-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Sicherheitsrückhaltesysteme
für Kraftfahrzeuge.
Im einzelnen ist die vorliegende Erfindung auf eine Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung
gerichtet, die einen Energiemanagementmechanismus, der in der Lage ist,
während
eines Zusammenstoßes
Energie auf die Aufrollvorrichtung zu übertragen, und einen Modusverstellmechanismus,
der in der Lage ist, anschließend
die Aufrollvorrichtung zu deaktivieren, wenn die durch den Energiemanagementmechanismus
absorbierte Energiemenge eine maximal zulässige Grenze überschreitet,
hat.
-
Als
Teil des Insassenrückhaltesystems,
das gegenwärtig
in Kraftfahrzeugen verwendet wird, sind mehrere unterschiedliche
Arten von Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtungen erhältlich,
die eine verbesserte Insassenbequemlichkeit und/oder unterschiedliche
Funktionsmodi bereitstellen. Zum Beispiel schließt eine Art von Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung,
die häufig
als Notsperr-Aufrollvorrichtung (ELR – emergency locking retractor)
bezeichnet wird, einen Klinkenmechanismus ein, der als Reaktion
auf bestimmte Hochbeschleunigungsbedingungen selbsttätig betätigt wird,
um ein Ausgeben des Sicherheitsgurtes zu verhindern. Typischerweise
wird der Klinkenmechanismus durch ein trägheitsempfindliches Stellglied
betätigt,
wenn das Fahrzeug einem bestimmten Verzögerungsniveau ausgesetzt ist, und/oder
durch ein bandempfindliches Stellglied betätigt, wenn der Gurt mit einer
Geschwindigkeit von der Spule abgezogen wird, die ein bezeichnetes
Niveau überschreitet.
Eine andere Art von Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung, die häufig als
Automatiksperr-Aufrollvorrichtung (ALR – automatic locking retractor)
bezeichnet wird, schließt
einen Klinkenmechanismus ein, der selektiv durch Abziehen einer
vorher festgelegten Länge
des Sicherheitsgurtes betätigt
wird. Sobald die vorher festgelegte Länge des Sicherheitsgurtes abgezogen
worden ist, ermöglicht der
Klinkenmechanismus ein Aufrollen, verhindert aber ein weiteres Ausgeben
des Sicherheitsgurtes. Danach wird diese selbsttätige Sperrfunktion als Reaktion
auf das Aufrollen einer vorher festgelegten Menge des Sicherheitsgurtes
zu dessen eingezogener Position aufgehoben. Als eine weitere Variation arbeiten
manche Zweimodus-Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtungen normalerweise
als ELR-Aufrollvorrichtung
und können
selektiv verstellt werden, um als ALR-Aufrollvorrichtung zu arbeiten,
wie beispielsweise, wenn gewünscht
wird, einen tragbaren Kindersitz an dem Fahrzeugsitz zu befestigen.
Diese Aufrollvorrichtungen werden häufig als ELR/ALR-Aufrollvorrichtungen
bezeichnet.
-
Diese
unterschiedlichen Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtungen können ebenfalls
einen Energiemanagementmechanismus einschließen, der dazu dient, einen
Teil der Energie (d.h., der Stoßbelastungen)
zu absorbieren, die während
eines Zusammenstoßes
von dem Sicherheitsgurt auf den Sitzinsassen übertragen wird. Zum Beispiel
schließen
manche Energiemanagement-Aufrollvorrichtungen eine Drehstabfeder
ein, die ein erstes, an der Spule befestigtes, Ende hat. Daher wird
die durch den Sitzinsassen auf den Sicherheitsgurt ausgeübte Stoßkraft auf
die Spule übertragen
und bewirkt, daß sich
die Drehstabfeder im Verhältnis
zu dem eingeklinkten zweiten Ende verdreht. Ein solches Torsionsnachgeben
der Drehstabfeder führt
zu einem begrenzten, aber gesteuerten Maß an zusätzlicher Drehung der Spule, was
wiederum ermöglicht,
daß eine
entsprechende Menge an zusätzlichem
Gurt von der Aufrollvorrichtung abgezogen wird. Das gesteuerte Ausgeben
von zusätzlichem
Gurt als Reaktion auf das Belasten des Sicherheitsgurts dämpft wirksam
die Menge an Stoßenergie,
die auf den Sitzinsassen übertragen
wird, und steuert die Vorwärtsbewegung
des Insassen. Die physikalischen Abmessungen und Materialeigenschaften
der Drehstabfeder werden so gewählt,
daß sie
deren Nachgiebigkeitsgeschwindigkeit definieren und ermöglichen,
daß sie
sich eine vorher festgelegte Zahl von Umdrehungen dreht. Im einzelnen
wird diese festgelegte Zahl von Umdrehungen so gewählt, daß sie größer ist
als diejenige, die erforderlich ist, damit die Drehstabfeder einen
einzigen schweren Zusammenstoß oder
die kumulative Wirkung einer Zahl von weniger schweren Zusammenstößen übersteht.
