DE3131637C2 - Rückstrammer für Sicherheitsgurtautomaten - Google Patents
Rückstrammer für SicherheitsgurtautomatenInfo
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Abstract
Für den Antrieb des Rückstrammers, das heißt die Aufwickelbewegung der Gurtwelle, ist ein im Gefahrenfall auslösbarer Kraftspeicher vorgesehen mit einem Energiewandler, der nach Auslösung des Kraftspeichers eine Kupplung mit der Gurtwelle und die Rückstramm-Rotationsbewegung bewirkt. Erfindungsgemäß ist als Energiewandler eine rotierbare Zugmittelrolle (12) vorgesehen, die mit der Gurtwelle kuppelbar ist und deren Zugmittel (16) mit dem Kraftspeicher in Verbindung steht und nach Auslösung desselben und nach Überwindung einer Rückhaltekraft (11) die Kupplungsverbindung und eine Rückstrammbewegung der Gurtwelle bewirkt.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Rückstrammer für Sicherheitsgurtautomaten gemäß dem Oberbegriff des
Rückstrammer der vorgenannten Art dienen dazu, Gurtlose im Gefahrenfall, z. B. im Crash-Fall durch Zurückziehen
des Gurtbandes zx· beseitigen, so daß das Gurtband möglichst eng am Körper der zu sichernden
Person anliegt und damit den freien Vorfallweg bis zum Wirksamwerden des Sicherheitsgurtsystems möglichst
gering hält
Bei einem bekannten Rückstrammer der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art (DE-OS
28 09 587) ist eine Zugmittelrolle für ein flexibles Zugmittel vorgesehen mit einem Kupplungsmechanismus,
der entweder durch Zentrifugalkräfte oder durch die Drehbeschleunigung der Trommel unter, der Wirkung
eine? Antriebskolbens betätigt wird. Hierbei ist das Entstehen einer Kupplungsverbindung abhängig von einer
vorbestimmten Rotationsbesichleunigung. Wird diese nicht erreicht, so kommt eine Kupplungsverbindung
nicht zustande. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (US-PS 41 91 344) ist es in einem ähnlichen Zusammenhang
bekannt, ein Scherelement in Form einer Schraube vorzusehen. Bei einer weiteren Sicherheitseinrichtung
für Fahrzeuge mil: Gurtspannvorrichtung ist die Gi'rtwelle mit einer Außenverzahnung versehen, in
die zum Zwecke der Kupplung eine radial innere Kante eines Flügelkolbens eingreifen kann, welcher Flügelkolben
in einem ringförmigen Arbeitsraum durch eine Gastreibladung im Crash-Falle bewegbar ist (DE-OS
25 05 626). Bei einer bekannten Freilaufkupplung (DE-ASl5 75 963) ist ein getriebenes und ein angetriebenes
Kupplungsteil vorgesehen, wobei beiden Kupplungteilen ein Schaltring zugeordnet is;t mit mehreren Klauenpaaren,
die zur Betätigung einer Kupplungsklinke dienen, die ihrerseits durch Radieilbewegung eine Kupplungsverbindung
zwischen den Kupplungsteilen herstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rückstrammer der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 genannten Art so zu verbessern, daß bei konstruktiv einfacher und kostenmäßig günstiger Bauweise
nach Auslösung des Kraftspeichers in kürzester Zeit eine sichere Kupplung zwischen Zugmittelrolle und
Gurtspule bzw. Gurtwelle erhalten wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1
aufgeführten Maßnahmen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden
Patentansprüchen.
Durch das kombinatorische Zusammenwirken der Scherelemente, der Steuerfläche und der Kupplungselemente werden letztere bei Auftreten einer vorbestimmten Scherkraft oder Abzugskraft zwangsweise in Kupplungsrichtung gesteuert und in Kupplungseingriff gebracht. Diese Kupplungsbewegung erfolgt zwangsweise und unabhängig etwa von einer bestimmten Rotationsbeschleunigung und zwar immer dann, wenn die Scherelemente der vom Kraftspeicher ausgehenden Antriebskraft nicht mehr standhalten können. Durch entsprechende Dimensionierung des Kraftspeichers ist eine solche Antriebskraft immer gewährleistet. Diese Scherelemente haben also eine Doppelfunklion und zwar eine Arretierfunktion für die Zugmittelrolle und eine Verstellfunktion für die Kupplungselemente.
