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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtspanner zum
Steuern des Gurtbandes eines Sicherheitsgurtes gemäß einem
abnormen Fahrzustand (z.B. Zusammenstoß oder Überschlag) eines Fahrzeugs,
und insbesondere einen Fahrzeug-Sicherheitsgurtspanner, der einen
Gurtbandsensor zum schnellen Erfassen der Beschleunigung des Gurtbandes
des Sicherheitsgurtes und einen Laststeuerabschnitt zum Steuern
einer übermäßig starken,
auf ein Gurtband einwirkenden Kraft aufweist, wodurch Gegenmaßnahmen
gegen einen abnormen Zustand eines Fahrzeugs ermöglicht werden.
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Gebiet der
Erfindung
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Allgemein
gesprochen gibt es auf dem vorliegenden technischen Gebiet eine
allgemein bekannte Technologie, bei der ein Sicherheitsgurtspanner
die Aufgabe hat, das Gurtband zu lockern, wenn der Sicherheitsgurt
von einem Fahrzeuginsassen angelegt wurde, oder das Ausziehen des
Gurtbandes in einer Notsituation bzw. in einem abnormen Zustand
eines Fahrzeugs zu verhindern. Was jedoch auf diesem technischen
Gebiet als problematisch angesehen wird, ist die rechtzeitige Erfassung
des abnormen Zustands des Fahrzeugs. Hierzu wurden ein Gurtbandsensor
zum Erfassen der Ausziehbeschleunigung des Gurtbandes und ein Bewegungs
(Trägheits)-Sensor
zum Erfassen des abnormen Zustands des Fahrzeugs während der
Fahrt infolge irgendeiner plötzlichen
und/oder starken Diskontinuität der
Fahrgeschwindigkeit z.B. infolge des Aufpralls bei einem Zusammenstoß entwickelt,
um deren Nachteile gegenseitig auszugleichen. Hierbei ist anzumerken, daß die Erfassung
der Ausziehbeschleunigung des Gurtbandes sowie seine Ansprechzeit
mit den Gegenmaßnahmen
gegen eine abrupte Schleuder- bzw. Drehbewegung während der
Fahrt und das Überschlagen
bzw. eine Kippbewegung auf einer abschüssigen Fahrbahn und unter Geländebedingungen
miteinander in Einklang sein müssen.
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Hinsichtlich
dieser Punkte ist eine typische Technologie das US-Patent Nr. 3,819,126,
das einen Sicherheitsgurtspanner beschreibt, welcher eine zahnradbetätigte Verriegelungseinrichtung
aufweist sowie einen Gurtbandsensor, der dazu ausgelegt ist, ein
auf der Spuleneinrichtung montiertes Verriegelungselement so zu
steuern, daß es
zwischen einer Verriegelungsposition zum Verhindern einer Drehung der
Spule in der Abwickelrichtung und einem Paar von Freigabepositionen,
welche es zulassen, daß die Spule
in der Abwickelrichtung gedreht wird, verschwenkt wird.
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Eine
Kupplungsplatte ist zwischen einem Träger und einem federvorgespannten
Spulenzahnsegment angebracht, so daß ein erster Anschlag das Verriegelungselement
in einer Schubrichtung abstützt.
Ein Aufhebungselement ist drehbar angebracht, so daß sein flexibler
Arm mit dem Träger
verbunden ist, der in einer Aufwickelrichtung vorgespannt werden
soll. Eine Verbreiterung des Armes ist in die Öffnung des Verriegelungselementes
eingesetzt, um eine Abstützung
des Verriegelungselementes in einer Abwickelrichtung zu erzielen.
Ein Rad weist einen flexiblen Arm und einen zweiten Anschlag auf,
wobei an dem einen Ende des flexiblen Armes, das in der Öffnung des
Trägers
abgestützt werden
soll, ein Finger ausgebildet ist, um das Rad auf das Aufhebungselement
hin vorzuspannen. Das andere Ende des Rades weist einen Fuß auf für den Eingriff
mit einer an dem Rad getragenen Schulter, um den zweiten Anschlag
so zu positionieren, daß das
Verriegelungselement in seiner dazwischenliegenden Freigabeposition
angehalten wird, und der zweite Anschlag setzt die Spulenverriegelungsvorrichtung
außer
Funktion, wenn der Gurt schnell freigegeben oder vom Straffer abgewickelt
wird, oder wenn sich das Fahrzeug in einem abnormen Zustand befindet.
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Wenn
sich das Fahrzeug in einem abnormen Zustand befindet, wird somit
die Spule durch das Ausziehen des Gurtes schnell in der Abwickelrichtung
gedreht, und das Trägheitsrad
dreht sich geringfügig
bezogen auf das Betätigungselement,
um die Klinken radial nach außen
zu führen,
so daß sie
mit den Zähnen
eingreifen. Der Verriegelungsvorgang verhindert, daß bei weniger
als einem halben Inch des Sicherheitsgurtes eine Freigabe erfolgt.