-
DE
19706108-A1 offenbart eine Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung, die
hauptsächlich
aus folgendem besteht:
- – einem Sperrmittel, das einen
Notsperrmechanismus betätigt,
um in einer Notsituation eines Fahrzeugs eine Drehung des Gurtspulenelements
in einer Richtung, in welcher der Gurt ausgezogen wird, zu hemmen,
- – einem
Energieabsorptionsmechanismus, der hauptsächlich aus einer Drehstabfeder
besteht, der ermöglicht
wird, um die Achse derselben verdreht zu werden, um so eine Verformung
zu erleben, und
- – einen
Drehungseinschränkungsmechanismus, um
den Torsionswinkel der Drehstabfeder innerhalb einer gegebenen Grenze
einzuschränken, wenn
die Drehung des Sperrmechanismus gehemmt worden ist.
-
Der
Drehungseinschränkungsmechanismus umfaßt Nocken,
Nockenstößel, ein
Sperrklinkenrad und andere bekannte Bestandteile. Der Betrieb der Aufrollvorrichtung
gewährleistet,
daß eine
Menge der durch den Gurt auf die zugeordnete Spule ausgeübten Energie
durch die Spulenwelle absorbiert wird, wenn sie sich durch Torsion
verformt. Wenn die Welle eine solche Verformung erlebt, wird der
Gurt von der Spule abgezogen. Der Drehungseinschränkungsmechanismus
begrenzt ein weiteres Abziehen des Gurtes, falls eine Belastung,
die größer ist
als ein vorher festgelegter Wert, von dem Gurt auf die Spule ausgeübt wird,
d.h., die Menge des Gurtes, die abgezogen werden kann, wird auf
einen angemessenen voreingestellten Wert eingeschränkt.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung
bereitzustellen, die einen Energiemanagementmechanismus, der in
der Lage ist, während
eines oder mehrerer Zusammenstöße einen
Teil der Stoßenergie
auf die Aufrollvorrichtung zu übertragen,
und einen Modusverstellmechanismus, der in der Lage ist, die Schwere
des Zusammenstoßes/der
Zusammenstöße in Abhängigkeit
von der durch den Energiemanagementmechanismus absorbierten Energiemenge zu
bestimmen.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Modusverstellmechanismus
mit der Fähigkeit
zu versehen, die Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung zu deaktivieren,
wenn die durch den Energiemanagementmechanismus absorbierte Energiemenge
eine maximal zulässige
Grenze überschreitet.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Modusverstellmechanismus
in den Automatiksperrmechanismus einer Notsperr-Aufrollvorrichtung
zu integrieren.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger zu verstehen sein aus
der Analyse der folgenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen,
in denen:
-
1 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung ist,
-
2 bis
einschließlich 5 die
Position verschiedener Bestandteile der Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung
zum selektiven Aktivieren eines Automatiksperrmechanismus, um sich
zwischen einem ELR-Modus und einem ALR-Modus zu verstellen, illustrieren,
-
6 bis
einschließlich 8 die
Position verschiedener Bestandteile der Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung
zum Verstellen des Automatiksperrmechanismus in einen Verriegelungsmodus
illustrieren,
-
9 eine
Ansicht, ähnlich 2,
ist, aber modifiziert, um die Position der Bestandteile einer Notsperr-Aufrollvorrichtung
zum Verstellen eines Modusverstellmechanismus zwischen einem ELR-Modus und einem Verriegelungsmodus
zu zeigen.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen wird eine Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung 10 gezeigt,
die geeignet ist zur Verwendung mit einem Sicherheitsgurt-Rückhaltesystems
der Art, die typischerweise in Kraftfahrzeugen verwendet wird. Wie detailliert
beschrieben wird, schließt
die Aufrollvorrichtung 10 einen Energiemanagementmechanismus 12 ein,
der betriebsbereit ist, einen Teil der während eines Fahrzeugzusammenstoßes durch
den Sitzinsassen auf den Sicherheitsgurt ausgeübten Stoßenergie auf eine nachgiebige
Struktur zu übertragen, um
einen Teil der auf den Sitzinsassen ausgeübten Reaktionsbelastungen wirksam
zu absorbieren (d.h., zu dämpfen).
