DE3810701A1 - Rueckstrammvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückstrammvorrichtung an einem Gurtaufroller eines Kraftfahrzeug-Sicherheitsgurt-Rückhalte­ systems, mit einem Rückstramm-Drehantrieb, an dessen An­ triebsscheibe eine Kupplungsklinke auf der dem Gurtaufroller zugewandten Seitenfläche exzentrisch schwenkbar gelagert ist, und mit einem drehfest mit der Gurtwickelwelle des Gurtaufrollers verbundenen Kupplungsring, der eine der Kupp­ lungsklinke gegenüberliegende Innenverzahnung aufweist, in welche die Kupplungsklinke durch die plötzliche Auslösung der Drehbewegung der Antriebsscheibe zur Herstellung einer Kupplungsverbindung zwischen Antriebsscheibe und Kupplungs­ ring durch Verschwenken um ihr exzentrisches Schwenklager einsteuerbar ist.

Bei einer solchen Rückstrammvorrichtung erfolgt die Ver­ schwenkung der Kupplungsklinke in Eingriff mit der Innenver­ zahnung des Kupplungsringes unter der Wirkung von Fliehkräf­ ten und Massenträgheitskräften. Der von den Fliehkräften ge­ leistete Beitrag zur Einsteuerung der Kupplungsklinke in Kupplungseingriff mit der Innenverzahnung des Kupplungsrin­ ges hängt bekanntlich vom Quadrat ihrer Umdrehungsgeschwin­ digkeit ab. Die Verschwenkung der Kupplungsklinke bis in un­ mittelbare Nähe der Innenverzahnung des Kupplungsringes kommt daher erst zustande, nachdem die Antriebsscheibe bereits eine relativ hohe Umdrehungsgeschwindigkeit erreicht hat. Es besteht dann aber die Gefahr, daß die Spitze des Kupplungs­ zahns der Kupplungsklinke mit entsprechend hoher Relativge­ schwindigkeit auf die Spitze eines Zahnes der Innenverzah­ nung des Kupplungsrings trifft und von dieser abprellt. Nach­ dem ein solches Abprellen der Kupplungsklinke an der Innen­ verzahnung des Kupplungsringes stattgefunden hat, ist die Herstellung einer Kupplungsverbindung nicht mehr gewährlei­ stet. Daher besteht bei der beschriebenen herkömmlichen Rück­ strammvorrichtung in erheblichem Maße die Gefahr, daß eine Rückstrammung nicht zustande kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Rück­ strammvorrichtung der oben beschriebenen Art auf einfache, eine kostengünstige Massenherstellung ermöglichende Weise einen sicheren Kupplungseingriff der Kupplungsklinke in die Innenverzahnung des Kupplungsringes zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Rückstrammvor­ richtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplungs­ klinke in ihrem Schwerpunkt gelagert ist. Die Einsteuerung der Kupplungsklinke in die Innenverzahnung des Kupplungsrin­ ges erfolgt somit ausschließlich unter der Wirkung von Träg­ heitskräften, die nur von der Drehbeschleunigung abhängig sind. Die Drehbeschleunigung der Antriebsscheibe ist aber zu Beginn eines Rückstrammvorganges besonders hoch, im Gegen­ satz zu der Drehgeschwindigkeit, die erst aufgebaut werden muß. Durch die zu Beginn des Rückstrammvorganges vorhandene, extrem hohe Drehbeschleunigung der Antriebsscheibe wird die Kupplungsklinke mit der Innenverzahnung des Kupplungsrings in Eingriff gebracht, bevor die Antriebsscheibe eine hohe Drehgeschwindigkeit erreicht hat. Bei einem eventuellen Auf­ treffen der Zahnspitze der Kupplungsklinke auf eine Zahn­ spitze der Innenverzahnung des Kupplungsringes tritt daher eine entsprechend geringe Prellwirkung auf, so daß unmittel­ bar anschließend der Kupplungseingriff zustande kommt.

Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wird auch für den unwahrscheinlichen Fall eines Zahnprellens ein unverzögertes Herstellen der Kupplungsverbindung gewährlei­ stet. Gemäß dieser Ausführungsform ist an der Antriebsschei­ be eine zweite Kupplungsklinke exzentrisch schwenkbar gela­ gert, welche gegenüber der ersten Kupplungsklinke in Umfangs­ richtung der Antriebsscheibe um einen Winkel versetzt ist, der einem ungeradzahligen Vielfachen des halben Teilungs­ schrittes der Innenverzahnung des Kupplungsringes entspricht. Wenn also die eine Kupplungsklinke mit ihrer Zahnspitze auf eine Zahnspitze der Innenverzahnung des Kupplungsringes trifft, so trifft die Zahnspitze der anderen Kupplungsklinke mit Sicherheit in eine Zahnlücke. Ein eventuelles Zahnprel­ len hat daher keinerlei schädliche Wirkung.

Die bzw. jede Kupplungsklinke wird durch geeignete Mittel, die bei Auslösung des Rückstrammantriebs überwunden werden, in ihrer Ruhelage gehalten, um die normale Funktion des Gurt­ aufrollers nicht zu beeinträchtigen. Diese Mittel können durch ein abscherbares Halteelement oder durch eine Rück­ stellfeder gebildet sein. Vorzugsweise wird eine Rückstell­ feder verwendet, da bei einer solchen Ausführungsform der wesentliche Vorteil erreicht wird, daß nach Beendigung eines Rückstrammvorganges die Kupplungsverbindung wieder gelöst werden kann, indem der Kupplungsring geringfügig in Rück­ strammrichtung weitergedreht wird, woraufhin die Kupplungs­ klinke durch die Rückstellfeder in ihre Ruhelage zurückge­ schwenkt wird.

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

Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines Gurtaufrollers mit Rückstrammvorrich­ tung in aufgeklappter Darstellung;

Fig. 2, 3 und 4 schematische Seitenansichten, welche die Funktion der Kupplungseinrichtung zwischen Antriebsscheibe und Kupplungsring in ver­ schiedenen Funktionszuständen veranschauli­ chen.

In Fig. 1 sind zwei Baugruppen zu erkennen, die lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung im aufgeklappten Zustand dargestellt sind. Die links gezeigte Baugruppe bildet einen Gurtaufroller üblicher Ausbildung. Dieser allgemein mit 10 bezeichnete Gurtaufroller weist ein Gehäuse 12 in Form eines U-förmigen Rahmens auf, in dessen Seitenplatten eine Gurt­ wickelwelle drehbar gelagert ist, auf welcher das Gurtband 14 aufgewickelt ist. Die Gurtwickelwelle besitzt einen Wel­ lenfortsatz 16, der seitlich aus dem Gehäuse 12 herausragt und auf dem ein Kupplungsring 18 durch Formschluß drehfest befestigt ist.

Die in Fig. 1 rechts gezeigte Baugruppe umfaßt ein mit einer Abdeckkappe 20 versehendes Gehäuseteil 22, das mittels Schrau­ ben 24 an einer Seitenplatte des Gehäuses 12 befestigt wird. Das Gehäuseteil 22 umgibt eine durch einen Scherstift oder dergleichen daran gehaltene Antriebsscheibe 26, die eine Bohrung 28 zur drehbaren Lagerung auf dem Wellenfortsatz 16 aufweist. Bei der Antriebsscheibe 26 handelt es sich um eine Seilscheibe, in deren Umfangsrille mehrere Windungen eines Zugseils 30 eingelegt sind. Das freie Ende des Zugseils 30 ist an einen Linear-Rückstrammantrieb angeschlossen, insbe­ sondere an den Kolben eines pyrotechnischen Kolben/Zylinder- Antriebs. An der dem Gurtaufroller 10 zugewandten Seite der Antriebsscheibe 26 sind zwei Kupplungsklinken 32, 34 exzen­ trisch schwenkbar gelagert. Die Kupplungsklinken 32, 34 lie­ gen einer Innenverzahnung 35 des Kupplungsringes 18 gegen­ über. Jede Kupplungsklinke 32, 34 ist in Draufsicht (Fig. 2 bis 4) parallelogrammförmig und in ihrem Schwerpunkt auf einem an der Antriebsscheibe 26 befestigten Lagerzapfen 36 bzw. 38 schwenkbar gelagert. Die Kupplungsklinken 32, 34 weisen je einen durch eine spitze Ecke der Parallelogramm­ form gebildeten Kupplungszahn Z auf. Auf der von der Innen­ verzahnung 35 abgewandten Seite stützt sich auf jeder Klinke 32, 34 eine Druckfeder 40 bzw. 42 mit ihrem einen Ende ab, deren anderes Ende an einem an der Antriebsscheibe 26 befe­ stigten Widerlager 44 bzw. 46 abgestützt ist, welches gleich­ zeitig als Anschlag für die benachbarte Kupplungsklinke 32 bzw. 34 dient. Die Druckfedern 40, 42 halten die Kupplungs­ klinken 32, 34 elastisch in ihrer durch die Widerlager 44, 46 definierten Ruhestellung außer Eingriff mit der Innenver­ zahnung 35 des Kupplungsringes 18.