Wenn daraufhin die Kopplung einer Nockenklinke des Betätigungselementes
mit dem Radzahnsegment durch die Feder der Kupplungsplatte augehoben
wird, ermöglicht
es der erste Anschlag, daß das
Verriegelungselement in eine normale Position zurückgebracht
wird, und der zweite Anschlag des Rades erzwingt, daß das Verriegelungselement
außer
Funktion gesetzt wird. Der Sicherheitsgurtspanner ist insofern vorteilhaft,
als die Geschwindigkeit der Gurtbanderfassung schnell ist, und das
Zurückhalten
eines Insassen während
einer Geländefahrt
des Fahrzeugs durchgeführt
wird.
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Bei
diesem Sicherheitsgurtspanner weist der Gurtbandsensor jedoch ferner
die Kupplungsplatte, das Aufhebungselement und das Rad auf, wodurch die
Gurtbanderfassungszeit aufgrund der komplexen Betriebsschritte von
Teilen zum Einziehen und Freigeben des Sicherheitsgurtes verzögert wird.
Des weiteren muß bei
einem Gurtbanderfassungsschritt das Trägheitsrad mit einer über einer
vorgegebenen Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit gedreht werden,
um die Nockensperre in ausreichendem Maße nach außen auszulenken, damit sie
durch eine relativ größere Lücke zwischen
den Zähnen
des Rades mit diesen in Eingriff gelangt. Andernfalls tritt ein Schlupf
zwischen ihnen auf.
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Eine
weitere Technologie, welche diesen Nachteil ausräumt und nach internationalen
Standards die Freigabe des Gurtbandes mit einer hohen Geschwindigkeit
verhindert, ist in der koreanischen Patentschrift Nr. 323845 beschrieben,
entspr. US-Patent Nr. 5,507,448 im Namen der vorliegenden Anmelderin,
mit dem Titel Fahrzeug-Sicherheitsgurtstraffer ("Vehicular Seatbelt Retractor"). Ein für diesen
Fahrzeug-Sicherheitsgurtspanner
ausgelegter Gurtbandsensor weist ein Masseelement auf, das in einen
ersten Verzahnungsabschnittkörper
eines Kupplungsrades eingesetzt ist, so daß sein Flügel in einem normalen Zustand
Oberflächen
einer zweiten Zahnscheibe eines Halteringes sperrt. Mit anderen Worten,
das Masseelement und das Kupplungsrad werden sowohl in der Abwickelrichtung
als auch in der Aufwickelrichtung gleichzeitig gedreht. Bei einer Beschleunigung
des Gurtbandes wird jedoch das Masseelement augenblicklich in der
Gurtbandfreigaberichtung gedreht, während das Kupplungsrad infolge
seiner Trägheit
ebenfalls dreht. Die Klinken gehen über die Oberkanten der Zähne des
ersten Verzahnungsabschnitts hinweg, so daß ihre Enden aufgrund ihrer
Zentrifugalkraft an der zweiten Zahnscheibe des Halteringes hängenbleiben.
Zu diesem Zeitpunkt dreht die Drehkraft der Welle das Halteelement. Gleichzeitig
erzwingt der Hakenring des Halteelementes einen Eingriff der Klinke
des Verriegelungsabschnittes mit der ersten Zahnscheibe, um so eine weitere
Drehung der Spule anzuhalten und die Freigabe des Gurtbandes zu
verhindern. Wenn dann die Freigabekraft des Gurtbandes die drehend
angehaltene Spule in der Richtung des Gurtbandes auf einen oberen
Abschnitt eines Rahmens bzw. einer Öffnung hin zieht, treten die
auf den Öffnungsabschnitten
ausgebildeten Reibungs-Verzahnungsabschnitte in Eingriff mit den
Flanschen, um sicherzustellen, daß eine weitere Drehung der
Spule verhindert wird.
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Dieser
Gurtbandsensor besitzt eine schnelle Gurtbanderfassung und eine
verringerte Anzahl von Einzelteilen, führt ein unmittelbares Anhalten
des Gurtbandes im Ansprechen auf den Erfassungsvorgang durch, und
erleichtert das Ausfahren der Klinken an die Oberseite der Zähne, um
die Lücke
zwischen dem Ende der Klinke und einer zweiten Zahnscheibe zu verringern.
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Der
Gurtbandsensor weist jedoch insofern eine Beschränkung auf, als er die Geschwindigkeit der
Gurtbanderfassung erhöht
und nicht in der Lage ist, die Erfassungsgeschwindigkeit sowie die
Rückkehr
in den Normalzustand zu regulieren, um die Freigabe des Gurtbandes
zu ermöglichen,
da diese Rückkehr
vom Elastizitätsgrad
abhängt.
Des weiteren sind diese Techniken des Standes der Technik nicht
in der Lage, Gegenmaßnahmen
gegen eine vorübergehende Überlastung
infolge der Reaktion auf die abrupte Vorwärtsbewegung eines Fahrzeuginsassen
in einem abnormen Zustand eines Fahrzeugs durchzuführen, da
die Spule im Ansprechen auf die Erfassung der Beschleunigung des
Gurtbandes angehalten wird. Hierzu wird ein Gurtband-Spannungsminderer ähnlich einem
Gleitmechanismus eines Sicherheitsgurtspanners gemäß der Beschreibung
im US-Patent Nr.
6,237,869 benötigt,
der die Aufgabe hat, die Last zu steuern, und gemeinhin als Lastbegrenzer
("load limiter") bezeichnet wird.
