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Dokumentenidentifikation DE3009701C2 07.06.1990
Titel Aufrollautomat für einen Sicherheitsgurt
Anmelder TRW Repa GmbH, 7077 Alfdorf, DE
Erfinder Föhl, Artur, 7060 Schorndorf, DE
Vertreter Prinz, E., Dipl.-Ing.; Leiser, G., Dipl.-Ing.; Schwepfinger, K., Dipl.-Ing.; Bunke, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Degwert, H., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 13.03.1980
DE-Aktenzeichen 3009701
Offenlegungstag 17.09.1981
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.06.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.06.1990
IPC-Hauptklasse B60R 22/42

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einem Aufrollautomat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Aufrollautomat, der aus der DE-OS 24 32 956 bekannt ist, weist eine der Gurtspule nachgeschaltete Klemmeinrichtung für das Gurtband auf, die durch das Gurtband selbst aktivierbar ist. Beim schnellen Abziehen des Gurtbandes tritt die Klemmeinrichtung in Tätigkeit, so daß kein weiteres Gurtband abgezogen wird. Überdies ist der Aufrollautomat mit einer Sensoreinrichtung ausgestattet, die eine Blockierung der Gurtspule auslöst, sobald eine ein vorbestimmtes Maß übersteigende Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs auftritt. Da die Klemmeinrichtung für das Gurtband nur durch schnelles Abziehen desselben aktiviert wird, wird von einer gurtsensitiven Sperrung gesprochen; da andererseits die Sperrung der Gurtspule auf Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Fahrzeugs anspricht, wird von einer fahrzeugsensitiven Sperrung gesprochen. Bei der gurtbandsensitiven Sperrung durch die Klemmeinrichtung wird zwar die Gurtspule mit der ihr zugeordneten, fahrzeugsensitiven Blockiereinrichtung nicht beansprucht, dennoch muß sie hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit für eine gewisse Mindest- Beanspruchung ausgelegt werden, da der für die Klemmenleitung erforderliche Gurtabzug nur durch ein geringfügiges Abspulen des Gurtbandes von der blockierten Gurtspule durch den sogenannten Filmspuleneffekt erfolgen kann. Der Aufrollautomat und die zugeordnete fahrzeugsensitive Blockiereinrichtung müssen somit schwerer ausgebildet sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufrollautomaten der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die mit der Aufroll- und Steuerautomatik zusammenhängenden Teile sehr einfach und in Leichtbauweise massearm ausgebildet sein können und eine sehr schnelle, vollständige Blockierung des Gurtbandes im Gerfahrenfall allein durch die nachgeschaltete Klemmeinrichtung sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Aufrollautomaten erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale. Durch die Kombination der die eigentlichen Zugkräfte nach Aktivierung aufnehmenden Klemmeinrichtung mit der gehemmten Gurtspulendrehung wird erreicht, daß während der Betätigungszeit keinesfalls die volle Zugkraft auf die Gurtspule und auf die damit zusammenhängenden Teile einwirkt, so daß diese in Leichtbauweise ausgeführt sein können. Hierbei wirkt die Gurtspulen- Hemmvorrichtung lediglich als Steuerorgan oder Betätigungsorgan für die Brems- oder Klemmeinrichtung, die die Gurtspule nicht völlig blockiert, sondern ein zur Ansteuerung der Klemmeinrichtung dienendes kurzes Nachlaufen des Gurtbandes gestattet. Eingehende Versuche haben ergeben, daß durch den sogenannten Filmspuleneffekt, d. h. durch das weitere Abspulen des Gurtbandes von der blockierten Gurtspule ebenfalls eine Betätigung der Klemmeinrichtung möglich wäre, ohne daß die volle Zugkraft auf die Gurtspule einwirkt, jedoch sind die hierbei auf die Gurtspule einwirkenden Kräfte bereits so groß, daß eine stabilere Ausgestaltung von Gurtspule und der damit zusammenhängenden Blockierteile unumgänglich ist.

Aus den DE-OS 24 29 368 und 28 32 822 sowie aus dem DE-GM 76 27 467 sind Aufrollautomaten mit fahrzeugsensitiver Gurtspulenblockierung bekannt, bei denen die Blockiervorrichtung eine Steuerscheibe aufweist, welche im Gefahrenfall durch eine auf Beschleunigung oder Verzögerung ansprechende Sensoreinrichtung blockiert wird. Die Steuerscheibe ist relativ zur Gurtwelle begrenzt verdrehbar, wobei die Relativdrehung zwischen Steuerscheibe und Gurtwelle ausgenutzt wird, um eine Sperrklinke zu betätigen, welche in eine Sperrverzahnung der Gurtwelle einfällt, um diese im Gefahrenfall zu blockieren. Die Steuerscheibe ist reibungsschlüssig mit der Gurtwelle verbunden, wobei eine Relativdrehung zwischen Gurtwelle und Steuerscheibe in beiden Richtungen möglich ist.

