DE3600001A1 - Rotations-gurtstraffer fuer sicherheitsgurte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotations-Gurtstraffer für Sicherheitsgurte, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit ei­ ner in einem Rahmen drehbar gelagerten Spindel zur Aufnah­ me des Gurtbandes, einer an der Spindel angreifenden und diese in Aufrollrichtung beaufschlagenden Aufrollfeder, einem gurtsensitiven und/oder fahrzeugsensitiven Sperrme­ chanismus zur Sperrung der Drehung der Spindel in Gurtab­ zugsrichtung und einem Gurtstraffer-Drehantrieb zum An­ treiben der Spindel in Gurtaufrollrichtung beim Eintreten von auf einen Unfall schließen lassenden Umständen.

Der Gurtstraffer-Drehantrieb wird bei derartigen Rotations- Gurtstraffern nur ausgelöst, wenn die durch einen Sensor ermittelten Verzögerungen bestimmte Werte erreichen, die ein sicheres Anzeichen dafür sind, daß ein Aufprall statt­ findet, durch den die Sicherheit der Fahrzeuginsassen ge­ fährdet ist. Durch die Auslösung des Gurtstraffer-Drehan­ triebs wird das Gurtband um die Fahrzeuginsassen stramm­ gezogen, um die Gurtlose zu beseitigen und die Fahrzeug­ insassen so optimal zu schützen. Abgesehen von derarti­ gen Notsituationen muß aber der Rotations-Gurtstraffer die Grundfunktionen eines normalen Gurtaufrollautomaten erfüllen. Das Gurtband wird auf einer in Aufrollrichtung federbelasteten Spindel aufgerollt, so daß sich keine größere Gurtlose bilden kann. Zum Anlegen des Sicherheits­ gurtes kann das Gurtband entgegen der Wirkung der Aufroll­ feder von der Spindel abgezogen werden. Wenn aber bestimm­ te, noch relativ geringe Verzögerungen oder Querbeschleu­ nigungen des Fahrzeugs auftreten oder das Gurtband mit ei­ ner vorbestimmten, noch relativ geringen Beschleunigung von der Spindel abgezogen wird, so muß die weitere Dre­ hung der Spindel in Abzugsrichtung gesperrt werden. Die­ se Sperrung der Spindel in Gurtabzugsrichtung bezeichnet man als fahrzeugsensitiv, wenn sie durch Verzögerungen oder Beschleunigungen des Fahrzeugs ausgelöst wird, und gurtbandsensitiv, wenn sie durch schnelles Abziehen des Gurtbandes von der Spindel ausgelöst wird.

Der Blockiermechanismus zur Sperrung der Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung muß aber auch in Tätigkeit treten, wenn in Notsituationen der Gurtstraffer ausgelöst wird. Beim Gurtstraffen wird die Spindel mit extrem hoher Drehbeschleunigung in Aufrollrichtung angetrieben. Unmit­ telbar nach Beendigung des Gurtstraffens soll der normale Blockiermechanismus die Spindel in Gurtabzugsrichtung sperren, da dann eine plötzliche Umkehrung des Drehsinnes der Spindel mit hoher Drehbeschleunigung eintritt. Je höher die Ansprechgeschwindigkeit des Blockiermechanismus ist, desto geringer ist die nach erfolgtem Gurtstraffen abge­ zogene Gurtbandlänge. Daher müssen an die Funktionsteile des Blockiermechanismus hohe Anforderungen hinsichtlich Herstellungsgenauigkeit und mechanischer Festigkeit ge­ stellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotations- Gurtstraffer der eingangs angegebenen Art dahingehend wei­ terzubilden, daß für die Funktion des Blockiermechanismus, der die Spindel in Gurtabzugsrichtung blockiert, nach Be­ endigung des Gurtstraffens Bedingungen herrschen, die mit denen bei der normalen Blockierfunktion, also ohne Gurt­ straffen, vergleichbar sind, so daß die Funktionsteile des Blockiermechanismus durch die Blockierfunktion nach einem Gurtstraffvorgang nicht wesentlich stärker bean­ sprucht werden als bei einem normalen Blockiervorgang.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs angegebenen Rotations- Gurtstraffer erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spin­ del eine ihre Drehung in Gurtabzugsrichtung zumindest be­ hindernde Hemmvorrichtung zugeordnet ist, die zugleich mit dem Gurtstraffer-Drehantrieb aktivierbar ist.