Die Aufrollvorrichtung 10 schließt außerdem einen gurtempfindlichen
Notsperrmechanismus 14 und einen fahrzeugempfindlichen
Notsperrmechanismus 16 ein, die beide von bekannter Art sind
und dazu dienen, ein Ausgeben des Sicherheitsgurtes zu verhindern,
wenn eine Gurt- oder Fahrzeugbeschleunigungs-/-verzögerungsbedingung vorher
festgelegte Niveaus überschreitet.
Schließlich schließt die Aufrollvorrichtung 10 einen
Automatiksperrmechanismus 18 ein, der ungeachtet des Vorhandenseins
oder der Schwere einer Beschleunigungsbedingung selektiv aktiviert
werden kann, zur Verwendung zum Beispiel beim Befestigen eines tragbaren
Kindersitzes an dem Fahrzeugsitz. Daher dient der Automatiksperrmechanismus 18 dazu,
einen Betrieb der Aufrollvorrichtung 10 entweder in einem
ELR-Modus oder in einem ALR-Modus zu ermöglichen. Nach der vorliegenden
Erfindung ist der Automatiksperrmechanismus 18 ferner betriebsbereit,
um einen Verriegelungsmodus herzustellen, um ein Ausgeben des Sicherheitsgurtes
aus seiner eingezogenen Position zu verhindern, wenn die Gesamtmenge
der durch den Energiemanagementmechanismus 12 absorbierten
Energie eine maximal zulässige
Grenze überschreitet,
wodurch die Aufrollvorrichtung 10 deaktiviert und eine
Anzeige bereitgestellt wird, daß die
Aufrollvorrichtung 10 ersetzt werden sollte.
-
Wie
am besten in 1 zu sehen, schließt die Aufrollvorrichtung 10 einen
Rahmen 22 ein, der geeignet ist, an einer geeigneten Rahmenstruktur des
Sitzbaugruppe oder des Fahrzeugs verankert zu werden, und der ein
Paar mit seitlichem Zwischenraum angeordneter Wände 24A und 24B mit
entsprechenden darin geformten Öffnungen 26A und 26B hat.
Die Aufrollvorrichtung 10 schließt außerdem eine Spule 28 ein,
die ein röhrenförmiges Wellensegment 30 und
ein Paar von scheibenförmigen
Endplatten oder Flanschen 32, 34 hat, die an entgegengesetzten Enden
der Spule 28 befestigt sind. Eine Bohrung 36 ist
durch das Wellenelement 30 und die Endplatten 32 und 34 der
Spule 28 geformt und schließt innere Keilnuten 38 ein,
die angrenzend an die Endplatte 32 geformt sind. Wie zu
erkennen ist, kann die Spule einen mehrteiligen Aufbau oder einen
einteiligen Aufbau, wie beispielsweise als ein einteiliges Aluminiumteil
hergestellt, haben. Wie zu sehen ist, ist das eine Ende eines Sicherheitsgurtes 40 auf
eine bekannte Weise an dem Wellensegment 30 der Spule 28 befestigt.
Während
es nicht gezeigt wird, ist das andere Ende des Sicherheitsgurtes 40 auf
eine herkömmliche
Weise verankert, so daß er
ein gut bekanntes Dreipunkt-Sicherheitsgurtsystem bildet, unter
Verwendung einer verschiebbar an demselben angebrachten Zungenplatte,
die lösbar
an einem Gurtschloß eingeklinkt
wird, um eine Person oder einen tragbaren Kindersitz an einem Fahrzeugsitz
zu sichern.