Gegenstand der DE-OS 29 50 443 ist bereits eine einem Aufrollautomat nachgeschaltete Klemmeinrichtung, die eine Arretierschwinge aufweist, gegen die eine eine Oberfläche hoher Reibhaftung gegenüber dem Gurtband aufweisende und von diesem teilweise umschlungene Bremsrolle bewegbar und durch Reib- oder Formschluß daran arretierbar ist. Die Arretierschwinge ist ihrerseits gegenüber einer gehäusefesten Klemmleiste und dem vor dieser vorbeilaufenden Gurtband in eine dieses verklemmende Klemmstellung bewegbar. Eine solche Klemmeinrichtung zeichnet sich durch eine sehr schnelle und vollständige Blockierung des Gurtbandes im Gefahrenfalle aus. Zur Aktivierung der Klemmeinrichtung wird die diesem vorgeschaltete Gurtspule auf einen Trägheitssensor ansprechend in ihrer Drehung blockiert.

Durch die GB-PS 14 31 417 ist es bekanntgeworden, zur Entlastung der Aufrollerkonstruktion auf eine Verriegelung der Gurtwelle zu verzichten und die Ansteuerkräfte für die nachgeschaltete Klemmvorrichtung z. B. nur durch die Pausenträgheit des Aufrollers zu erzeugen. Eine solche Anordnung ist für eine fahrzeugsensitive Sperrung nicht geeignet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach Patentanspruch 2 wird zur Gurtspulenhemmung eine Federkraft verwendet, die eine Relativbewegung entsprechend einem vorbestimmten Winkelweg zwischen Gurtspule und einer durch den Aktivierungssensor blockierten Steuerscheibe zuläßt, wobei während dieser Relativbewegung die Klemmeinrichtung voll zur Wirkung gelangt. Eine begrenzte Verdrehbarkeit entgegen der Hemmwirkung einer Feder ist bereits aus dem DE-GM 76 27 467 bekannt.

Bei der alternativen Lösung gemäß Patentanspruch 3 ist zur Gurtspulenhemmung eine Rutschkupplung vorgesehen, die ebenfalls ein Bremsmoment auf die durch das ablaufende Gurtband in Drehung versetzte Gurtspule ausübt, womit die Klemmeinrichtung zum Einsatz gebracht wird. Aus der US-PS 39 18 658 ist es an sich bereits bekannt, die außenverzahnte Steuerscheibe eines fahrzeugsensitiven Auslösemechanismus über eine Rutschkupplung an die Gurtspule anzuschließen.

Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht eines Aufrollautomaten,

Fig. 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung des Aufrollautomaten gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Teils des Aufrollautomaten gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 und 5 den Teil des Aufrollautomaten gemäß Fig. 3 in Seitenansicht und Schnitt-Draufsicht,

Fig. 6 die Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Teils des Aufrollautomaten gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 7 und 8 den Aufrollautomaten-Teil gemäß Fig. 6 in Seitenansicht und Schnitt-Draufsicht.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Rückansicht einen Aufrollautomaten für ein Sicherheits-Gurtband 1, der im wesentlichen aus einer Einrichtung zur Gurtspulenhemmung 2 und einer Klemmeinrichtung 3 besteht. Als Träger für die Einrichtung 2 dient ein U-förmiges Automatengehäuse 4 mit seitlichen Abdeckungen 5, während als Träger für die Klemmeinrichtung 3 ebenfalls ein U-förmiges Gehäuse 6 dient, auf dessen freie Schenkel ebenfalls Abdeckungen 7 mittels Schrauben 8 aufgesetzt sind. Die unfreien Schenkel der beiden Gehäuse 4 und 6 sind zu einer einstückigen Baueinheit miteinander verbunden, wobei diese Baueinheit mittels einer Befestigungsöffnung 9 am Rahmen eines Kraftfahrzeuges befestigt werden kann. Zur Verbindung der beiden Gehäuse 4 und 6 können z. B. Niete 10 dienen.