Durch das kombinatorische Zusammenwirken der Scherelemente, der Steuerfläche und der Kupplungselemente werden letztere bei Auftreten einer vorbestimmten Scherkraft oder Abzugskraft zwangsweise in Kupplungsrichtung gesteuert und in Kupplungseingriff gebracht. Diese Kupplungsbewegung erfolgt zwangsweise und unabhängig etwa von einer bestimmten Rotationsbeschleunigung und zwar immer dann, wenn die Scherelemente der vom Kraftspeicher ausgehenden Antriebskraft nicht mehr standhalten können. Durch entsprechende Dimensionierung des Kraftspeichers ist eine solche Antriebskraft immer gewährleistet. Diese Scherelemente haben also eine Doppelfunklion und zwar eine Arretierfunktion für die Zugmittelrolle und eine Verstellfunktion für die Kupplungselemente.
Die anhand der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele werden nachstehend beschrieben. Es
zeigt
F i g. 1 bis 4 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückstrammers in Seitenansicht, per-
spektivischer Ansicht und Explosionsdarstellung,
Fig.5 eine schematisch dargestellte Variante des
Kupplungsprinzips für die Kupplungsverbindung zwischen Zugmittelrolle und Gurtwelle,
F i g. 6 bis 9 ein Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 in Schnittansichten und Explosionsdarstellung,
Fig. 10 bis 13 eine weitere A.isführungsform in
Draufsicht, Seitenschnittansicht, Einzelschnittansicht und Explosionsdarstellung.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 bis 4 ist ein Sicherheitagurtautomat allgemein mit i bezeichnet. Als
tragender Teil besitzt der Automat ein U-förmiges Automatengehäuse
2, das mittels einer Bohrung 3 z. B. am Rahmen eines Kraftfahrzeuges befestigt werden kann.
Im Automatengehäuse 2 drehbar gelagert ist eine Gurtwelle 4 mit darauf aufgewickeltem Gurtband 5, die mit
ihrem in den F i g. 2,3 und 4 linken Wellenende in an sich bekannter Weise mit einem im Crash-Falle Auslöse- und
Sperrmechanismus, abgedeckt durch eine Abdeckung 6 in Wirkverbindung steht und im Bereich des gegenüberliegenden
Wellenendes mit einer durch eine Abdeckung 7 abgedeckten Rückspulfeder verbunden ist. Die Gurtwelle
4 besitzt einen verlängerten Kupplungsansatz 8, der über die Abdeckung 7 für die Rückspulfeder hinausragt
und eine Radialverzahnung 9 sowie einen radialen Einstich 10 besitzt. Ferner sind an der Abdeckung 7 drei
Scherstifte 11 freiragend befestigt, auf die eine Zugmittelrolle
12 aufsteckbar ist. Der in den Einstich 10 eingedrückte Sprengring 13 hat bei Normalbetrieb des Automaten
axialen Abstand zur Zugmittelrolle 12, so daß die Freigängigkeit der Gurtwelle 4 nicht behindert ist Lediglich
nach Aktivierung des Automaten, also z. B. in Crash-Fall dient der Sprengring 13 der axialen Sicherung
der Zugmittelrolle 12.
Mittels eines Stiftes 14 in einer Bohrung 15 der spulenartig ausgebildeten Zugmittelrolle 12 befestigt ist ein
seilartiges Zugmittel 16, das zu diesem Zweck ein schlaufenartig geformtes Ende besitzt. Das Zugmittel 16
ist auf die Zugmittelrolle 12 aufgespult. Die Zugmittelrolle 12 besitzt eine axiale Ausnehmung 17, die die Radialverzahnung
9 mit freiem Abstand umzieht. In drei am Umfang der Zugmittelrolle 12 gleichmäßig verteilten
Ausnehmungen 18 schwenkbar gelagert sind als Klinken ausgebildete Kupplungselemente 19, die durch
Federn 20 in die freigängige Stellung, also in diejenige Stellung gedrückt werden, in der die zahnartigen Klinkenenden
mit freiem Abstand von der Radialverzahnung 9 liegen. Die Ausnehmungen 18 sind so ausgebildet,
daß in ihnen sowohl die mit entsprechenden Schwenkansätzen 21 ausgestatteten Kupplungshebel 19
als auch die Scherstifte 11 gelagert sind. Bei Sperrung des Automaten und bei Zug in Richtung 22 am Zugmittel
16 dreht sich die Zugmittelrolle 12 in Richtung 23, wobei die Kupplungshebel 19 auf den Scherstiften 11
auflaufen und entgegen der Kraft der Federn 20 in die Radialverzahnung 9 gedrückt werden. Bei weiteren Zug
werden die Scherstifle 11 abgeschert, so daß über die Kupplungsverbindung die Gurtwelle 4 in Aufwickelrichtung
gedreht wird unter Strammung der vorhandenen Gurtbandlose. Angetrieben wird das Zugmittel 16
durch einen in den Fi g. 1 bis 4 nicht dargestellten Antrieb.