Es hat sich gezeigt, daß durch die Anwendung einer solchen Hemmvorrichtung mit einem Blockiermechanismus, der nicht besonders auf die Erfordernisse eines Gurtstraffers aus­ gelegt werden muß, eine augenblickliche Blockierung der Spindel in Gurtabzugsrichtung nach Beendigung des Gurt­ straffvorgangs erreicht wird. Unmittelbar nach Beendigung des Gurtstraffvorganges ist in dem Gurtsystem ein hohes Energiepotential gespeichert, das bestrebt ist, die Spin­ del mit hoher Drehbeschleunigung in Gurtabzugsrichtung zu drehen. Diese Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung muß durch den Blockiermechanismus gesperrt werden. Dabei werden die Funktionsteile des Blockiermechanismus über­ aus hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Durch die erfindungs­ gemäße Anwendung einer Hemmvorrichtung wird die Funktion des Blockiermechanismus unterstützt, da die Hemmvorrich­ tung die Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung zumin­ dest bremst. Die Drehung der Spindel nach Beendigung des Gurtstraffvorganges erfolgt daher mit verminderter Dreh­ beschleunigung, so daß innerhalb der Ansprechzeit des Blockiermechanismus eine entsprechend geringere Gurtband­ länge von der Spindel abgezogen wird. Durch die Erfindung wird somit bei gegebener Ansprechzeit des Blockiermecha­ nismus die durch den Rotations-Gurtstraffer erreichbare Sicherung des Fahrzeuginsassen weiter verbessert.

Die Hemmvorrichtung des erfindungsgemäßen Rotations- Gurtstraffers darf nur nach erfolgter Gurtstraffung in Tätigkeit treten. Dies ist bei einer besonderen Ausfüh­ rungsform der Erfindung, bei welcher der Gurtstraffer- Drehantrieb eine lösbar am Gehäuse gehaltene und mit der Spindel durch einen Kupplungsmechanismus kuppelbare Zug­ mittelrolle aufweist, an deren Umfang ein Zugmittel an­ greift, dadurch gewährleistet, daß die Hemmeinrichtung an dieser Zugmittelscheibe angreift. Die Zugmittelrolle wird erst beim Gurtstraffen kraftschlüssig mit der Spin­ del gekoppelt, so daß die durch die Hemmeinrichtung auf die Zugmittelscheibe ausgeübte Hemmwirkung in Gurtabzugs­ richtung an der Spindel keine Wirkung zeigt, solange die­ se nicht an die Zugmittelrolle angekoppelt ist.

Eine besonders einfache und kostengünstige, aber dennoch funktionssichere Ausbildung des erfindungsgemäßen Rota­ tions-Gurtstraffers besteht darin, die Hemmvorrichtung als Band- oder Seilbremse auszubilden, deren Bremsband bzw. -seil an seinem einen Ende gehäusefest gehalten ist, eine Umfangsfläche der Zugmittelrolle wenigstens teilwei­ se umschlingt und an seinem anderen Ende auf Zug federbe­ lastet ist. Bei Verwendung eines Bremsseils umgibt dieses die Zugmittelrolle vorzugsweise mit mehreren Windungen. Bei Verwendung eines Bremsbandes, das über eine große Kon­ taktfläche verfügt, wird dieses vorzugsweise mit nahezu einer vollständigen Windung um die Umfangsfläche der Zug­ mittelrolle gelegt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 6 bis 10 angegeben.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Rotations-Gurt­ straffers;

Fig. 2 einen Längsschnitt des Rotations-Gurtstraffers auf der Seite seines Gurtstraffer-Drehantriebs;

Fig. 3 einen Querschnitt längs Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt längs Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Funktionsteile des Rotations-Gurtstraffers auf der Seite des Gurtstraffer-Drehantriebs; und

Fig. 6 einen Querschnitt analog Fig. 4, jedoch einer anderen Ausführungsform der Hemmvorrichtung.