Fig. 2 zeigt einen Mittelschnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Aufrollautomaten. Die Einrichtung zur Gurtspulenhemmung 2 besitzt eine nur schematisch angedeutete Gurtspule 11, auf der ein bestimmter Gurtvorrat aufgewickelt ist. Die Abzugsrichtung des Sicherheitsgurts ist durch einen Pfeil verdeutlicht. Die mit 2 bezeichnete Einrichtung besitzt in Fig. 2 nicht weiter dargestellte fahrzeugsensitive und gurtbandsensitive Aktivierungseinrichtungen, durch die bei Einwirkung einer vorbestimmten Beschleunigung auf das Fahrzeug oder auf die Person eine nachbeschriebene Steuereinrichtung der abrollenden Gurtspule 11 augenblicklich blockiert wird. In Abzugsrichtung der Gurtspule 11 nachgeschaltet ist die Klemmeinrichtung. Sie besitzt eine, mit einer glatten rutschfesten Oberfläche hoher Reibung ausgestattete Bremsrolle 12, die beidseitig der glatten Lauffläche Sperrverzahnungen 13 aufweist. Die Bremsrolle 12 mit den Sperrverzahnungen 13 ist in Langlöchern 14 des Gehäuses 6 verschiebbar gelagert. In unmittelbarer Nähe der Bremsrolle 12 ist am Gehäuse 6 eine metallische Arretierschwinge 15 um eine Achse 16 schwenkbar gelagert. Durch eine nicht weiter gezeigte, an einem Anschlagbolzen der Arretierschwinge einerseits und an einer Lagerwelle 17 der Bremsrolle 12 andererseits gelagerte Feder wird in der Ruhestellung die Bremsrolle 12 in den Langlöchern 14 in Fig. 2 nach rechts und die Arretierschwinge 15 im Gegenuhrzeigersinn gehalten, in welcher Stellung die Sperrverzahnungen 13 der Bremsrolle 12 einen Abstand von einer kreissegmentartigen Sperrverzahnung 18 der Arretierschwinge 15 haben. Mit 19 ist eine Klemmleiste bezeichnet, die in leichter Schrägstellung zwischen den U-förmigen Schenkeln des Gehäuses 6 fest angeordnet ist. Zwischen der Klemmfläche 20 der Klemmleiste 19 und einem Druckansatz 21 der Arretierschwinge 15 ist eine Klemmrolle 22 angeordnet, deren Lagerwelle in Langlöchern 23 des Gehäuses 6 verschiebbar gelagert ist. Diese Klemmrolle 22 wird durch eine zwischen Klemmleiste 19 und Klemmrolle 22 bzw. deren Lagerwelle verspannte Formfeder in einer Normalstellung gehalten, in der die Rollenoberfläche von der Klemmfläche 20 der Klemmleiste 19 entfernt ist. Das Gurtband 1 umschlingt die Oberfläche der Bremsrolle 12 teilweise. Seitlich am Führungsweg des Gurtbandes 1 befindet sich die Klemmleiste 19 mit abgerundeten Ecken. Beim Ausführungsbeispiel stützt sich die Klemmrolle 22 leicht und mitdrehend am Gurtband 1 ab. Im Aktivierungsfalle, d. h. bei Auftreten von Zugkräften am Gurtband 1 wird die Steuereinrichtung blockiert und die Gurtspule 11 gebremst bzw. gehemmt. Durch die am Gurtband 1 auftretenden Kräfte wird nun die Bremsrolle 12 gemäß Fig. 2 mit ihrer Sperrverzahnung 13 in die Sperrverzahnung 18 der Arretierschwinge 15 gedrückt, womit die Bremsrolle 12 ebenfalls blockiert wird. Die Bremsrolle 12, auf die weiterhin ein Drehmoment ausgeübt wird, drückt die Arretierschwinge 15 in Richtung der Klemmleiste 19, wobei der Druckansatz 21 sich an der Klemmrolle 22 abstützt und letztere wiederum das Gurtband 1 mit der Klemmfläche 20 verklemmt und damit blockiert. Mit zunehmendem Zug am Gurtband 1 nimmt auch die Klemmkraft zu. Nach diesem Vorgang wirken auf die Einrichtung zur Gurtspulenhemmung nur noch geringe Kräfte, die von der nachfolgend erläuterten Gurtspulen-Hemmvorrichtung aufgenommen werden.