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Unter
diesen Gesichtspunkten ist es bevorzugt, wenn es möglich ist,
klare Gegenmaßnahmen gegen
den abnormen bzw. Kippzustand gemäß der Beschleunigung zu ergreifen,
die der Gurtbandsensor bei einer Kollision eines Fahrzeugs und auf
einem Geländepfad
erfaßt.
Weiterhin ist es bevorzugt, einen Spannungsminderer so anzupassen,
daß er
die auf ein Gurtband einwirkende übermäßige Last steuert.
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Demzufolge
ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeug-Sicherheitsgurtspanner
zum zeitgerechten Erfassen der Beschleunigung des Gurtbandes eines
Sicherheitsgurtes zur Verfügung zu
stellen, die auf einen abnormen Fahrzustand eines Fahrzeugs wie
etwa eine Kollision oder einen Überschlag
folgt, und den Gurtbandbetrieb durch mindestens einen Vorgang im
Ansprechen auf die Gurtbanderfassung zu steuern.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fahrzeug-Sicherheitsgurtspanner
zur Verfügung zu
stellen, um die Einstellung der Geschwindigkeit bei der Beschleunigungserfassung
des Gurtbandes zu ermöglichen
und Flexibilität
bei der Steuerung des Gurtbandes zu ermöglichen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fahrzeug-Sicherheitsgurtspanner
zur Verfügung zu
stellen, um bei der Erfassung der Beschleunigung des Gurtbandes
unverzüglich
ein Auf- bzw. Abwickeln im Ansprechen auf einen abnormen Zustand des
Fahrzeugs und ein Steuern der übermäßigen, auf
ein Gurtband eines Fahrzeuginsassen einwirkenden Last zu ermöglichen.
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ABRISS DER
ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei einem Fahrzeug-Sicherheitsgurtspanner mit: einem Rahmen
mit Öffnungen,
die in der Mitte von jedem eines Paares von einem linken und einem
rechten Schenkelabschnitt ausgebildet sind, wobei an ihrem oberen
Abschnitt jeweils ein Reibungs-Verzahnungsabschnitt in einer vorgegebenen
Bogenform ausgebildet ist; einer Spule zum Aufwickeln eines Gurtbandes
darauf; einem Gurtbandsensor zum Erfassen der Beschleunigung des
Gurtbandes; einem benachbart zu dem Zahnscheibenabschnitt angebrachten
Verriegelungsabschnitt zum Anhalten der Drehung der Spule; und einem
Fahrzeugsensor, der benachbart zu dem Kupplungsrad angebracht ist,
so daß er
mit einem zweiten Verzahnungsabschnitt des Kupplungsrades eingreift,
zum Aufwickeln und Freigeben einer Länge des Gurtbandes von einer
Spule, weist der Fahrzeug-Sicherheitsgurtspanner auf: die Spule mit
einem Wickelabschnitt, der an einem Ende verschlossen und an dem
anderen Ende offen ist, und einem Zahnscheibenabschnitt, wobei der
Wickelabschnitt, in dem ein Hohlraum gebildet ist, einen Flansch
aufweist, der auf dem Umfangsabschnitt von einer Seite der Spule
gebildet ist, und dazu vorgesehen ist, in der Dicke der Öffnung des
linken Schenkelabschnittes angeordnet zu werden, wobei eine Welle, die
von der Mitte des verschlossenen Endes vorsteht, dazu vorgesehen
ist, mit einem Ende einer Feder gekoppelt zu werden, sowie einen
weiteren Flansch, der in einer diametralen Linie auf seinem Umfang ausgebildete
Anschläge
aufweist, die dazu vorgesehen sind, einander gegenüberzuliegen,
wobei auf deren Oberseite jeweils ein Befestigungsstift angebracht
ist; eine Laststeuerung mit einem in den Hohlraum eingesetzten Torsionsstab,
an dessen beiden Enden ein Kopplungsabschnitt ausgebildet ist, einer Scheibe
mit abwärts
gebogenen Führungen,
die dazu vorgesehen sind, jeweils benachbart zu den Anschlägen angeordnet
zu werden, welche an dem Flansch an dem offenen Ende des Wickelabschnittes anliegen,
und einem auf einer Oberseite davon ausgebildeten Vorsprung und
einem Zahnscheibenabschnitt mit einer von ihm vorstehenden, mit
einem Ende des Torsionsstabes gekoppelten Erhöhung, wobei eine Nut auf dessen
Umfang benachbart zu der Erhöhung
ausgebildet ist, um die Bewegung des Vorsprungs zu führen, und
sich eine Zahnscheibe von einem Flansch aus so erstreckt, daß sie mit
einem Verzahnungsabschnitt des rechten Schenkelabschnitts eingreift,
sowie einer weiteren Welle, die von ihrer Mitte vorsteht; und den
Gurtbandsensor mit einem Halteelement, das benachbart zu dem Zahnscheibenabschnitt
angebracht ist, um eine Führung des
Verriegelungsabschnitts mit einem Hakenring davon zu koppeln, um
dessen Innenumfang eine zweite Zahnscheibe ausgebildet ist, einem
Kupplungsrad mit einem Öffnungsabschnitt
