DE69705027T2

DE69705027T2 - Aufroller-sperrmechanismus

Info

Publication number: DE69705027T2
Application number: DE69705027T
Authority: DE
Inventors: George Smithson
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Breed Automotive Technology Inc
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1997-03-05
Publication date: 2001-10-25
Anticipated expiration: 2017-03-06
Also published as: WO1997032760A1; GB2310786A; GB9604676D0; DE69705027D1; US6155513A; GB2310786B; EP0883530B1; EP0883530A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verriegelungsmechanismus für eine Aufrollvorrichtung für Fahrzeug-Sicherheitsrückhaltevorrichtungen und insbesondere einen solchen Mechanismus für eine Aufrollvorrichtung, die mit einem Vorspanner ausgestattet ist.
Bekannte Aufrollvorrichtungen für Fahrzeug-Sicherheitsrückhaltevorrichtungen haben zwei Sensoren. Der sogenannte Fahrzeugsensor entdeckt eine schnelle Beschleunigung oder Verlangsamung des Fahrzeugs, die kennzeichnend für eine Crash-Situation ist, und betätigt in Reaktion auf einen solchen Zustand einen Verriegelungsmechanismus, um das weitere Abziehen des Gurtbandes von der Aufr·ollvorrichtung zu verhindern. Ein Gurtbandsensor arbeitet herkömmlicherweise mit einer Trägheitsscheibe, die sich mit der Welle dreht, um das rasche Abziehen von Gurtband zu entdecken, das wiederum kennzeichnend für eine Crash-Situation ist, und um die Gurtbandwelle gegen eine weitere Drehung in Reaktion auf ein solches schnelles Abziehen zu verriegeln. Ein Beispiel dafür wird in US-A- 4597544 gezeigt.
In jüngster Zeit wurden Vorspannsysteme einbezogen, um die Sicherheitsrückhaltevorrichtungen zu verbessern. Diese Vorrichtungen nehmen Durchhang im Gurtband auf, um den Fahrzeuginsassen im Falle eines Crashs sicherer auf seinem Sitz zu halten. Die schnelle Beschleunigung oder Verlangsamung eines Fahrzeugs löst im typischen Fall eine Sprengeinrichtung aus, um ein Seil zu ziehen und die Welle der Aufrollvorrichtung schnell in der Aufwickelrichtung des Gurtbandes zu drehen. Damit die Vorspannvorrichtung wirksam werden kann, muß in etwa 10 ms eine Aufnahme von 200 mm Gurtband erfolgen.
Der Autor der Erfindung hat festgestellt, daß der Gurtbandsensor bei diesen Beschleunigungsgeschwindigkeiten durch die Betätigung der Vorspannvorrichtung vorverriegelt wird.
Der Gurtbandsensor hat eine früher wirkende Phasengeometrie als der Fahrzeugsensor, so daß er dazu tendiert, früher als der Fahrzeugsensor den Eingriff des Hauptverriegelungselements zu bewirken.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Vorteil aus der früher wirkenden Phasengeometrie des Gurtbandsensors zu ziehen und einen Verriegelungsmechanismus bereitzustellen, der über den Gurtbandsensor aktiviert wird und der die Welle der Aufrollvorrichtung dauerhaft gegen ein weiteres Abziehen des Gurtbandes verriegelt. Ein solcher Verriegelungsmechanismus hat den Vorteil, das Ablaufen des Gurtbandes in einer Mehrfach-Crash-Situation zu verhindern und ein greifbares Zeichen dafür zu sein, daß eine Vorspannvorrichtung ausgelöst worden ist, wodurch die Wiederverwendung der Aufrollvorrichtung nach einem Unfall verhindert wird.
Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Gurtband-Aufrollvorrichtung für ein Fahrzeug- Sicherheitsrückhaltesystem bereitgestellt, wobei die Aufrollvorrichtung folgendes aufweist: ein Sicherheitsrückhalte-Gurtband, das um eine drehbare Welle (1) gewickelt ist, einen Gurtbandsensor, der ein Gurtbandsensor-Trägheitselement (2) hat, das so angebracht ist, daß es sich unter normalen Nutzungsbedingungen mit der Welle (1) dreht, und das durch elastische Mittel auf eine solche Weise mit einer Sperrklinke (3) verbunden ist, daß das Gurtbandsensor-Trägheitselement (2) dann, wenn