Fig. 2 zeigt beide Klinken 32, 34 im Ruhezustand.

Die Kupplungsklinken 32, 34 liegen einander nur annähernd diametral gegenüber. In Fig. 2 sind zwei Durchmesser D 1 und D 2 gezeigt, von denen der Durchmesser D 1 durch die Achse des Wellenfortsatzes 16 und durch die Achse des Lagerzapfens 38 verläuft, während der Durchmesser D 2 durch die Achse des Wellenfortsatzes 16 und die Achse des Lagerzapfens 36 ver­ läuft. Die beiden Durchmesser D 1 und D 2 sind um einen Win­ kel α gegeneinander verdreht, der etwa einer halben Zahntei­ lung der Innenverzahnung 35 entspricht. Die Kupplungsklinken 32, 34 sind also in Umfangsrichtung der Antriebsscheibe 26 gegeneinander um einen Winkel versetzt, der einem ungerad­ zahligen Vielfachen des halben Teilungsschrittes der Innen­ verzahnung 35 entspricht.

Fig. 3 zeigt beide Kupplungsklinken 32, 34 im eingesteuerten Zustand, der unmittelbar nach Beginn eines Rückstrammvorgan­ ges allein aufgrund von Trägheitskräften zustande kommt, da die Kupplungsklinken jeweils in ihrem Schwerpunkt gelagert sind. Während die Kupplungsklinke 34 mit ihrer Zahnspitze Z in den Grund einer Zahnlücke zwischen zwei aufeinanderfol­ genden Zähnen der Innenverzahnung 35 trifft, liegt die Zahn­ spitze Z etwa in der Mitte eines Zahnrückens zwischen einer Zahnspitze und dem Grund der entsprechenden Zahnlücke der Innenverzahnung 35 auf. In diesem Zustand ist eine einwand­ freie Kupplungsverbindung zwischen der Antriebsscheibe 26 und dem Kupplungsring 18 hergestellt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Funktionszustand trifft die Zahnspitze Z der Kupplungsklinke 34 genau auf eine Spitze der Verzahnung 35. Ein etwaiges Abprellen der Kupplungsklin­ ke 34 kann die unmittelbare Herstellung einer Kupplungsver­ bindung nicht in Frage stellen, da gleichzeitig die Kupp­ lungsklinke 32 mit ihrer Zahnspitze Z in eine Zahnlücke zwi­ schen zwei benachbarten Zähnen der Innenverzahnung 35 trifft und bei anschließender Relativdrehung zwischen Antriebsschei­ be 26 und Kupplungsring 18 um nur wenige Grad die Kupplungs­ klinke 32 triebschlüssig in die Innenverzahnung 35 eingreift.