in der Mitte, einem ersten Verzahnungsabschnitt, der auf dem Innenumfang
der Öffnung
ausgebildet ist, und einem zweiten Verzahnungsabschnitt, der auf
seinem Außenumfang
so ausgebildet ist, daß er
mit dem ersten Verzahnungsabschnitt konzentrisch ist, und einem Masseelement,
das mit dem Kupplungsrad gekoppelt ist und einen Flügel aufweist,
welcher sich einstückig in
einem Bogen um seinen Umfang erstreckt, und einem Rastelement, das
an einem Ende mit einer Trägheitsfeder
so verbunden ist, daß es
elastisch getragen ist, und an dessen einem Ende eine Klinke so ausgebildet
ist, daß sie über die
Oberkanten der Zähne
eines ersten Verzahnungsabschnitts des Kupplungsrades hinwegbewegt
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird nun ausführlich unter Bezugnahme auf
die beigefügte
Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Gesamtkonfiguration
eines Fahrzeug-Sicherheitsgurtspanners
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
teilweise auseinandergezogene perspektivische Ansicht, welche den
Montagezustand einer Laststeuerung, eines Verriegelungsabschnitts,
eines Halteelements und eines Kupplungsrades im Hinblick auf eine
Spule gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht;
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3A, 3B und 3C Ansichten,
welche die Montage und die Funktion einer Laststeuerung gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulichen;
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4 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht, welche den Trennungszustand
eines als Gurtbandsensor aufgebauten Masseelementes und Kupplungsrades
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulichen;
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5 eine
perspektivische Ansicht, welche den Montagezustand eines Gurtbandsensors
zusammen mit einem Fahrzeugsensor gemäß der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht;
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6A und 6B Schnittansichten,
welche die betriebliche Beziehung eines Gurtbandsensors und eines
Fahrzeugsensors in einem Schnitt entlang der Linie A-A von 4 gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulichen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Unter
Bezugnahme auf 1 weist ein Rahmen 10 mit
einer im wesentlichen passagenförmigen Konfiguration
eine Rückwand 11 auf,
die dazu vorgesehen ist, am Aufbau eines Fahrzeugs befestigt zu werden,
sowie ein Paar von einem linken und einem rechten Schenkelabschnitt 12 und 13,
die sich einstückig
damit von beiden Enden der Rückwand
zur Vorderseite hin erstrecken. Der linke Schenkelabschnitt 12 weist
eine mittig ausgebildete Öffnung 14 und
einen in einer vorgegebenen Bogenform am oberen Abschnitt der Öffnung 14 ausgebildeten
Reibungs-Verzahnungsabschnitt 15 auf. Der rechte Schenkelabschnitt 13 weist
eine Öffnung 17 mit
einem Reibungs-Verzahnungsabschnitt 18 auf, die in einer
vorgegebenen Bogenform an deren oberen Abschnitt ausgebildet ist
und der Konfiguration des linken Schenkelabschnitts 12 entspricht.
Der rechte Schenkelabschnitt 13 weist ferner eine Montageöffnung 19 auf,
die in seinem unteren Abschnitt zum Positionieren eines Fahrzeugbewegungssensors
ausgebildet ist. Des weiteren ist eine Befestigungsstange 16 zwischen
den Schenkelabschnitten 12 und 13 angebracht,
um den Abstand zwischen ihnen festzulegen. Ein Gehäuse 91 ist
am linken Schenkelabschnitt 12 mit einer Feder (nicht gezeigt)
montiert, die mit einer Welle 24 einer Spule 20 zum
Aufwickeln eines Gurtbandes darauf gekoppelt ist.
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Die
Spule 20 ist so konfiguriert, daß sie mit einer Laststeuerung 30 gekoppelt
ist, welche einen Wickelabschnitt 21 zum Aufwickeln des
Gurtbandes aufweist und einen Hohlraum enthält, in dem eine Aufnahmenut
ausgebildet ist, um ein Ende eines Torsionsstabes 31 aufzunehmen,
eine Mittelwelle 24, die einstückig von einer Seitenfläche davon
vorsteht, wobei auf einer Seite davon linke Flansche 22 einstückig ausgebildet
sind, so daß sie
gegenüber
von den Öffnungen 14 positioniert
und gedreht werden, und Anschläge 26 einstückig auf
einer diametralen Linie vom Umfang des anderen Flansch 25 davon
vorstehen. Auf den Anschlägen 23 sind
jeweilige Befestigungsstifte 26 in einer diametralen Linie zueinander angebracht,
die dazu vorgesehen sind, in einer Trägernut 29 angeordnet
zu werden.
