DE3809829A1 - Sicherheitsgurtaufroller mit strammvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit Strammvorrichtung bestehend aus einem im Auslöse­ fall aktivierten Antrieb, der mit räumlichem Bezug zur Gurtaufwickelwelle des Gurtaufrollers angeordnet und im Auslösefall über einen Seiltrieb mit dieser verbindbar ist, wobei an der das Antriebsseil auf­ nehmenden Seilscheibe ein Sperrglied exzentrisch ge­ lagert ist, welches durch Federkraft in seiner Ruhelage gehalten ist und im Auslösefall radial bis zum Eingriff in eine Verzahnung eines mit der Gurtaufwickelwelle verbundenen Kupplungsteiles ausschwenkt.

Ein gattungsgemäßer Sicherheitsgurtaufroller ist in der DE-OS 34 07 378 beschrieben; danach ist das Antriebs­ seil vom Kolben einer pyrotechnischen Strammvorrichtung zu einer auf einem Fortsatz der Gurtaufwickelwelle angeordneten Seilscheibe geführt und auf dieser aufge­ wickelt. Die Kopplung der Seilscheibe mit der Gurtauf­ wickelwelle im Auslösefall geschieht über ein an der Seilscheibe gelagertes, aufgrund der wirkenden Trägheits­ kräfte radial ausschwenkbares Sperrglied, das in Eingriff mit einer Verzahnung einer wellenfesten Kupplungsscheibe gerät, wodurch eine kraft- und drehmomentübertragende Verbindung zwischen Seilscheibe und Gurtaufwickelwelle hergestellt ist.

Mit diesem bekannten Gurtaufroller ist der Nachteil verbunden, daß im Auslösefall eine Zahn-auf-Zahn-Stellung von Sperrglied einerseits und Kupplungsring andererseits nicht ausgeschlossen ist, so daß in einem solchen Fall eine sichere Übertragung der im Gurtstrammer zur Verfügung stehenden Energie auf eine strammende Aufwickeldrehung der Gurtaufwickelwelle nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Gurtaufroller mit Strammvorrichtung derart zu verbessern, daß im Auslösefall eine Zahn-auf-Zahn- Stellung der am Strammvorgang beteiligten Bauteile in jeder Betriebslage ausgeschlossen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.

Hierzu sieht die Erfindung zunächst vor, daß zur definierten Auslenkung des Sperrgliedes ein Steuerorgan vorgesehen ist, welches im Auslösefall vor der Auslenkung des Sperrgliedes in einer zugeordneten Verzahnung arretiert und die Ausschwenkposition des Sperrgliedes festlegt, weil dieses Steuerorgan mit dem Sperrglied gekoppelt ist. Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zusätzlich eine Steuerscheibe vorgesehen, in welcher das Steuerorgan gelagert ist, wobei das Steuerorgan in seiner Ruhestellung mittels einer Feder belastet ist, die schwächer ausgelegt ist als die das Sperrglied in seiner Ruhelage belastende Feder, wodurch im Auslöse­ fall zunächst das Steuerorgan nach außen bis zum Eingriff in eine zugeordnete Steuerverzahnung schwenkt und nach Blockierung dort aufgrund seiner Stift-Schlitz- Verbindung das Sperrglied zielgerichtet gegen die Kraft der das Sperrglied beaufschlagenden Feder in die Blockierstellung auslenkt. Nach Abschluß der Stramm­ bewegung sorgen die beiden, auf das Steuerorgan einerseits und das Sperrglied andererseits wirkenden Federarme für eine Rückführung der Bauteile in ihre Ruhelage.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Steuerorgan auch an dem Sperrglied selbst gelagert sein, wobei diese beiden Bauteile durch eine Feder gegen­ einander verspannt sind, die wiederum schwächer ausgelegt ist als die das Sperrglied in seine Ruhelage belastende Feder; somit ist wieder gesichert, daß das Steuerorgan seinerseits vor dem Ansprechen des Sperrgliedes radial bis zum Eingriff in die Steuerverzahnung ausgelenkt wird. Diese Steuerverzahnung ist bei diesem Ausführungs­ beispiel mit der Verriegelungsverzahnung für das Sperrglied gleichzusetzen, so daß bei diesem Ausführungsbeispiel auf die Ausbildung einer zusätzlichen Verzahnung wie auch von zusätzlichen Bauteilen zur Steuerung und Lagerung des Steuerorgans verzichtet ist. Im Hinblick auf einen tiefen Eingriff des Sperrgliedes in die Verzahnung ist der Steuerhebel deformierbar ausgebildet oder mit einer Sollbruchstelle versehen.