Der in Fig. 1 gezeigte Rotations-Gurtstraffer weist einen allgemein U-förmigen Rahmen 10 auf, in dessen Seitenteilen ei­ ne Spindel drehbar gelagert ist, auf welcher das Gurtband 12 des Sicherheitsgurtes teilweise aufgerollt ist. An dem in Fig. 1 links gezeigten Ende der Spindel befindet sich ein Aufroll- und Blockiermechanismus, dessen Einzelheiten nicht näher dargestellt sind. Dieser Mechanismus umfaßt in wohl­ bekannter Weise eine am Ende der Spindel angreifende Auf­ rollfeder, welche die Spindel in Gurtaufrollrichtung beauf­ schlagt, sowie einen Blockiermechanismus, der die Drehung der Gurtspindel in Gurtabzugsrichtung fahrzeugsensitiv und/ oder gurtbandsensitiv blockiert. Dieser Blockiermechanismus tritt in Tätigkeit, sobald kritische Verzögerungs- und/oder Beschleunigungswerte des Fahrzeugs oder eine vorbestimmte Beschleunigung des Gurtbandes in Gurtabzugsrichtung fest­ gestellt werden.

Auf der dem Aufroll- und Blockiermechanismus gegenüberlie­ genden Seite des Rotations-Gurtstraffers befinden sich des­ sen Funktionsteile, die für die Gurtstrafferfunktion benö­ tigt werden. Hierzu gehört ein Zugseil 14, an dem bei Aus­ lösung des Gurtstraffers eine Zugkraft ausgeübt wird, bei­ spielsweise durch einen pyrotechnischen Linearantrieb, ei­ ne Trägheitsmasse, eine vorgespannte Feder oder derglei­ chen. Das Zugseil 14 greift am Umfang einer Seilrolle 16 an, um die es mit mehreren Windungen herumgelegt ist. Die Seilrolle 16 ist durch einen Scherstift 18 lösbar am Ge­ häuse gehalten. Ein axiales Ende 20 der Spindel erstreckt sich durch eine zentrale Öffnung 22 der Seilrolle 16. Die Öffnung 22 weist drei Erweiterungen 22 a, 22 b, 22 c auf, in denen jeweils ein zylinderförmiger Wälzkörper 24 aufgenom­ men ist. Jeder Wälzkörper 24 ist an seinem Umfang mit der Umfangsfläche des Endes 20 der Spindel einerseits und mit einer rampenförmigen Fläche der entsprechenden Erweiterung 22 a, 22 b, 22 c andererseits in Berührung. In Fig. 3 ist der Zustand unmittelbar nach Auslösung des Gurtstraffvorgangs dargestellt. Durch die am Zugseil 14 wirksam werdende Zug­ kraft ist die Seilrolle 16 unter Abscherung des Scherstif­ tes 18 verdreht worden, wobei die in einem Käfig 25 ge­ haltenen Wälzkörper 24 die kraftschlüssige Verbindung zwischen Seilrolle 16 und dem Ende 20 der Spindel her­ stellen. Die Spindel wird daher über die Seilrolle 16 mit hoher Beschleunigung in Gurtaufrollrichtung angetrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Umfangsfläche der Seil­ rolle 16 in Axialrichtung auswärts verlängert und durch eine umlaufende Schulter 26 in zwei Bereiche 16 a und 16 b getrennt. Der Bereich 16 a der Umfangsfläche wird von dem Zugseil 14 mehrfach umschlungen. Der Bereich 16 b der Um­ fangsfläche wird von einem Bremsband 28 mit annähernd ei­ ner vollständigen Windung umschlungen. Wie aus Fig. 4 er­ sichtlich ist, ist das eine Ende des Bremsbandes 28 schlau­ fenförmig ausgebildet und an einem gehäusefesten Stift 30 eingehängt. Das andere Ende des Bremsbandes 28 ist recht­ winklig abgewinkelt und bildet eine Stützfläche 32 für das eine Ende einer zylindrischen Druckfeder 34, deren anderes Ende sich auf einer Gegenfläche 36 des Gehäuses abstützt. Diese Anordnung bildet eine Bandbremse, welche die Drehbe­ wegung der Seilrolle 16 in der in Fig. 4 durch einen Pfeil markierten Drehrichtung hemmt. Diese Drehrichtung ist der Gurtaufrollrichtung entgegengesetzt. Die aus dem den Umfang der Seilrolle umschlingenden Bremsband gebildete Bandbremse sperrt also die Drehung der Seilrolle 16 in Gurtabzugsrich­ tung und ebenso die Drehung der Spindel in Gurtabzugsrich­ tung, nachdem diese durch den in Fig. 3 gezeigten Kupplungs­ mechanismus kraftschlüssig mit der Seilrolle 16 gekuppelt wurde.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist die Hemmvorrichtung als Seilbremse ausgebildet. Ein Bremsseil 29 umschlingt den Bereich 16 b der Umfangsfläche der Seilrolle 16 mit mehreren Windungen. Das eine Ende des Bremsseiles 29 ist durch eine gestufte Gehäusebohrung 38 hindurchgeführt, die sich annä­ hernd tangential zur Umfangsfläche der Seilrolle 16 er­ streckt. An dem genannten Ende des Bremsseils 29 ist ein Halteteil 40 verpreßt, das an der Stufe der gestuften Ge­ häusebohrung 38 in Anlage ist. Auch das gegenüberliegende Ende des Bremsseils 29 ist durch eine gestufte Gehäuseboh­ rung 42 hindurchgeführt, an deren Stufe sich das eine Ende einer zylindrischen Druckfeder 44 abstützt. Das andere En­ de der Feder 44 stützt sich an einem Halteteil 46 ab, wel­ ches an dem betreffenden Ende des Bremsseiles 29 verpreßt ist. Die so ausgebildete Seilbremse stellt eine Hemmvor­ richtung dar, welche die Drehung der Seilrolle 16 in der in Fig. 6 durch einen Pfeil markierten Richtung bremst, al­ so in der Gurtabzugsrichtung.