Anhand der Fig. 3, 4 und 5 ist der Aufbau und die Wirkungsweise der Gurtspulen-Hemmvorrichtung verdeutlicht. Mit 4 ist wiederum das aus Aluminium oder Kunststoff bestehende U-förmige Automatengehäuse bezeichnet, das in den freien Schenkeln Lageröffnungen 24 aufweist. Die Gurtspule 11 weist eine zylindrische Lageröffnung 25 auf, sowie eine Radialnut 26 für die Arretierung des Gurtbandendes 1, das zu diesem Zweck eine Verdickung 27 in Form einer Schlaufe für einen Stift 28 aufweist. Mit 29 ist eine Vierkant-Gurtspulenwelle bezeichnet, die an einem Ende einen Nagelkopf 30 aufweist. Auf diese Welle 29, bis zum Nagelkopf 30 aufschiebbar, ist ein Federwiderlager 31, das entsprechend eine Vierkantöffnung 32 aufweist und mit einem Radialschlitz 33 versehen ist, in den das innere Ende 34 einer spiralförmigen Aufwickelfeder 35 eingehängt ist. Das andere Federende ist in bekannter Weise an einem gehäusefesten Widerlager gelagert. Das Federwiderlager 31 besitzt ferner zwei Mitnehmerklauen 36, die in entsprechende Klauennuten 37 in der Wandung der Lageröffnung 25 der Gurtspule 11 eingreifen, womit eine drehfeste Kupplung hergestellt ist. Die äußere Oberfläche des Federwiderlagers bildet hierbei ein Achslager für die Gurtspule 11. Das andere Achslager wird gebildet durch eine Lagernabe 38, die ebenfalls eine axiale Vierkantöffnung 40 sowie Mitnehmerklauen 141 aufweist, mit denen die Lagernabe 38 drehfest mit der Gurtspule 11 gekuppelt ist. Die Lagernabe 38 weist auf der anderen Seite einen ringförmigen Schulteransatz 39 auf, auf dem eine Steuerscheibe 41, die eine feine Außenverzahnung 42 aufweist, frei drehbar gelagert ist. An der Steuerscheibe 41 anliegend ist eine Mitnehmerscheibe 43, wobei Steuerscheibe 41 und Mitnehmerscheibe 43 durch eine auf die Gurtspulenwelle 29 aufdrückbare und arretierbare Spannscheibe 44 axial zusammengedrückt und damit fixiert werden. An der Innenseite weist die Steuerscheibe 41 eine nach außen hin offene Lagertasche 45 auf, in der eine in Form einer zweiarmigen Klinke ausgebildete Trägheitsmasse 46 gelagert ist. Diese Trägheitsmasse 46 ist um einen Stift 46a schwenkbar und wird durch eine vorgespannte Feder 48 in der nicht-aktivierten Stellung mit einem Schenkel gegen einen Anschlag 49 innerhalb der Lagertasche 45 gedrückt, wie insbesondere in Fig. 4 zeigt. Mit 50 ist ein mit einer Innenverzahnung 51 versehener Ring bezeichnet, der am Automatengehäuse 4 durch Rastklipse befestigt ist. Wie insbesondere Fig. 5 zeigt, befindet sich in der fertigmontierten Stellung die Steuerscheibe 41 außerhalb der Innenverzahnung 51 des Ringes 50, wogegen die Trägheitsmasse 46 sich in Höhe dieser Innenverzahnung befindet und in der Ruhestellung, d. h. in der nicht-aktivierten Stellung durch die Feder 48 von der Innenverzahnung entfernt gehalten wird. Die Steuerscheibe 41 weist eine kreisringabschnittsförmige, konzentrische Aussparung 52 auf, in die eine Feder 53 eingelegt ist. An der Spannscheibe 44 ist ein Mitnehmerstift 47 befestigt, der durch eine Paßöffnung 54 in der mittels eines Vierkantloches drehfest mit der Gurtspulenwelle 29 verbundenen Mitnehmerscheibe 43 hindurchragt und in die Aussparung 52 der Steuerscheibe 41 hineinragt und sich an der Feder 53 abstützt, wie insbesondere Fig. 4 zeigt. In dieser Stellung befindet sich die beschriebene Einrichtung in der Ruhestellung. Weiterhin ist beim beschriebenen Ausführungsbeispiel mit 55 eine fahrzeugsensitive Sensoreinrichtung bezeichnet, bestehend aus einem gehäusefesten Lagerkörper 56 für eine Massekugel 57 und einem schwenkbaren und bei Verschieben der Massekugel aus der Ruhe-Mittenlage in Richtung der Außenverzahnung 42 der Steuerscheibe 41 verstellbarer Sperrhebel 58.

Im Aktivierungsfalle, also bei Auftreten einer ein vorbestimmtes Maß übersteigenden Beschleunigung am Fahrzeug bzw. bei einem entsprechenden Zug am Gurtband, wird entweder die fahrzeugsensitive Sensoreinrichtung 55 oder aber der gurtbandsensitive Aktivierungssensor (Trägheitsmasse 46) ausgelöst, womit die Steuerscheibe 41 sofort blockiert wird.