sich die Welle (1) schneller als mit einer vorher festgelegten Geschwindigkeit dreht, gegenüber der Welle (1) verzögert ist und die Sperrklinke (3) über die elastischen Mittel in einen Verriegelungseingriff mit der Welle (1) bewegt, um die Welle (1) gegen eine Drehung zu verriegeln, gekennzeichnet durch einen Verriegelungsmechanismus, der folgendes aufweist: ein zweites Trägheitselement (7) und Kopplungsmittel (8), die so angeordnet sind, daß sie das zweite Trägheitselement (7) mit dem ersten Trägheitselement (2) koppeln, so daß sie sich unter normalen Nutzungsbedingungen mit der Welle (1) drehen, und Mittel, die so angeordnet sind, daß sie bei Beschleunigungs- oder Verlangsamungsrotationskräften über einem vorher festgelegten Pegel das zweite Trägheitselement (7) von dem ersten Trägheitselement (2) entkoppeln, und Haltemittel, die nach der Entkopplung durch das zweite Trägheitselement (7) betätigt werden können, um die Sperrklinke (3) mit der Welle (1) im Verriegelungseingriff zu halten, um die Welle (1) gegen eine Drehung zu verriegeln.
Vorzugsweise weisen die Kopplungsmittel Scherstifte oder andere verformbare Elemente auf, die integriert mit dem zweiten Trägheitselement geformt werden können und die unter hohen Beschleunigungs- oder Verlangsamungskräften abgeschert bzw. gebogen werden, um die Drehung des zweiten Trägheitselements unabhängig von der Welle zu ermöglichen. Die Scherstifte befinden sich vorteilhaft in Vertiefungen oder Grundlöchern, um zu verhindern, daß die losen Teile nach ihrem Bruch den Aufrollmechanismus beeinträchtigen.
Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Haltemittel eine integriert geformte Raste auf dem zweiten Trägheitselement auf. Das Trägheitselement kann mit einem Federvorspannmittel versehen sein, das die Haltemittel bei Betätigung des Mechanismus' der Erfindung zur Verriegelung auf die Verriegelungsmittel vorspannen kann. Dieses Vorspannmittel könnte eine gewundene Torsionsfeder sein, die das zweite Trägheitselement mit dem Gurtband-Trägheitselement verbindet. Bereitgestellt werden kann auch eine Federklinke, um die Verriegelungsmittel positiv zu verriegeln, so beispielsweise eine integriert geformte Schelle auf dem zweiten Trägheitselement. Teile des Mechanismus' können aus einem Zinkgußstück oder aus formgepreßtem Kunststoffmaterial hergestellt werden.
Die Kopplung zwischen dem zweiten Trägheitselement und dem Gurtbandsensor-Trägheitselement (die jeweils allgemein Scheibenform haben können) ist derartig, daß das zweite Trägheitselement während der normalen Funktionsweise der Aufrollvorrichtung keine Rolle bei der Funktion des Gurtbandsensors (und seines Trägheitselements) spielt, da die Drehbeschleunigungen, denen der Mechanismus während des normalen Betriebs ausgesetzt ist, zu niedrig sind, um die Entkopplung zu bewirken, um beispielsweise die Verbindungsstifte abzuscheren, um die verformbare Kopplung zu verformen.
Um die vorliegende Erfindung besser zu verstehen und zu zeigen, wie diese ausgeführt werden kann, wird nun auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
Fig. 1 bis 3 Querschnittansichten eines Mechanismus' nach der Erfindung unter Bedingungen sind, die der normalen Funktionsweise der Aufrollvorrichtung, der normalen Verriegelung des Gurtbandsensors bzw. der Vorspannverriegelung des Gurtbandsensors entsprechen,
Fig. 4a und 4b ein Seitenquerschnitt bzw. eine schematische Draufsicht von Teilen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sind,
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Teil eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Mechanismus' der Erfindung ist.
In Fig. 1 wird eine Querschnittseitenansicht eines Mechanismus' nach der Erfindung gezeigt.