Bei beiden Ausführungsformen wird die Drehung der Seilrol­ le 16 in Gurtaufrollrichtung bei Aktivierung des Gurtstraf­ fers durch die Hemmvorrichtung nicht oder nur unwesentlich gehemmt, da die Band- oder Seilbremse nur in einer Drehrich­ tung wirksam ist. Durch geeignete Dimensionierung der Hemm­ vorrichtung kann erreicht werden, daß nach Beendigung des Gurtstraffvorganges die Drehung der Spindel in Gurtabzugs­ richtung lediglich ausreicht, um den Blockiermechanismus in Tätigkeit zu setzen. Die Drehbeschleunigung der Spindel in Gurtabzugsrichtung nach Beendigung des Gurtstraffvor­ ganges soll also nicht größer sein als bei einem normalen Blockiervorgang ohne Gurtstraffung. Die Einstellung der Hemmkraft kann über die Größe des Umschlingungswinkels und die Reibpaarung gemäß dem Gesetz e^µα erfolgen, worin µ den Reibungskoeffizienten und α den Umschlingungswinkel bedeu­ tet.

Durch die erfindungsgemäße Anwendung der Hemmvorrichtung kann ein normaler Blockiermechanismus verwendet werden, der aus diesem Grunde hier nicht näher beschrieben wird. Geeignet ist insbesondere ein Sperrmechanismus mit einer Sperrverzahnung an einem axialen Ende der Spindel und ei­ ner von außen einsteuerbaren Sperrklinke, die am Gehäuse gelagert ist und deren Eingriff mit der Sperrverzahnung durch einen Auslösemechanismus gesteuert wird, der auf die Gurtbandbeschleunigung in Gurtabzugsrichtung anspricht.

Vorstehend sind zwei besondere Ausführungsformen einer Hemmvorrichtung beschrieben, die jeweils an der Seilrolle angreift. Die Hemmvorrichtung kann aber auch an der Spin­ del direkt angreifen, wenn durch andere Maßnahmen dafür gesorgt wird, daß sie erst nach Aktivierung des Gurtstraf­ fers in Tätigkeit tritt. Als Hemmvorrichtung wurden eine Seilbremse und eine Bandbremse beschrieben. Grundsätzlich kann aber jede Rücklaufsperre eine geeignete Hemmfunktion ausüben.