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Eine
Laststeuerung 30 weist auf: einen Torsionsstab 31,
der so in den Wickelabschnitt 21 eingesetzt ist, daß er zusammen
mit der Welle 24 dreht, eine Reibscheibe 32, die
so konfiguriert ist, daß sie das
Drehmoment des Torsionsstabes 31 steuert, einen Zahnscheibenabschnitt 35 mit
einer Erhöhung 33 mit
mindestens einer Führungsnut 38,
die an seiner Oberseite ausgebildet ist, zum Bestimmen des Grades
der Verdrehung des Torsionsstabes 31, mit der der das andere
Ende des Torsionsstabes 31 gekoppelt ist, und einen Zahnscheibenabschnitt 35,
der sich von einem Flansch 34 erstreckt und so positioniert
ist, daß er
mit der Umfangsfläche
der Öffnung 17 im
Schenkelabschnitt 13 fluchtet. Der Zahnscheibenabschnitt 35 weist
eine Welle 28 auf, die von seiner Mitte vorsteht, und einen
Verbreiterungsabschnitt 39, der von dem Flansch 34 vorsteht,
wobei mindestens eine Trägernut 39 um
seinen Umfang ausgebildet ist.
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Der
Torsionsstab 31 weist Kopplungsabschnitte 36 auf,
die an beiden Enden zahnförmig
ausgebildet sind, so daß sie
mit einem weiteren Kopplungsabschnitt in dem Hohlraum des Wickelabschnitts 21 bzw.
mit der Erhöhung 33 gekoppelt
werden, wodurch er eine Drehung des Wickelabschnittes 21 erzwingt.
Die Reibscheibe 32 weist an ihrer Oberseite einen Vorsprung 37 auf,
der zum Einsetzen in eine Führungsnut 38 vorgesehen
ist, und von seinem Umfang nach unten gebogene Führungen 38, die dazu
vorgesehen sind, mit dem Flansch 25 in Anlage gebracht
und benachbart zu den Anschlägen 23 positioniert
zu werden. Die Hülse 27 ist
aus weichen Materialien gefertigt und auf den Außenumfangsabschnitt der Erhöhung 33 aufgesetzt,
um die Reibungskraft zwischen der Erhöhung 33 und dem inneren
Abschnitt des Flansches 25 zu verringern.
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Somit
wird der Torsionsstab 31 gemäß der Darstellung in den 3A, 3B und 3C in den
Hohlraum der Spule 20 eingesetzt. Die Reibscheibe 31 ist
auf der Vorderseite des Flansches 25 angebracht, wobei
die Führungen 38 jeweils
benachbart zu den Anschlägen 23 positioniert
sind. Beim Einsetzen des Vorsprungs 37 in die Führungsnut 37' der Erhöhung 33 wird
ein Kopplungsabschnitt der Erhöhung 33 mit
dem anderen Ende des Torsionsstabes 31 gekoppelt. Die gemäß der obenstehenden Beschreibung
aufgebaute Laststeuerung 30 hat den Zweck, die bei einer
Beschleunigung des Gurtbandes auf das Gurtband aufgebrachte Belastung
zu steuern.
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Wenn
ein mit der Laststeuerung 30 versehener Sicherheitsgurtspanner
an einer vorgegebenen Stelle in einem Fahrzeug montiert ist, wird
in einem abnormen Zustand, in dem eine übermäßige Beschleunigung des Gurtbandes
oder ein übermäßiges Straffen
des Gurtbandes auftritt, der Zahnscheibenabschnitt 35 plötzlich in
Eingriff mit einem Verriegelungsabschnitt 40 verriegelt,
welcher mit einem Fahrzeugsensor oder einem Gurtbandsensor zusammenwirkt.
Während
zu diesem Zeitpunkt die übermäßige Last
eines angeschnallten Insassen das Gurtband in einer Ausgaberichtung
noch weiter abwickelt, wird nicht nur der Wickelabschnitt 21 zu
einer Drehung gezwungen, sondern auch die Scheibe 32 wird
durch die Kraft der Reibung mit dem Wickelabschnitt 21 gedreht.
Der in der Trägernut 29 angeordnete
Befestigungsstift 26 wird nach unten gedrückt, woraufhin
der Vorsprung 37 in der Führungsnut 37 aus der
unteren Position von 3B in die obere Position von 3C bewegt
wird. Zur gleichen Zeit erreichen die jeweiligen Führungen 38 die
anderen Oberflächen der
Anschläge 23,
die unterschiedlich zueinander positioniert sind, so daß sie sich
an die weitere Drehung des Wickelabschnitts 21 anpassen.
Indem der Torsionsstab 31 einer Kraft zum weiteren Herausziehen des
Gurtbandes entgegenwirkt, wird er aufgrund seiner Verdrehfähigkeit
um einen Betrag verdreht, der die Belastung des Gurtbandes verringert.
Auf diese Weise wird während
der Drehung der Scheibe 32 und der Verdrehung des Torsionsstabes 31 die
plötzlich erhöhte Belastung
aufgenommen und eingestellt.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1, 2, 4 und 5 hat
ein Gurtbandsensor den Zweck, die Freigabe des Gurtbandes im Ansprechen auf
die Erfassung einer Beschleunigung des Gurtbandes zu verhindern
und die Freigabe des Gurtbandes in einem normalen Zustand eines
Fahrzeugs ungehindert zuzulassen. Der Gurtbandsensor weist einen
Verriegelungsabschnitt 40 auf, der benachbart zu dem unteren
Abschnitt des Zahnscheibenabschnitts 35 angeordnet ist,
der aus der Öffnung 17 des
rechten Schenkelabschnitts 13 vorsteht, ein Halteelement 50,
das benachbart zu dem ersten Zahnscheibenabschnitt 35 angebracht
ist, wobei die Welle 28 seine Mitte durchsetzt, so daß der Verriegelungsabschnitt 40 eine
pendelartige Schwingbewegung ausführen kann, und ein Kupplungsrad 60,
das so mit dem Halteelement 50 gekoppelt ist, daß es das
Halteelement 50 zu einer Drehung befähigt.