Anstelle einer Klinke kann auch ein Klemmhebel vorgesehen sein der mit einem glatten Kupplungsansatz an
der Gurtwelle zusammenwirkt.
In F i g. 5 ist eine Zugmittelrolle 69 schematisch angedeutet, auf die wiederum ein Zugmittel 16 aufgewickelt
ist. Als Kupplungselement für die Kupplungsverbin-
dung von Zugmittelrolle 69 und der im wesentlichen glatten Umfangsfläche des verlängerten Kupplungsansatzes
35 der Gurtwelle dienen als kleine Ringe ausgebildete Wälzkörper 70, die im Normalbetrieb des Sicherheitsgurtsystems
an gehäusefesten Lagerzapfen 71 gelp.gert und gehalten sind. Die Lagerzapfen 71 sind
wiederum als Scherstifte ausgebildet, d.h. sie scheren
ab, wenn in Richtung 72 ein ausreichend großer Zug am Zugmittel 16 angreift Die Zugmittelrolle 69 besitzt keilförmig
sich der Rollenachse nähernde Steuerbahnen 73 in Form von Ausnehmungen in der Zugmittelrolle 69.
Da die Wälzkörper 70 an dem, z. B. an der Abbdeckung 7 des Automatengehäuses angeformten Lagerzapfen 71
gelagert sind, werden sie an den Steuerbahnen 73 in einer Stellung gehalten, in der die Wälzkörper 70 den
Abstand a von der Umfangsfläche des Kupplungsansatzes 35 haben, sodaß völlige Freigängigkeit der Gurtwelle
gewährleistet ist Bei erhöhtem Zug am Zugmittel 16 in Richtung 72 werden die Lagerzapfen 71 abgeschert,
wonach die Wälzkörper durch Federn 74 entlang den geneigten Steuerbahnen 73 in Richtung der Rollenachse
verschoben werden bis in Kontakt mit der Umfangsfläche des Kupplungsansatzes 35 und bei weiterer Kraftbeaufschlagung
in eine Klemmlage zwischen den Steuerbahnen 73 und der Umfangsfläche des Wellenansatzes
35 gelangen, so daß der Kupplungsansatz 35 und damit die Gurtwelle 4 in Aufwickelrichtung mitgenommen
wird, verbunden mit einem Rückstrammeffekt am Gurtband.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.6 bis 9
wird von dem Kupplungsprinzip gemäß F i g. 5 Gebrauch gemacht. Hierbei ist ebenfalls das Zugmittel 16
auf eine spulenartig ausgebildete Zugmittelrolle 69' aufgewickelt, wobei diese Zugmittelrolle 69' eine im wesentlichen
tangentiale Bohrung 109 aufweist, in die das freie Zugmittelende eingesteckt ist. Wie aus den Schnittansichten
gemäß Fig.6 und 8 zu ersehen, verläuft rechtwinkelig zur Bohrung 109 in der Zugmittelrolle 69'
eine Gewindebohrung 110, die die erstgenannte Bohrung 109 kreuzt und in die ein Gewindestift 111 eingeschraubt
ist, wobei mittels dieses Gewindestiftes 111 das Zugmittelende in der Kreuzungsstelle von Bohrung 109
und Gewindebohrung 110 verquetscht und damit fest mit der Zugmittelrolle 69' verbunden wird.