Nach erfolgter Rückstrammung werden die Kupplungsklinken 32, 34 durch die zugeordneten Druckfedern 40, 42 wieder in ihre in Fig. 2 gezeigte Ruhestellung verschwenkt, so daß der Kupplungsring 18 und folglich der Wellenfortsatz 16 und die Gurtwickelwelle von der Antriebsscheibe 26 entkoppelt sind. Um die Zahnspitzen Z der Kupplungsklinken 32, 34 aus der In­ nenverzahnung 35 freizugeben, kann eine geringfügige Drehung des Kupplungsringes 18 in Gurtaufrollrichtung erforderlich sein, was unter der Wirkung der Aufrollerfeder des Gurtauf­ rollers 10 erfolgen kann. Eine solche Drehung kann ohnehin erforderlich sein, um den Sperrmechanismus des Gurtaufrol­ lers nach einem Unfall zu inaktivieren.

Das Maß der Versetzung der beiden Kupplungsklinken 32, 34 in Umfangsrichtung gegeneinander wird in Abhängigkeit von der Zahngeometrie so bestimmt, daß einerseits bei einem even­ tuellen Auftreffen von zwei Zahnspitzen aufeinandder die je­ weils andere Klinke mit ihrer Zahnspitze mit Sicherheit nicht gleichfalls auf eine Zahnspitze trifft, andererseits bei einem Abprellen der einen Klinke aber der Drehwinkel, bis die andere Klinke in eine Zahnlücke einrastet, möglichst klein ist.

Claims (8)

1. Rückstrammvorrichtung an einem Gurtaufroller eines Kraftfahrzeugsicherheitsgurt-Rückhaltesystems, mit einem Rückstramm-Drehantrieb, an dessen Antriebsscheibe eine Kupp­ lungsklinke auf der dem Gurtaufroller zugewandten Seitenflä­ che exzentrisch schwenkbar gelagert ist, und mit einem dreh­ fest mit der Gurtwickelwelle des Gurtaufrollers verbundenen Kupplungsring, der eine der Kupplungsklinke gegenüberliegen­ de Innenverzahnung aufweist, in welche die Kupplungsklinke durch die plötzliche Auslösung der Drehbewegung der Antriebs­ scheibe zur Herstellung einer Kupplungsverbindung zwischen Antriebsscheibe und Kupplungsring durch Verschwenken um ihr exzentrisches Schwenklager einsteuerbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungsklinke (32, 34) in ihrem Schwer­ punkt gelagert ist.

2. Rückstrammvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungsklinke (32, 34) durch Federwir­ kung (Druckfedern 40, 42) in ihre Ruhestellung außer Ein­ griff mit der Innenverzahnung (35) des Kupplungsrings (18) vorgespannt ist.

3. Rückstrammvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungsklinke (32, 34) durch ein abscher­ bares Halteelement in ihrer Ruhestellung außer Eingriff mit der Innenverzahnung (35) des Kupplungsrings (18) gehalten ist.

4. Rückstrammvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsklinke (32, 34) in Draufsicht die Form eines Parallelogramms aufweist, dessen eine spitze Ecke die Spitze Z eines Kupplungszahnes bildet.

5. Rückstrammvorrichtung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebsscheibe (26) eine zweite Kupplungsklinke (34) exzentrisch schwenkbar gelagert ist und daß die Kupplungsklinken (32, 34) bezüglich ihrer Angriffsflächen (Z) an der Antriebsscheibe (26) gegen­ einander in Umfangsrichtung um einen Winkel versetzt sind, der zumindest annähernd einem ungeradzahligen Vielfachen des halben Teilungsschrittes der Innenverzahnung (35) des Kupp­ lungsrings (18) entspricht.

6. Rückstrammvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungsklinken (32, 34) einander annä­ hernd diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

7. Rückstrammvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsklinken (32, 34) einander gleich ausgebildet sind.

8. Rückstrammvorrichtung nach Anspruch 2 und einem der An­ sprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplungs­ klinke (32, 34) durch eine Druckfeder (40, 42) in ihre Ruhe­ stellung vorgespannt ist, welche sich mit ihrem einen Ende an der zugehörigen Kupplungsklinke (32, 34) und ihrem ande­ ren Ende an einem Widerlager (44, 46) abstützt, das an der Antriebsscheibe (26) befestigt ist und zugleich als Anschlag für die benachbarte Kupplungsklinke (32, 34) zur Definition ihrer Ruhestellung außer Eingriff mit der Innenverzahnung (35) des Kupplungsrings (18) wirkt.