Anstelle der Feder kann das Sperrglied in seiner Ruhelage an der Seilscheibe auch mittels eines Scherstiftes festge­ legt sein.

Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß zunächst immer das Steuerorgan in die ihm zugeordnete Steuer­ verzahnung eingreift und erst dann aufgrund seiner Kopplung mit dem Sperrglied dessen Stellung festlegt, in welcher das Sperrglied nur ausschwenken kann. Damit ist gewährleistet, daß das Sperrglied mit seiner Außenver­ zahnung immer definiert in die vorgesehene Zahnlücke der entsprechend vorgesehenen Verriegelungsverzahnung des wellen­ festen Kupplungsringes eingreift. Dabei sind die Teilungen der Steuerverzahnung einerseits sowie der Verriegelungsver­ zahnung andererseits sowie der Kopplungsweg zwischen Steuerorgan und Sperrglied so festgelegt, daß sich bei jeder Blockierstellung des Steuerorgans ein definierter Eingriff der Außenverzahnung des Sperrgliedes in die zugeordnete Zahnlücke der Verriegelungsausnehmung des wellenfesten Kupplungsteils ergibt.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Kolben-Zylinderan­ triebe, vielmehr auf jede Art von Antrieben mit Seiltrieb­ verbindung zur Gurtaufwickelwelle anwendbar.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wieder­ gegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 den Sicherheitsgurtaufroller mit Strammvor­ richtung in einer teilweise geschnittenen Vorderansicht,

Fig. 2 den Sicherheitsgurtaufroller gemäß Fig. 1 in einer seitlichen Ansicht der Strammseite bei entriegelter Stellung des Sperrgliedes,

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 2 bei Sperrgliedver­ riegelung,

Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel des Sicher­ heitsgurtaufrollers in der Darstellung gemäß Fig. 2,

Fig. 5 den Gegenstand der Fig. 4 in verriegelter Stellung.

Ein selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller 10 weist an seiner, der sogenannten, nicht dargestellten System­ seite mit gurtband- und fahrzeugsensitiver Blockier­ vorrichtung gegenüberliegenden Seite an seinem dort angeordneten Gehäuseschenkel 11 einen daran befestigten Zylinder 12 auf, in welchem ein im einzelnen nicht dargestellter Kolben mit pyrotechnischer Treibladung als Energiequelle untergebracht ist. An dem Kolben ist ein Antriebsseil 13 angeschlagen, welches durch ein Gehäuse 14 des Sicherheitsgurtaufrollers 10 hindurch bis zu einer Seilscheibe 15 geführt, dort auf deren Umfang aufgewickelt und schließlich daran befestigt ist.

Die Seilscheibe 15 ist auf einem Fortsatz 17 der Gurt­ aufwickelwelle 16 drehbar gelagert, welche den Gehäuse­ schenkel 11 des Gurtaufrollers 10 lagernd durchstößt. An der dem Gurtaufroller 10 abgewandten Seite der Seilscheibe 15 ist auf dem Fortsatz 17 das topfartig ausgebildete Gehäuse 14 angeordnet, welches die Seil­ scheibe 15 bis zum Anschlag am Gehäuseschenkel einhüllt und welches nach außen einen Umfangskranz aufweist, so daß sich eine napfartige Gestaltung ergibt, welche durch eine Gehäuseabdeckung 18 verschlossen ist. In dem so gebildeten Napf ist eine Rückholfeder 19 für die Gurtaufwickelwelle 16 angeordnet, die ihrem einen Ende an dem Außenumfang des Gehäuses 14 und mit dem anderen Ende an der hierzu mit einem Schlitz 20 am Ende des Fortsatzes 17 versehenen Gurtaufwickel­ welle 16 eingehängt ist.