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Der
Verriegelungsabschnitt 40 weist eine Klinke 41 auf,
die an seinem oberen Abschnitt derart ausgebildet ist, daß sie durch
seine Pendelbewegung mit der ersten Zahnscheibe 52 in Eingriff
tritt, einen Führungsstift 42,
der zum Führen
seiner Pendelbewegung an einer Oberfläche davon befestigt ist, und
ein Stiftloch 43, das am unteren Abschnitt zum Aufnehmen
eines Befestigungsstiftes 44 ausgebildet ist; wodurch der
Verriegelungsabschnitt 40 verschwenkbar gemacht wird. Der
Befestigungsstift 44 ist in das Stiftloch 43 eingesetzt
und an der Innenfläche
des rechten Schenkelabschnitts 13 befestigt. Somit ist
der Verriegelungsabschnitt 40 durch den Befestigungsstift 44 benachbart
zu der Öffnung 17 des rechten
Schenkelabschnitts 13 angebracht und in der zur ersten
Zahnscheibe 25 entgegengesetzten Richtung vorgespannt vermittels
einer Feder 46, von der ein Ende mit dem Führungsstift 42 verbunden
ist und das andere Ende in ein Loch 47, das in der vorgegebenen
Position des rechten Schenkelabschnitts 13 ausgebildet
ist, eingesetzt und dort befestigt ist.
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Ein
Halteelement 50 weist einen Haltering 51 auf,
der um den Innenumfang auf einer Seitenfläche davon ausgebildet ist.
Eine zweite Zahnscheibe 52 ist auf der Innenwand des Halterings 51 mit
einer Zahnform ausgebildet, deren Spitze eine vorgegebene Höhe aufweist.
Des weiteren ist ein Hakenring 53 mit einer Dreiecksform
an einer vorgegebenen Position um den Umfang des Halteelements 50 ausgebildet, um
die Pendelbewegung des Verriegelungsabschnittes 40 zu ermöglichen.
Wenn das Halteelement 50 gemäß der Darstellung in 2 zusammengebaut ist,
nimmt der Hakenring 53 den Führungsstift 42 auf, der
an seinem Scheitelpunkt positioniert wird. Wenn somit das Halteelement 50 in
der Richtung des Pfeiles F bewegt wird, verschiebt der Führungsstift 42 den
Verriegelungsabschnitt 40 in der Richtung des Pfeiles B,
so daß die
Klinke 41 mit der ersten Zahnscheibe 25 in Eingriff
tritt.
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Ein
Kupplungsrad 60 weist einen in seiner Mitte ausgebildeten Öffnungsabschnitt 61 auf.
Der Öffnungsabschnitt 61 weist
einen ersten Verzahnungsabschnitt 62 mit einer vorgegebenen
Breite auf seinem Innenumfang auf, sowie eine um den Außenumfang ausgebildete
Kupplungsfläche 63,
die dazu vorgesehen ist, mit den Haken 77 gekoppelt zu
werden. Ferner weist das Kupplungsrad 60 einen um seinen
Außenumfang
ausgebildeten zweiten Verzahnungsabschnitt 64 auf, der
mit dem ersten Verzahnungsabschnitt 62 konzentrisch ist.
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Ein
Masseelement 70 wird mit dem Kupplungsrad 60 kombiniert,
indem es in seinen Öffnungsabschnitt 61 eingesetzt
wird. Das Masseelement 70 weist einen ringförmigen Körper 71 auf,
der einstückig
mit einem rechteckigen Wellenträger 72 ausgebildet
ist, auf den die Drehkraft der Spulenwelle 26 übertragen
wird. Der ringförmige
Körper 71 ist
mit einem Flügel 73 versehen,
der sich von einem Abschnitt davon entlang des halbkreisförmigen Bogens seines
Umfangs erstreckt, und einem Rastelement 76, das verschwenkbar
an einem Stift 78 in seiner Mitte angeordnet ist, wobei
ein Ende davon in eine Trägheitsfeder 75 eingesetzt
ist, von der er elastisch getragen wird. Der ringförmige Körper 71 weist
ferner eine Nut 79 auf, die in seinem Rückenabschnitt ausgebildet ist,
um das Rastelement 76 aufzunehmen, und die Trägheitsfeder 75 und
einen Haken 79',
der in der Nut 79 benachbart zum Umfang des Körpers 71 angebracht
ist, um sein Heraustreten zu verhindern. Der Flügel 73 und die Rastelements 76 haben Klinken 74 und 76', die an ihren
jeweiligen Enden ausgebildet sind. Des weiteren weist der ringförmige Körper 71 eine
Mehrzahl von Haken 77 auf, die von der Vorderseite des
Umfangs vorstehen, so daß sie an
der Kupplungsfläche 63 eingehängt werden
können.
