (32),
• - mit Sperrklinken (24, 25), die in den Sperring (32) eingreifen,
• - wobei die Sperrklinken (24, 25) schwenkbar auf Vorsprüngen (20C) der Aufnahmewelle (20) gelagert sind und durch Stifte (34, 36) drehfest mit dem Steuerzahnrad (38) verbunden sind, das gegenüber der Aufnahmewelle (20) mit einer Torsionsfeder (44) in Gurtabwickelrichtung vorgespannt ist, gekennzeichnet durch,
• - eine Einrichtung (252, 254, 278), um die Klinke (60) bei der Aufwickelbewegung außer Eingriff zu halten,
• - wobei die Einrichtung aus einem Hebel (252) besteht, der durch Reibschluß von der Aufnahmewelle (20) zwischen Begrenzungsanschlägen (60B, 157, 282) schwenkbar ist und
• - wobei der Hebel (252) aus einer Friktionsfeder gebildet wird, die auf der Achse (20C) der Aufnahmewelle (20) angeordnet ist und gelenkig mit einem rahmenfest geführten Übertragungselement (254, 278) verbunden ist, das im wesentlichen senkrecht auf die Klinke (60) drückt.

2. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenelement ein dreieckiger Hebel (254) verwendet wird, der verschwenkbar am Rahmen (10) gelagert ist, und eine Anlagefläche (254C) aufweist, die den Kontakt zur Klinke (60) herstellt.

3. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenelement ein Schieber (278) vorgesehen ist, dessen freies Ende den Kontakt zur Klinke (60) herstellt.

4. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 2, wobei der Be­ schleunigungssensor für verschiedene Neigungswinkel einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (254C) des Hebels (254) entsprechend gebogen ausgebildet ist.