Claims (10)

1. Rotations-Gurtstraffer für Sicherheitsgurte, insbe­ sondere in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Rahmen drehbar gelagerten Spindel zur Aufnahme des Gurtbandes, einer an der Spindel angreifenden und diese in Aufroll­ richtung beaufschlagenden Aufrollfeder, einem gurtsensi­ tiven und/oder fahrzeugsensitiven Blockiermechanismus zur Blockierung der Drehung der Spindel in Gurtabzugsrichtung und einem Gurtstraffer-Drehantrieb zum Antreiben der Spin­ del in Gurtaufrollrichtung beim Eintreten von auf einen Unfall schließen lassenden Umständen, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spindel eine ihre Drehung in Gurtabzugsrich­ tung zumindest behindernde Hemmvorrichtung (16, 28, 29, 34, 44) zugeordnet ist, die zugleich mit dem Gurtstraffer- Drehantrieb aktivierbar ist.

2. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 1, bei welchem der Gurtstraffer-Drehantrieb eine lösbar am Rahmen (10) gehaltene und mit der Spindel durch einen Kupplungsmecha­ nismus kuppelbare Zugmittelrolle (16) aufweist, an deren Umfang ein Zugmittel (14) angreift, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hemmvorrichtung an der Zugmittelrolle (16) angreift.

3. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hemmvorrichtung als Band­ oder Seilbremse ausgebildet ist, deren Bremsband (28) bzw. Bremsseil (29) an seinem einen Ende gehäusefest ge­ halten ist, eine Umfangsfläche (16 b) der Zugmittelrolle (16) wenigstens teilweise umschlingt und an seinem ande­ ren Ende auf Zug federbelastet ist.

4. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Umfangsfläche der Zugmittelrolle (16) vom Bremsseil (29) mit mehreren Windungen umschlun­ gen ist.

5. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bremsband (28) die Umfangsfläche der Zugmittelrolle (16) mit nahezu einer vollständigen Windung umgibt.

6. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das gehäusefeste Ende des Bremsbandes (28) eine Schlaufe bildet, die an einem gehäusefesten Stift (30) eingehängt ist.

7. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das federbelastete Ende des Bremsbandes (28) radial auswärts abgewinkelt ist und ei­ ne Stützfläche (32) bildet, auf der sich das eine Ende einer Druckfeder (34) abstützt, deren anderes Ende an ei­ ner Gegenfläche (36) des Gehäuses (10) abgestützt ist.

8. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das federbelastete Ende des Bremsbandes (28) eine Öse aufweist, an der das eine Ende einer Zugfeder eingehängt ist, deren anderes Ende am Ge­ häuse (10) eingehängt ist.

9. Rotations-Gurtstraffer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche der Seilrolle (16) durch eine umlaufende Schulter (26) in zwei benachbarte Bereiche (16 a, 16 b) unterteilt ist, von denen der eine (16 a) durch das Zugmittel (14) und der andere (16 b) durch das Bremsband (28) oder Bremsseil (29) umschlungen ist.

10. Rotations-Gurtstraffer nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bremsseil (29) an seinem einen En­ de durch eine etwa tangential zur Umfangsfläche der Zug­ mittelrolle (16) orientierte, gestufte Gehäusebohrung (38) hindurchgeführt und an der Stufe dieser gestuften Gehäusebohrung (38) durch ein am Seilende verpreßtes Hal­ teteil (40) gehalten ist sowie an seinem anderen Ende durch eine weitere, ebenfalls etwa tangential zur Umfangs­ fläche der Zugmittelrolle (16) orientierte gestufte Gehäu­ sebohrung (42) hindurchgeführt und am Seilende mit einem verpreßten Halteteil (41) versehen ist, an dem sich das eine Ende einer das Seilende umgebenden Druckfeder (44) abstützt, deren anderes Ende sich an der Stufe der ge­ stuften Gehäusebohrung (42) abstützt.