Jede der Erweiterungen 71' ist
auf der diametralen Linie zwischen den Haken 77 benachbart
zum Flügel 73 und
zum Rastelement 76 ausgebildet, um den ringförmigen Körper 71 in
dem Öffnungsabschnitt 61 zusammen
mit den Haken 77 zu tragen, die gegen die Rückseite
des Kupplungsrades 60 weisen.
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Beim
Zusammenbau des Masseelementes 70 mit dem Kupplungsrad 60,
mit Ausnahme des Flügels 73 und
des Rastelementes 76, wird das Masseelement 70 in
den Öffnungsabschnitt 61 eingeschoben,
der durch einen Körper
des ersten Verzahnungsabschnittes 62 gebildet wird, um
die Klinken 74 und 76' auf dem ersten Verzahnungsabschnitt 62 anzuordnen
und die Haken 77 gleitend mit der Kupplungsfläche 63 zu
koppeln. Der Gurtbandsensor ist auf die Welle 28 aufgesetzt,
die den rechteckigen Wellenträger 72 durchsetzt,
wenn das System so zusammengebaut wird, daß die Spule 20 durch
die Öffnungen 14 und 17 hindurch
an dem Rahmen 10 angebracht ist, wobei ihre Welle 24 mit
einem Ende der Feder des Federabschnitts 91 gekoppelt ist,
wobei der Verriegelungsabschnitt 40 an dem rechten Schenkelabschnitt 13 angebracht
ist, und das Halteelement 50 benachbart zu dem Zahnscheibenabschnitt 35 auf
die Welle 28 aufgesetzt ist, um den Führungsstift 42 am
Scheitelpunkt des Hakenringes 53 zu positionieren. Zu diesem
Zeitpunkt nimmt der Haltering 51 das Masseelement 70 auf,
damit die Klinken 74 und 76' benachbart zu der zweiten Zahnscheibe 52 angeordnet
werden können;
diese Montagekonfiguration ist in den 6A und 6B gezeigt.
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Infolgedessen
erfaßt
der Gurtbandsensor eine Beschleunigung des Gurtbandes. Gemäß der Darstellung
in 6A ist ein Normalzustand ein solcher, in dem das
Masseelement 70 und das Kupplungsrad 60 gleichzeitig
in der Abwickel (Freigabe)-Richtung C oder in der Aufwickelrichtung
D gedreht werden, wobei die Klinken 74 und 76' an dem ersten
Verzahnungsabschnitt 62 anliegen. Sobald das Gurtband jedoch
beschleunigt wird, wird das Masseelement 70 augenblicklich
in der Gurtband-Freigaberichtung
C gedreht, wobei seine Trägheitskraft
auch das Kupplungsrad 60 dreht. Die Klinken 74 und 76' gehen über die
Oberkanten der Zähne des
ersten Verzahnungsabschnittes 62 hinweg, so daß sich ihre
Enden aufgrund ihrer Zentrifugalkraft an der zweiten Zahnscheibe 52 des
Halteringes 51 einhängen.
Zu diesem Zeitpunkt dreht die Drehkraft der Welle 26 das
Halteelement 50 in der Richtung des Pfeiles F, wie in 6B gezeigt
ist. Gleichzeitig erzwingt der Hakenring 52 des Halteelementes 50 einen
Eingriff der Klinke 41 des Verriegelungsabschnitts 40 mit
dem Zahnscheibenabschnitt 35, um eine weitere Drehung der
Spule 20 anzuhalten und eine Freigabe des Gurtbandes zu
verhindern.
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Des
weiteren erzwingt die übermäßige Freigabekraft
des Gurtbandes eine Drehung des Wickelabschnitts 21 in
einer Abwickelrichtung, wobei der Zahnscheibenabschnitt 35 angehalten
ist. Zwischen der Reibscheibe 32 und einer Oberfläche des
Wickelabschnitts 21 tritt eine Reibung auf, welche die
Reibscheibe 32 dreht, so daß jede der Führungen 38 die andere
Oberfläche
der Anschläge 23 erreicht.
Daraufhin wird der Torsionsstab 31 im Rahmen seiner Fähigkeit
verdreht, um die plötzlich
vermehrt auf das Gurtband beaufschlagte Belastung zusammen mit der
Reibscheibe 32 aufzunehmen bzw. zu regulieren. Sodann zieht
die zusätzliche
Freigabekraft des Gurtbandes die in ihrer Drehung angehaltene Spule 20 in einer
Richtung des Gurtbandes, wobei die an den Öffnungsabschnitten 14 und 17 ausgebildeten
Reibungs-Verzahnungsabschnitte 15 bzw. 18 in Eingriff mit
den Flanschen 23 und 24 treten, um sicherzustellen,
daß eine
weitere Drehung der Spule 20 verhindert wird. Hierbei wird
angemerkt, daß die
Laststeuerung 30 problemlos mit dem Gurtbandsensor zusammenwirkt,
und daß die
Trägheitsfeder 75 den
Zeitpunkt einstellen kann, an dem die Klinke 76' an der zweiten
Zahnscheibe 52 einrastet, um die Gurtband-Erfassungsgeschwindigkeit
zu steuern.