Auf der dem Gurtaufroller 10 zugewandten Seite der Seilscheibe 15 sind sich aus der Ebene der Seilscheibe 15 erhebend konzentrisch um deren Lagerung auf dem Wellenfortsatz 17 zwei Ringsegmente 21 mit dazwischen­ liegenden Lücken 22 angeordnet, auf denen ein Sperrglied 23 mit einer Mittenausnehmung 24 und einer teilweisen Umfangsverzahnung 25 exzentrisch gelagert ist. Der Exzenterpunkt für die exzentrische Lagerung des Sperr­ gliedes 23 auf den Ringsegmenten 21 der Seilscheibe 15 ist außerhalb des Sperrgliedes 23 angeordnet, wodurch das Sperrglied 23 auf einer Kreisbahn um einen zum Ausschwenken notwendigen Winkel bewegt werden kann. Die Mittenausnehmung 24 ist schmetterlingsförmig gestaltet, wobei die nach innen gezogenen Lagervorsprünge 26 je nach Stellung des Sperrgliedes 23 in die Lücken 22 zwischen den Ringsegmenten 21 der Seilscheibe 15 eingreifen. Die sich jeweils berührenden Flächen von Sperrglied und Ringsegmenten sind einander forment­ sprechend gestaltet und weisen insbesondere dem Radius der Kreisbahn folgende Rundungen auf.

In der Ebene des Sperrgliedes 23 ist dieses umgreifend ein innenverzahnter Zahnring 27 angeordnet, der seiner­ seits an einer Kupplungsscheibe 28 befestigt ist, die formschlüssig mit der Gurtaufwickelwelle 16 verbunden ist, indem die Kupplungsscheibe 28 mit einer viereckigen Ausnehmung einen an der Gurtaufwickelwelle 16 im Ab­ schnitt zwischen Gehäuseschenkel 11 und Wellenfortsatz 17 ausgebildeten Vierkant 29 übergreift.

Die Verbindung von Zahnring 27 und Kupplungsscheibe 28 ist dabei derart ausgebildet, daß die beiden Bauteile um einen gewissen Winkel definiert gegeneinander verdreh­ bar sind. Hierzu sind an dem Zahnring 27 Zapfen 30 ausgeprägt, die ihrerseits in an der Kupplungsscheibe 28 entsprechend angeordnete langlochartige Schlitze 31 eingreifen, wobei diese Schlitze 31 taillenartige Einengungen 32 aufweisen, die im Abstand des Durch­ messers der Zapfen 30 angeordnet sind.

An einem derartig aufgebauten Sicherheitsgurtaufroller 10 mit Strammvorrichtung 12, 13, 15 ist nun eine Steuer­ vorrichtung zur Festlegung einer definierten Ausschwenk­ stellung für das Sperrglied 23 folgender Art vorgesehen:

In dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungs­ beispiel ist dem Sperrglied 23 eine Steuerscheibe 33 überlagert, die auf der Seilscheibe 15 leicht drehbar und mit dem Sperrglied 23 über eine Stift-Schlitz- Verbindung mit Stift 34 und Schlitz 35 verkoppelt ist. An der Steuerscheibe 33 ist ein Steuerhebel 36 um einen Drehpunkt 37 ausschwenkbar gelagert, der sich in der Ruhestellung (Fig. 2) in die Kontur der Steuerscheibe 33 einfügt und auf seiner Außenseite einen radial auswärts gerichteten Blockierzahn 38 aufweist. In der Ebene der Steuerscheibe 33 ist die die Steuerscheibe umgreifende Kupplungsscheibe 28 mit einer nach innen gerichteten Steuerverzahnung 39 versehen, in welche der Blockierzahn 38 bei der Ausschwenkbewegung des Steuerhebels 36 eingreift.

Das auf der Gurtaufwickelwelle 16 gelagerte Scheibenpaket aus Seilscheibe 15, Sperrglied 23 und Steuerscheibe 33 ist durch eine Feder 40 zusammengehalten, und an der Feder 40 sind zwei Federarme 41, 42 einstückig angeordnet, von denen der Federarm 41 mit einer größeren Federkraft das Sperrglied 23 in seine innere Ruhelage und der schwächere Federarm 42 den Steuerhebel 36 in seine Innenkonturlage in der Steuerscheibe 33 hineindrückt. Der Unterschied an Federkraft zwischen den beiden Federarmen 41, 42 muß deutlich so bemessen sein, daß bei Beschleunigung der Seilscheibe 15 nur der Steuerhebel 36 die Kraft des ihm zugeordneten Federarmes 42 überwindend ausgeschwenkt wird, während das Sperrglied 23 durch die es beaufschlagende Feder 41 in seiner nicht-verriegelnden Ruhelage gehalten ist. Andererseits sind beide Federarme 41, 42 kräftig genug auszulegen, um das Sperrglied 23 und den Steuer­ hebel 36 nach Beendigung des Strammvorganges wieder in deren Ausgangsstellung zurückzuführen. Alternativ kann das Sperrglied (23) auch über eine Sollbruchstelle an der Seilscheibe 15 festgelegt und gesichert sein.