Aus den F i g. 6 bis 9 ergibt sich weiterhin eine besonders vorteilhafte, erfindungsgemäße Ausbildung und
Anordnung der für die Kupplungsverbindung zwischen Zugmittelrolle 69' und Wellenende 35' verantwortlichen
Teile. Es ist ersichtlich, daß das Wellenende 35' eine Umfangs-Kerbverzahnung 112 aufweist, auf die drehfest
eine Zwischenbuchse 113 aufgesteckt bzw. aufgepreßt ist. Die Zwischenbuchse 113, die eine glatte Umfangsfläche
aufweist, ist nabenförmig ausgestaltet und weist einstückig einen Stirnflansch 114 mit angesenkter
Axialbohrung 115 auf. Mittels einer Schraube 116 ist die
Zwischenbuchse 113 mit Stirnflansch 114 mit dem Wellenende 35' verschraubt, wobei das Wellenende 35' zu
diesem Zweck eine Gewindebohrung 116' besitzt. Bei Normalbetrieb des Automaten ist der Stirnflansch 114
mit geringem Abstand entfernt von der äußeren Stirnfläche der Zugmittelrolle 69'. Die Zugmittelrolle 69' ruht
bei Normalbetrieb des Automaten drehfest auf Lagerzapfen 71', die wiederum als Drehlager für die rollenartig^n
Wälzkörper 70 dienen und die an der Abdeckung 7 in Form von dünnen, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden
Stiften angeformt sind. Mit 71" ist ein zusätzlicher Abscherzapfen bezeichnet, der ebenfalls an der
Abdeckung 7 angeformt ist und der die Rückhaltekraft
für die Zugmittelrolle 69' bestimmt. Der Abscherzapfen
71" ist vorzugsweise nach dem Aufsetzen der Zugmittelrolle 69' am freien Ende verformt oder verschweißt,
wie F i g. 7 zeigt. Für die Aufnahme des Abscherzapfens 71" ist in der Zugmittelrolle 69' eine Bohrung 117 vorgesehen.
Die Wälzkörper 70 befinden sich bei normaler Betätigung des Automaten an den von der Drehachse
am weitesten entfernten Enden bzw. Ecken der Steuerbahnen 73' und sorgen für eine Zentrierung der Zugmit-
ξ telrolle 69' gegenüber dem Wellenende 35' derart, daß
zwischenden Wälzkörpern 70 und dem äußeren Umfang der Zwischenbuchse 113 ein Abstand vorhanden ist. Bei
Aktivierung des Rückstrammsystems, d. h. nach Zug am Zugmittel 16 d. h. nach Einwirken eines Drehmomentes
auf die Zugmittelrolle 69' verformen sich zunächst die Lagerzapfen 7Γ elastisch mit nachfolgender Abscherung
einschließlich des Abscherzapfens 71", der die Ruhe- und Zentrierlage der Zugmittelrolle 69' gegenüber
dem Wellenende 35' bestimmt Infolge Massenträgheit bei Beschleunigung in Richtung 118 am Zugmittel 16
tritt eine sofortige Kupplung zwischen Zugmittelrolle 69' und Zwischenbuchse 113 ein, indem die Wälzkörper
70 an den Steuerbahnen 73' entlanggleiten und in Kontakt
mit dem Außenumfang der Zwischenbuchse 113 treten. Hierbei dient der Stirnflansch 114 der Zwischenbuchse
113 als axiale Sicherung für die Zugmittelrolle 69'.
In weitgehender Übereinstimmung mit dem Kupplungsprinzip gemäß F i g. 5 ist beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 10 bis 13 seitlich der Seitenplatte 2' eines U-förmigen Automatengehäuses 2 eine Zugmittelrolle
169 angeordnet die auf dem die Seitenplatte 2" überragenden Wellenansatz 135 der Gurtwelle 4 drehbar gelagert
ist Die Zugmittelrolle 169 besitzt am Außenumfang wiederum das Profil einer Seilscheibe, auf dem das
Zugmittel 16 aufgewickelt und in der Bohrung 209 befestigt ist. Um den Außenumfang einer im Durchmesser
den Umfang des Wellenansatzes 135 übersteigenden Lagerbohrung 120 verteilt sind drei Ausnehmungen, die
zur Rollenachse hin geneigte Steuerbahnen 173 bilden. Zwischen Außenumfang der Lagerbohrung 120 und
Wellenansatz 135 befindet sich ein aus thermoplastischem Material bestehender, buchsenartiger Käfig 121,
der mit drei fensterartigen Öffnungen 122 versehen ist,
in denen als Walzen ausgebildete Wälzkörperl23 gehalten sind. Wie Fi g. 12 zeigt, besitzt der Käfig 121 dünne,
federartige Ansätze 124, die in die Öffnungen 122 mit Vorspannung hineinragen, und die die Wälzkörper 123
radial nach Außen gegen die abgesetzte Ringwand der Zugmittelrolle 169 drücken. Sind solche Ansätze nicht
vorhanden, so ist der Grundriß jeder Öffnung 122 etwas kleiner als diejenige des Wälzkörpers 123, so daß auf
diese Weise die Wälzkörper in einer äußeren Freigabestellung gehalten werden.