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Darüber hinaus
ist die Erfindung an einen herkömmlichen
Fahrzeugsensor 80 angepaßt. Gemäß der Darstellung in den 1 und 2 ist
der Fahrzeugsensor 80 im inneren Abschnitt einer Abdeckung 90 angebracht
und wird nach der Montage des Gurtbandsensors an der Welle 28 der
Spule 20 in der Montageöffnung 19 des
Rahmens 10 positioniert. Der Fahrzeugsensor 80 weist
ein Gehäuse 110 auf, an
dessen hinterem Abschnitt zwei Trägerabschnitte 86 einstückig auf
einer vorgegebenen Höhe
in Form einer Säule
ausgebildet sind, wobei eine Kugel 82 frei rollend in einem
halbkugelförmigen
Boden des Gehäuses 81 sitzt,
und einen auf der Oberseite der Kugel 22 angeordneten Sperrenarm 85 mit
einer Sperre 84, der so angebracht ist, daß er zwischen
den Trägerabschnitten 86 verschwenkbar
ist.
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Wenn
sich das Fahrzeug in einem abnormen Zustand befindet, in dem es
in einer Geländesituation schnell
beschleunigt oder gefahren wird, wird die Kugel 82 durch
die Reaktion des Fahrzeugs aus ihrer normalen Position in eine beliebige
Richtung gekippt. Hierbei greift die Sperre 84 in den zweiten
Verzahnungsabschnitt 64 des Kupplungsrades 60 ein. Gleichzeitig
wird das Gurtband freigegeben, während die
Welle 28 das Masseelement 70 dreht, und das Kupplungsrad 60 weist
infolge der Drehkraft der Welle 28, die gedreht wird, eine
momentane Trägheit
auf. Daraufhin gehen die Klinken 74 und 76' über die Zahnkämme des
ersten Verzahnungsabschnitts 62 hinweg und treten mit der
zweiten Zahnscheibe 52 des Halteringes 51 in Eingriff,
um dann das Halteelement 50 in der Abwickelrichtung C des
Gurtbandes zu drehen. Daraufhin wird der Verriegelungsabschnitt 40 in
der Richtung des Pfeils F bewegt, wie in 6B gezeigt
ist. Zur gleichen Zeit gerät
die Klinke 41 in Eingriff mit dem Zahnscheibenabschnitt 35,
wodurch eine weitere Drehung der Spule 20 angehalten und eine
Freigabe des Gurtbandes verhindert wird.
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Gleichzeitig
erzwingt die übermäßige Freigabekraft
des Gurtbandes eine Drehung der Spule 20 in einer Abwickelrichtung,
während
der Zahnscheibenabschnitt 35 angehalten ist. Die Reibung
mit einer Oberfläche
des Wickelabschnitts 21 dreht die Reibscheibe 32,
wodurch die auf das Gurtband ausgeübte Zugkraft neutralisiert
wird, und der Torsionsstab 31 wird verdreht, um die auf
das Gurtband ausgeübte Zugkraft
zu verringern. Da weiterhin die Spule 20 selbst in der
Richtung des Gurtbandes hochgezogen wird, treten die Flansche 22 und 34 in
Eingriff mit den Reibungs-Verzahnungsabschnitten 15 und 18,
die auf dem Öffnungsabschnitt 14 bzw. 17 ausgebildet sind,
und bewirken, daß eine
weitere Drehung der Spule 20 verhindert wird. Hierbei wird
angemerkt, daß diese
Konfiguration augenblicklich auf das Auftreten einer abrupten Beschleunigung
des Fahrzeugs sowie einen abnormen Zustand wie einen Überschlag
in einer Geländesituation
ansprechen kann. Ferner wirkt der Fahrzeugsensor 80 innerhalb
des erfindungsgemäß eingestellten
Zeitbereichs gut mit dem Gurtbandsensor und mit der Laststeuerung 30 zusammen.
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Gemäß der obenstehenden
Beschreibung ermöglicht
es die vorliegende Erfindung, daß ein Gurtbandsensor im Ansprechen
auf the Beschleunigung des Gurtbandes bei den Gurtband-Erfassungsvorgängen ein
Halteelement und einen Verriegelungsabschnitt schnell betätigt, wodurch
die Drehung eines Zahnscheibenabschnitts angehalten wird, eine Laststeuerung,
welche die auf ein Gurtband aufgebrachte Belastung steuert, um die
Drehung einer Spule anzuhalten. Auf ähnliche Weise, wenn ein Fahrzeugsensor
einen abnormen Zustand eines Fahrzeugs erfaßt, werden der Gurtbandsensor
und seine zugeordnten peripheren Vorrichtungen auf die gleiche Weise
wie bei der Gurtbanderfassung betätigt. Die vorliegende Erfindung
verbessert somit die Gurtband-Erfassungsgeschwindigkeit und stellt
darüber
hinaus ein sofortiges Zurückhalten
eines Fahrzeuginsassen im Ansprechen auf den Erfassungsvorgang zur
Verfügung.
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Da
die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt werden
kann, ohne von ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen, sollte
es verständlich
sein, daß die
obenstehend beschriebene Ausführungsform
durch keine der Einzelheiten der obenstehenden Beschreibung eingeschränkt wird, falls
nicht anderweitig angegeben, sondern nur gemäß der Definition in den beigefügten Ansprüchen interpretiert
werden sollte.