Eine sofortige Blockierung der Gurtspulenwelle 29 und damit der Gurtspule 11 erfolgt jedoch nicht, da aufgrund der Feder 53 noch eine Relativbewegung zwischen Gurtspule 11 und Steuerscheibe 41 möglich ist, und zwar unter Zusammendrücken der Feder 53, wodurch eine Hemmkraft auf die Gurtspule 11 und somit auf das auslaufende Gurtband 1 ausgeübt wird. Während dieser Relativbewegung wird die anhand Fig. 2 beschriebene Klemmeinrichtung 3 betätigt, d. h. in die Klemmstellung verstellt und nimmt die gesamte Zugkraft auf. Damit ist der in den Fig. 3 bis 5 gezeigte Mechanismus entlastet, noch bevor der Mitnehmerstift 47 die Feder 53 völlig zusammengedrückt hat. Alle diese beschriebenen Teile können daher aus einem wenig widerstandsfähigen Material bzw. in Leichtbauweise hergestellt und ausgebildet sein. Insbesondere kann die Steuerscheibe 41 eine sehr feine Steuerverzahnung aufweisen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 6, 7 und 8 unterscheidet sich von vorhergehenden Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 bis 5 lediglich in der Ausgestaltung der Gurtspulen-Hemmvorrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine z. B. tellerfederartige Mitnehmerscheibe 60 durch die Spannscheibe 61 mit vorbestimmter Federkraft gegen die Außenfläche der Steuerscheibe 62 gedrückt, wobei wiederum die Steuerscheibe 62 auf der Lagernabe 38 frei drehbar gegenüber der Gurtspulenwelle 29 gelagert ist, während die Mitnehmerscheibe 60 drehfest auf der Gurtspulenwelle 29 aufgesteckt ist. Hierbei bilden die Teile 60, 61 und 62 eine Rutschkupplung. Im Aktivierungsfalle, also beim Auslösen der Sensoreinrichtung 55 oder der Trägheitsmasse 46, wird sofort die Steuerscheibe 62 blockiert, womit die Abspulbewegung der Gurtspule 11 durch die Rutschkupplung gehemmt oder gebremst wird. Die Wirkung auf die Brems- oder Klemmeinrichtung gemäß Fig. 2 ist dieselbe wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Auch hier wird durch die Abbremsung des Gurtbandes 1 die Bremsrolle 12 gegen die Arretierschwinge 15 gedrückt und gebremst; gleichzeitig wird das Gurtband 1 an der Klemmfläche 20 derart verklemmt, daß dadurch die gesamte Zugkraft aufgenommen wird und nicht mehr auf die Teile gemäß den Fig. 6 bis 8 einwirken kann. Auch diese Teile können daher in Leichtbauweise ausgestaltet sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Aufrollautomat für einen Sicherheitsgurt mit einer der Gurtspule in Gurtbandauszugsrichtung nachgeschalteten Klemmeinrichtung für das Gurtband, die durch das Gurtband selbst aktivierbar ist und eine Arretierschwinge aufweist, die gegenüber einer gehäusefesten Klemmleiste und dem vor dieser vorbeilaufenden Gurtband in eine dieses verklemmende Klemmstellung bewegbar ist, sowie mit einer auf ein vorbestimmtes Maß übersteigende Beschleunigungen oder Verzögerungen des Fahrzeugs reagierenden, mit der Gurtspuleneinrichtung in Verbindung stehenden Sensoreinrichtung, die mit einer an die Gurtspule angeschlossenen Steuerscheibe zusammenwirkt, welche durch die Sensoreinrichtung blockierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß gegen die Arretierschwinge (15) eine eine Oberfläche hoher Reibung gegenüber dem Gurtband (1) aufweisende und von diesem teilweise umschlungene Bremsrolle (12) bewegbar und durch Reib- oder Formschluß daran arretierbar ist und daß die drehbar auf der Gurtspulenwelle (29) angeordnete Steuerscheibe (41; 62) bei Blockierung durch die Sensoreinrichtung (55) eine Gurtspulendrehung entgegen einer zur Ansteuerung der Klemmeinrichtung (3) ausgenutzten Hemmwirkung zuläßt.
  2. 2. Aufrollautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtspule (11) bei Blockierung der Steuerscheibe (41) entgegen der Kraft einer Feder (53) um einen vorbestimmten Winkelweg relativ gegenüber der Steuerscheibe (41) drehbar ist.
  3. 3. Aufrollautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (62) über eine Rutschkupplung mit der Gurtspule (11) gekoppelt ist.






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