Der Käfig 121 besitzt drei achsparallele, lappenartige Scherelemente 125, die in drei entsprechenden Öffnungen
126 der Seitenplatte 2' gelagert sind und die Zugmittelrolle 169 bis zu einem vorbestimmten Drehmoment
drehfest mit dem Automatengehäuse 2 verbinden. Die Zugmittelrolle 169 ist wiederum mittels eines Abscherzapfens
171 in einer Bohrung 171' der Seitenplatte 2' drehmomentbegrenzt drehfest mit der Seitenplatte 2'
verbunden. Im Anschluß an den Wellenansatz 135 weist die Gurtwelle 4 einen dünneren Wellenansatz 127 mit
Mitnehmerschlitz 128, auf dem ein Ende einer Gurtband-Rückspulfeder 129 gehalten ist. Zugmittelrolle 169
und Rückspulfeder 129 sind umgeben von einer Abdekkung 130 mit Zwischenboden 131 zwischen Rückspulfeder
129 und Zugmittelrolle 169.
Im Aktivierungsfalle, also dann, wenn am Zugmittel 16 ein plötzlicher Zug in Richtung A auftritt wirkt auf
die Zugmittelrolle 169 ein Drehmoment, das zur Abscherung des Abscherzapfens 171 führt. Zwischen Käfig
121 und Zugmittelrolle 169 erfolgt hierbei eine Relativbewegung und die Wälzkörper 123 werden entlang den
Steuerbahnen 173 aus ihrer Ruhe- oder Freihaltelage im Käfig in Richtung Rollenachse bewegt bis zum Kraft-Schluß
mit dem Wellenansatz 135. Nun werden auch die Scherelemente 125 abgeschert und somit der Rückstrammvorgang
eingeleitet.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Rückstrammer für Sicherheitsgurtautomaten, mit einem im Crash-Fall auslösbaren Kraftspeicher,
der über ein flexibles Zugmittel mit einer Zugmittelrolle verbunden ist, die bei Normalbetrieb von der
Gurtwelle entkoppelt ist und nach Auslösen des Kraftspeichers mittels einer Kupplung aus an ihr
gelagerten, radial in Richtung eines Kupplungsansatzes der Gurtwelle bewegbaren Kupplungselementen
mit der Gurtwelle kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Scherelemente
(11, 71, 71', 123) am Gehäuse (2) fixierten Kupplungselemente (19; 70; 123) durch die Rotation der
Zugmittelrolle (12; 69'; 169) zwangsgesteuert in Eingriff mit dem Kupplungsansatz (8; 135) der Gurtwelle
gedrückt werden.
2. Rückstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Automatengehäuse (2) Scherelemente
(Scherstift 11) angeordnet sind, die in die Bewegungsbahn der durch Federn (20) in Ausrückstellung
gehaltenen Kupplungselemente (19) ragen und bei Beginn der Rotation der Zugmittelrolle (12)
die Kupplungselemente (19) in die Eingriffsstellung drücken.
3. Rückstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als an sich bekannte
Klinkenkupplung ausgebildet ist, deren Kupplungsansatz (8) eine Radial-Verzahnung (9) aufweist.
4. Rückstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als an sich bekannter
Klemmsperre mit Klemmhebeln ausgebildet ist.
5. Rückstrammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugmittelrolle
(12) mit den daran gelagerten Kupplungselementen (19) in der unbetätigten Stellung durch
die als Scherstifte (11) ausgebildeten Scherelemente gehalten wird.
6. Rückstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als an sich bekannte
Klemmrollenkupplung mit Wälzkörpern (123) ausgebildet ist.
7. Rückstrammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung der Wälzkörper
(123) ein radial nachgiebiger mit den Scherelementen (125) am Automatengehäuse (2) befestigter Käfig
(121) vorgesehen ist.
8. Rückstrammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der büchsen- oder ringartige, vorzugsweise
aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Käfig (121) am Umfang verteilte fensterartige
öffnungen (122) für die Wälzkörper (123) aufweist, in die federartige Ansätze (124) hineinragen, die die
Wälzkörper in die Freigabestellung drücken.
9. Rückstrammer nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Käfigs (121)
verteilt die gegenüber der Käfigachse vorzugsweise achsparallelen Scherelemente (125) vorgesehen sind,
durch die der Käfig (121) vorzugsweise unmittelbar an der Seitenplatte (2') des Automatengehäuses (2)
gehalten ist.
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