Der erfindungsgemäße Sicherheitsgurtaufroller mit Strammvorrichtung arbeitet folgendermaßen: Nach Auslösung der im Zylinder 12 befindlichen Treibladung durch einen das Unfallgeschehen aufnehmenden fahrzeugseitigen Sensor treiben die entstehenden Treibgase den Kolben vor sich her, wodurch am Antriebsseil 13 kurzzeitig eine hohe Kraft entsteht, welche durch Abwickeln des Antriebsseiles 13 von der Seilscheibe 15 die Seilscheibe 15 in Drehung versetzt.

Aufgrund der ihnen eigenen Masseträgheit bleiben sowohl das Sperrglied 23 wie auch der Steuerhebel 36 zunächst kurzzeitig hinter der Drehbewegung der Seilscheibe sowie der mit der Seilscheibe gekoppelten Steuerscheibe zurück, bis der Steuerhebel 36 die Kraft der ihm beauf­ schlagenden Feder 42 überwindet und radial nach außen bis zum Eingriff seines Steuerzahnes 38 in die Steuer­ verzahnung 39 der Kupplungsscheibe 28 einschwenkt. Damit wird die Steuerscheibe 33 an ihrer weiteren Drehbewegung gehindert, bleibt stehen und schwenkt aufgrund ihrer Stift-Schlitz-Verbindung 34, 35 nun das Sperrglied in den innenverzahnten Zahnring 27 der Kupplungsscheibe 28 aus.

Das schockartig auftretende vom Sperrglied 23 auf den Zahnring 27 übertragene hohe Drehmoment wird zu Beginn der Strammbewegung zunächst gedämpft, indem die am Zahnring 27 ausgeprägten Zapfen 30 durch die taillenförmigen Einengungen 32 in den Schlitzen 31 gepreßt werden, wobei eine entsprechende Verformungs­ arbeit mit einhergehender Vernichtung der Spitzenenergie erfolgt.

In jedem Fall bewirkt jedoch der Eingriff des von der Steuerscheibe 33 beim Strammvorgang in die Ver­ riegelungsverzahnung 27 der wellenfesten Kupplungsscheibe 28 eingesteuerten Sperrgliedes 23 auch eine Drehung des Zahnringes 27 mit Kupplungsscheibe 28, wodurch aufgrund der formschlüssigen Verbindung von Kupplungs­ scheibe 28 mit der Gurtaufwickelwelle 16 letztlich die Drehbewegung der Seilscheibe 15 in eine den Sicher­ heitsgurt strammende Drehbewegung der Gurtaufwickel­ welle 16 umgesetzt wird.

Nach Abschluß des Strammvorganges aufgrund der verbrauchten Energie und Abzuges des Antriebsseiles 13 von der Seilscheibe 15 werden das Sperrglied 23 wie auch der Steuerhebel 36 durch die Wirkung der die beiden Bauteile beaufschlagenden Federarme 41, 42 wieder in ihre jeweilige Ruhelage zurückgedrängt, so daß das Sperrglied aus der zugeordneten Verzahnung freikommt. Auf diese Weise ist die kraftübertragende Verbindung zwischen Seilscheibe 15 und Gurtaufwickelwelle 16 wieder aufgehoben, so daß die Gurtaufwickelwelle 16 frei drehbar und nunmehr der Einwirkung des nicht dargestellten fahrzeug- oder gurtbandsensitiven Blockiersystems im Normalbetrieb des Sicherheitsgurtaufrollers unterworfen ist.

Gemäß dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungs­ beispiel ist der Steuerhebel 36 nun unmittelbar am Sperrglied selbst gelagert, wobei sich der Steuerhebel 36 auch in die Kontur des Sperrgliedes derart einfügt, daß eine freie Drehbewegung in der Ruhelage des Sperr­ gliedes möglich ist. Hierzu sind Steuerhebel 36 und Sperrglied 23 durch eine Zugfeder 43 miteinander gekoppelt, und diese Zugfeder ist schwächer ausgelegt als der das Sperrglied 23 in seine Ruhestellung drängende Federarm 41.