Unter 1 wird der Umfang der Welle gezeigt, und auf diesem ist ein Gurtbandsensor-Trägheitselement in der Form einer Scheibe 2 angebracht, die sich unter normalen Nutzungsbedingungen der Aufrollvorrichtung mit der Welle dreht. Die Arbeitsweise der Gurtbandsensor-Trägheitsscheibe ist jedem gut bekannt, der auf dem Gebiet der Aufrollvorrichtungen arbeitet. Sie wird durch elastische Mittel, wie beispielsweise eine Feder, mit der Welle verbunden, und unter Bedingungen mit hoher Beschleunigung, d. h., wenn das Gurtband in einer Crash-Situation plötzlich abgewickelt wird, ist die Trägheitsscheibe 2 gegenüber der Welle verzögert und betätigt eine Klinke 3, um die Welle gegen eine weitere Drehung zu verriegeln. Diese Klinke greift in Zähne 4 auf der Innenseite des Umfangs der Welle 1 ein, und anschließend wird ein lasttragender Verriegelungsstab 5 mit der Verriegelungskappe 6 zum Eingriff gebracht, um in einer Crash-Situation das Ablaufen des Gurtbandes von der Welle zu verhindern.
Nach der Erfindung wird ein zweites Trägheitselement, ebenfalls in der Form einer Scheibe 7, koaxial mit der ersten Trägheitsscheibe 2 angebracht und mit dieser durch Scherstifte 8 verbunden. Unter den Bedingungen einer besonders hohen Verlangsamung, wie beispielsweise nach dem Auslösen einer Vorspannvorrichtung, sind die Drehgeschwindigkeiten ausreichend hoch, um die Scherstifte 8 zu brechen und die Drehung der zweiten Trägheitsscheibe 7 (im Uhrzeigersinn in der Darstellung in Fig. 1) zuzulassen. Bei der Drehung greift eine der Erweiterungen 9 auf der zweiten Trägheitsscheibe in die Sperrklinke 3 ein und hält diese in der Wellen-Verriegelungsposition. Dieser Ablauf wird in Fig. 1 bis 3 gezeigt, in denen gleiche Merkmale durch gleiche Referenzzahlen bezeichnet werden. Fig. 1 zeigt den Gurtbandsensor in einer Ruheposition, wobei die Klinke 3 gelöst ist. Das ist die Situation während der normalen Arbeitsweise der Aufrollvorrichtung. In einer Crash-Situation ist die erste Trägheitsscheibe 2 gegenüber der Welle verzögert und bewegt sich im Verhältnis zur Welle im Uhrzeigersinn, wie das in Fig. 2 durch den Pfeil A gezeigt wird. In der in Fig. 2 gezeigten Position greift sie in die Klinke 3 ein, wobei sie diese gegen die Wirkung einer Feder 10 zum Eingriff mit den Zähnen 4 auf der Innenseite der Welle bewegt. Wenn die Crash-Situation die Vorspannvorrichtung aktiviert hat, sind die Beschleunigungskräfte so groß, daß die Scherstifte 8 brechen, und die zweite Trägheitsscheibe 7 dreht sich weiter in der Richtung A, so daß sich die Erweiterung 9 zum Eingriff in die Klinke 3, hinter den Klinkenständer 12, bewegt, um so die Klinke 3 in einer Verriegelungsposition zu halten. Wenn folglich weitere Crashs erfolgen, beispielsweise bei einem Auffahrunfall mit mehreren Fahrzeugen, setzt die Aufrollvorrichtung kein weiteres Gurtband mehr frei, und der Fahrzeuginsasse wird sicher auf seinem Sitz zurückgehalten.
Fig. 4a und 4b zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die erste Trägheitsscheibe 2 mit der zweiten Trägheitsscheibe 7 durch eine gewundene Torsionsfeder oder ähnliche Vorspannmittel 13 verbunden ist. Diese Torsionsfeder wirkt dahingehend, die zweite Trägheitsscheibe 7 in den Halteeingriff mit der Gurtbandsensor-Klinke 3 zu schieben, sobald die Scherstifte 8 gebrochen worden sind.
Fig. 5 veranschaulicht ein zusätzliches Schellenelement 14, das einen integrierten Bestandteil der Erweiterung 9 der zweiten Trägheitsscheibe 7 bilden könnte. Beim Wirksamwerden der zweiten Trägheitsscheibe in einer Situation, in der die Vorspannvorrichtung wirksam wird, greift dieses zusätzliche Schellenelement 14 mit dem Ständer 12 auf der Gurtbandsensor-Klinke ineinander, um die Gurtbandsensor- Klinke in der Welleneingriffsposition zu verriegeln.

