DE3810701C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückstrammvorrichtung an einem Gurtaufroller eines Kraftfahrzeug-Sicherheitsgurt-Rückhalte­ systems, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 28 09 587 ist eine Rückstrammvorrichtung mit einem pyrotechnischen Linearantrieb bekannt, dessen Kolben mit einem Seil verbunden ist, welches am Umfang einer Seilscheibe angreift. Die Seilscheibe ist mittels eines Kupplungsmechanismus an die Gurtwickelwelle des Gurtaufrollers ankoppelbar. Dieser Kupplungsmechanismus enthält drei an der Seilscheibe schwenkbar gelagerte Kupplungsklinken, die auf Fliehkraft und Drehbeschleunigung ansprechen. Sie wirken mit einem axialen Kupplungsfortsatz der Gurtwickelwelle zusammen, um den herum die Kupplungsklinken in gleichen Winkelabständen angeordnet sind. Dieser Kupplungsmechanismus wirkt radial von außen nach innen.

Aus der DE-OS 34 07 378 ist ferner eine Rückstrammvorrichtung ähnlicher Bauart bekannt, deren Kupplungsmechanismus jedoch radial von innen nach außen arbeitet. Ein kraftschlüssig mit der Seilscheibe gekoppeltes Kupplungselement wirkt mit einem innenverzahnten Kupplungsring zusammen, der mit der Gurtwickelwelle verbunden ist. Das exzentrisch zu der Achse der Seilscheibe gelagerte Kupplungselement spricht durch seine Massenträgheit auf die Drehbewegung der Seilscheibe an, um in Kupplungseingriff mit dem Kupplungsring zu gelangen.

Aus der US-PS 7 00 763 ist es bereits bekannt, die Haspel einer Aufrollvorrichtung mittels einer in ihrem Schwerpunkt gelagerten Klinke, die mit einer gehäusefesten Verzahnung zusammenwirkt, gegen plötzlich auftretende Drehbeschleunigungen zu sichern. Da die Klinke in ihrem Schwerpunkt gelagert ist, spricht sie nicht auf Fliehräfte, sondern nur auf Drehbeschleunigung an.

Ferner ist es aus der US-PS 34 30 885 bekannt, einen Blockiermechanismus an einem Sicherheitsgurtaufroller mit vier an der Gurtspule radial verschiebbar geführten Blockierstiften zu versehen, die mit einer sie umgebenden, gehäusefesten Verzahnung zusammenwirken. Die Verzahnungselemente und die Blockierstifte sind in Umfangsrichtung so gegeneinander versetzt, daß für den Fall des Auftreffens eines Blockierstiftes auf einer Zahnspitze der Verzahnung der benachbarte Blockierstift in eine Zahnlücke greift.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückstrammvorrichtung der eingangs angegebenen Art dahingehend weiterzubilden, daß ein sicheres Einkuppeln unmittelbar zu Beginn der Drehbewegung der Antriebsscheibe gewährleistet ist und nach erfolgter Rückstrammung die Gurtwickelwelle wieder freigegeben wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Rückstrammvorrichtung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Lagerung der Kupplungsklinken in ihrem Schwerpunkt erfolgt ihre Einsteuerung in die Innenverzahnung des Kupplungsringes ausschließlich unter der Wirkung von Trägheitskräften, die nur von der Drehbeschleunigung abhängig sind. Die Drehbeschleunigung der Antriebsscheibe ist aber zu Beginn eines Rückstrammvorganges besonders hoch, so daß die Kupplungsklinken mit der Innenverzahnung des Kupplungsrings in Eingriff gebracht werden, bevor die Antriebswelle eine hohe Drehgeschwindigkeit erreicht hat. Bei einem eventuellen Auftreffen der Zahnspitze einer Kupplungsklinke auf einer Zahnspitze der Innenverzahnung des Kupplungsrings tritt nur geringes Prellen auf, so daß unmittelbar anchließend der Kupplungseingriff zustande kommt. Da zwei Kupplungsklinken vorhanden sind, die relativ zur Verzahnung des Kupplungsringes gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt sind, ist selbst bei einem Prellen einer Kupplungsklinke ein sicherer Kupplungsvorgang gewährleistet, da dann die Zahnspitze der jeweils anderen Kupplungsklinke mit Sicherheit in eine Zahnlücke trifft. Nach Beendigung eines Rückstrammvorganges genügt eine geringfügige Drehung des Kupplungsrings mit der Gurtwickelwelle in Aufrollrichtung, um die federbelasteten Kupplungsklinken in ihre Ruhelage zurückzustellen. Nach vollzogener Rückstrammung ist daher die Gurtspule von der Antriebsscheibe wieder entkoppelt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Einzelheiten einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt:

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 aufeinander 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 (5)

1. Rückstrammvorrichtung an einem Gurtaufroller eines Kraftfahrzeugsicherheitsgurt-Rückhaltesystems, mit einem Rückstramm-Drehantrieb, an dessen Antriebsscheibe gegeneinander in Umfangsrichtung versetzte Kupplungsklinken exzentrisch schwenkbar gelagert sind, die auf Drehbeschleunigung der Antriebsscheibe ansprechend in Kupplungseingriff mit einem drehfest an die Gurtwickelwelle angeschlossenen Teil verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kupplungsklinken (32, 34) einander annähernd diametral gegenüberliegend angeordnet sind, daß die Kupplungsklinken (32, 34) auf der dem Gurtaufroller zugewandten Seitenfläche der Antriebsscheibe (26) jeweils in ihrem Schwerpunkt gelagert sind, daß ein drehfest mit der Gurtwickelwelle (16) des Gurtaufrollers verbundener Kupplungsring (18) eine den Kupplungsklinken (32, 34) gegenüberliegende Innenverzahnung aufweist, daß die Kupplungsklinken (32, 34) bezüglich ihrer Angriffsflächen (Z) an der Antriebsscheibe (26) gegeneinander in Umfangsrichtung um einen Winkel versetzt sind, der zumindest annähernd einem ungeradzahligen Vielfachen des halben Teilungsschrittes der Innenverzahnung (35) des Kupplungsrings (18) entspricht, und daß die Kupplungsklinken (32, 34) durch Federwirkung (Druckfedern 40, 42) in ihre Ruhestellung außer Eingriff mit der Innenverzahnung (35) des Kupplungsrings (18) vorgespannt sind.

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

3. Rückstrammvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsklinken (32, 34) in Draufsicht die Form eines Parallelogramms aufweisen, dessen eine spitze Ecke die Spitze Z eines Kupplungszahnes bildet.

4. Rückstrammvorrichtung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsklinken (32, 34) einander gleich ausgebildet sind.

5. Rückstrammvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplungsklinke (32, 34) eine Druckfeder (40, 42) in ihre Ruhestellung vorgespannt ist, welche sich mit ihrem einen Ende an der zugehörigen Kupplungsklinke (32, 34) und ihrem anderen 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.