Bei diesem Ausführungsbeispiel dient als Steuerverzahnung die Verriegelungsverzahnung des Zahnringes 27 für das Sperrglied 23, so daß keine zusätzlichen Bauteile bzw. Verzahnungen für die Ansteuerung des Sperrgliedes mittels des Steuerhebels 36 erforderlich sind. Im übrigen vollzieht sich der Bewegungsablauf wie zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3 beschrieben. Dabei ist der Steuerhebel 36 verformbar ausgebildet oder mit einer Sollbruchstelle versehen, damit er den tiefen Eingriff des Sperrgliedes 23 in die Verzahnung 27 nicht beeinträchtigt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentan­ sprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offen­ barten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (12)

1. Sicherheitsgurtaufroller mit Strammvorrichtung bestehend aus einem im Auslösefall aktivierten Antrieb, der mit räumlichem Bezug zur Gurtaufwickel­ welle des Gurtaufrollers angeordnet und im Auslösefall über einen Seiltrieb mit dieser verbindbar ist, wobei an der das Antriebsseil aufnehmenden Seil­ scheibe ein Sperrglied exzentrisch gelagert ist, welches durch Federkraft in seiner Ruhelage gehalten ist und im Auslösefall radial bis zum Eingriff in eine Verzahnung eines mit der Gurtaufwickelwelle verbundenen Kupplungsteiles ausschwenkt, dadurch gekennzeichnet, daß zur definierten Auslenkung des Sperrgliedes (23) ein Steuerorgan (36) vorge­ sehen ist, welches im Auslösefall vor der Auslenkung des Sperrgliedes (23) in einer zugeordneten Steuer­ verzahnung (39, 27) arretiert und die Ausschwenk­ position des Sperrgliedes (23) aufgrund seiner Kopplung mit demselben festliegt.

2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (36) in seine Ruhestellung federbelastet und die auf das Steuer­ organ (36) wirkende Feder (42, 43) schwächer ausge­ legt ist als die das Sperrglied (23) in dessen Ruhestellung beaufschlagende Feder (41).

3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (36) an einer neben dem Sperrglied (23) angeordneten, mit der Seilscheibe (15) umlaufenden Steuerscheibe (33) radial ausschwenkbar gelagert und die zugeordnete Steuerverzahnung (39) an einem wellenfesten, die Steuerscheibe (33) umgebenden Kupplungsteil (28) angeordnet ist.

4. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerverzahnung (39) zum Eingriff des Steuerorgans (36) in der Ebene der Steuerscheibe (33) an dem das Sperrglied (23) verriegelnden wellenfesten Kupplungsring (28) ausgebildet ist.

5. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerscheibe (33), Sperrglied (23) und Seilscheibe (15) mittels einer Feder (40) in ihrer zugeordneten Lage gehalten und die das Sperrglied (23) sowie das Steuerorgan (36) beaufschlagenden Federarme (41, 42) einstückig an der Feder (40) angeformt sind.

6. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (33) und das Sperrglied (23) mittels einer Stift-Schlitz- Verbindung (34, 35) mit einander verkoppelt sind.

7. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (36) am Sperrglied (23) selbst gelagert und relativ zu diesem ausschwenkbar ist.

8. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Steuerorgan (36) zuge­ ordnete Steuerverzahnung aus der Verriegelungsver­ zahnung (27) für das Sperrglied (23) an dem Kupplungs­ ring (28) besteht.

9. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (36) und das Sperrglied (23) mittels einer Feder (43) gegeneinander verspannt sind, die schwächer als die auf das Sperrglied (23) einwirkende Feder (41) ausgelegt ist.

10. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan als ein sich in die Steuerscheibe (33) bzw. das Sperrglied (23) einpassender Steuerhebel (36) ausgebildet ist, der auf seinem äußeren Umfang wenigstens einen radial auswärts gerichteten Blockier­ zahn (38) aufweist.

11. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (23) durch einen Scherstift an der Seilscheibe (15) festgelegt und gesichert ist.

12. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (36) deformierbar bzw. mit einer Sollbruchstelle versehen ist.