Claims

1. Gurtband-Aufrollvorrichtung für ein Fahrzeug-Sicherheitsrückhaltesystem, wobei die Aufrollvorrichtung folgendes aufweist: ein Sicherheitsrückhalte-Gurtband, das um eine drehbare Welle (1) gewickelt ist, einen Gurtbandsensor, der ein Gurtbandsensor-Trägheitselement (2) hat, das so angebracht ist, daß es unter normalen Nutzungsbedingungen mit der Welle (1) rotiert, und das durch elastische Mittel auf eine solche Weise mit einer Sperrklinke (3) verbunden ist, daß das Gurtbandsensor-Trägheitselement (2) dann, wenn sich die Welle (1) schneller als mit einer vorher festgelegten Geschwindigkeit dreht, gegenüber der Welle (1) verzögert ist und die Sperrklinke (3) über die elastischen Mittel in einen Verriegelungseingriff mit der Welle (1) bewegt, um die Welle (1) gegen eine Drehung zu verriegeln, gekennzeichnet durch einen Verriegelungsmechanismus, der folgendes aufweist: ein zweites Trägheitselement (7) und Kopplungsmittel (8), die so angeordnet sind, daß sie das zweite Trägheitselement (7) mit dem ersten Trägheitselement (2) koppeln, so daß sie sich unter normalen Nutzungsbedingungen mit der Welle (1) drehen, und Mittel, die so angeordnet sind, daß sie bei Beschleunigungs- oder Verlangsamungsrotationskräften über einem vorher festgelegten Pegel das zweite Trägheitselement (7) von dem ersten Trägheitselement (2) entkoppeln, und Haltemittel, die nach der Entkopplung durch das zweite Trägheitselement (7) betätigt werden können, um die Sperrklinke (3) mit der Welle (1) im Verriegelungseingriff zu halten, um die Welle (1) gegen eine Drehung zu verriegeln.

2. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kopplungsmittel Scherstifte (8) oder andere verformbare Elemente aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie unter Beschleunigungs- oder Verlangsamungskräften über dem vorher festgelegten Pegel abgeschert bzw. gebogen werden, um die Drehung des zweiten Trägheitselements (7) unabhängig von der Welle (1) zuzulassen.

3. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach Anspruch 2, bei der sich die Scherstifte (8) in Vertiefungen oder Grundlöchern befinden, die so angeordnet sind, daß sie nach ihrem Abscheren eine Beeinträchtigung des Aufrollmechanismus' durch lose Teile verhindern.

4. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Scherstifte (8) oder verformbaren Elemente integriert mit dem zweiten Trägheitselement (7) gebildet werden.

5. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Haltemittel eine integriert geformte Raste auf dem zweiten Trägheitselement (7) umfassen.

6. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das zweite Trägheitselement (7) mit einem Federvorspannmittel (13) versehen ist, das dafür geeignet ist, die Haltemittel zur Verriegelung an den Verriegelungsmitteln vorzuspannen, wenn der Verriegelungsmechanismus betätigt wird.

7. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Federvorspannmittel durch eine gewundene Torsionsfeder (13) bereitgestellt wird, die das zweite Trägheitselement (7) mit dem Gurtbandsensor-Trägheitselement (2) verbindet.

8. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Federklinke aufweist, die so angeordnet ist, daß sie die Verriegelungsmittel positiv verriegelt.

9. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Federklinke eine integriert geformte Schelle auf dem zweiten Trägheitselement (7) aufweist.

10. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Teile des Verriegelungsmechanismus' aus einem Zinkgußstück oder aus formgepreßtem Kunststoffmaterial hergestellt werden.

11. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Gurtbandsensor und das Gurtbandsensor-Trägheitselement (2) jeweils allgemein scheibenförmig sind.

12. Gurtband-Aufrollvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die vorher festgelegte Kraft derjenigen entspricht, die durch einen Vorspannvorgang der Aufrollvorrichtung erzeugt wird.