-
Um
die Spule 28 drehbar an dem Rahmen 22 anzubringen,
wird ein erstes Endsegment 42 einer Drehstabfeder 44 durch
die Öffnung 26B in
der Wand 24B, die Bohrung 36 durch die Spule 28 und
die Öffnung 26A in
der Wand 24A geführt
derart, daß ihre äußeren Keilnuten 46 mit
den inneren Keilnuten 38 ineinandergreifen. Folglich ist
die Drehstabfeder 44 für
eine Drehung mit der Spule 28 befestigt. Ein Sperrklinkenrad 48 ist
angrenzend an ein zweites Endsegment 50 der Drehstabfeder 44 befestigt.
Außerdem
wird angrenzend an eine Außenfläche der Wand 24A eine
Aufwickelfeder 52 bereitgestellt, und ihre Mitte ist an
dem ersten Endsegment 42 der Drehstabfeder 44 oder
der Endplatte 32 befestigt, und ihr äußeres Ende ist an dem Rahmen 22 befestigt.
Die Aufwickelfeder 52 dient dazu, die Spule 28 normalerweise
für eine
Drehung in einer ersten oder Gurtaufwickelrichtung (d.h., in den
Zeichnungen im Uhrzeigersinn) vorzuspannen und eine Aufrollkraft
auf den Gurt 40 auszuüben,
die das Aufwickeln des Gurtes 40 auf die Spule 28 unterstützt.
-
Unter
fortgesetzter Bezugnahme auf 1 wird gezeigt,
daß die
Aufrollvorrichtung 1 ein Gehäuse 54 einschließt, das
geeignet ist, an der Wand 24B des Rahmens 22 befestigt
zu werden, wie beispielsweise durch Pfosten 56, die in Öffnungen 58 einrasten.
Das Gehäuse 54 definiert
einen eingeschlossenen Raum innerhalb der Wand 24B, innerhalb
dessen der gurtempfindliche Notsperrmechanismus 14 und
der fahrzeugempfindliche Notsperrmechanismus 16 angeordnet
sind. Der fahrzeugempfindliche Notsperrmechanismus 16 ist
herkömmlich
und ist wirksam dem Sperrklinkenrad 48 zugeordnet, um eine Bewegung
einer ersten Sperrklinke 60 zu bewirken, zwischen einer
ersten, von den Zähnen 62 des
Sperrklinkenrades 48 versetzten, Position und einer zweiten,
die Zähne 62 an
dem Sperrklinkenrad 48 in Eingriff nehmenden, Position.
Die erste Sperrklinke 60 wird schwenkbar an einem Pfosten 64 getragen,
der sich von der Wand 24B des Rahmens 22 erstreckt, und
wird normalerweise zu ihrer ersten Position vorgespannt. Wenn sich
die erste Sperrklinke 60 in ihrer ersten Position befindet,
wird eine Zweirichtungsdrehung der Spule 28 ermöglicht,
um so einen freigegebenen Modus für den gurtempfindlichen Notsperrmechanismus 14 zu
definieren. Der gurtempfindliche Notsperrmechanismus 14 ist
ebenfalls betriebsbereit, um die erste Sperrklinke 60 zu
ihrer zweiten Position zu bewegen, wenn die durch ein schnelles
Ausziehen des Gurtes 40 verursachte Beschleunigung der
Spule 28 einen vorher festgelegten Beschleunigungswert überschreitet.
Wenn sich die erste Sperrklinke 60 in ihrer zweiten Position
befindet, wird die Spule 28 daran gehindert, sich in einer
zweiten oder Gurtabwickelrichtung (d.h., in den Zeichnungen gegen
den Uhrzeigersinn) zu drehen, wodurch ein Ausgeben des Sicherheitsgurtes 40 verhindert
wird. Die Spule 28 kann jedoch noch in ihrer Gurtaufwickelrichtung
gedreht werden. Daher definiert die Bewegung der ersten Sperrklinke 60 zu
ihrer zweiten Position einen gesperrten Modus für den gurtempfindlichen Notsperrmechanismus 14.
Während
die besondere Struktur des gurtempfindlichen Notsperrmechanismus 14 für die vorliegende
Erfindung nicht entscheidend ist, wird gezeigt, daß er einen
Klemmring oder -becher 66, einen Trägheitsring 67 oder
ein Sperrklinkenrad 68 einschließt. Ein Pfosten 70, der
sich in Axialrichtung von dem zweiten Endsegment 50 des Sperrklinkenrades 48 erstreckt,
ist geeignet, sich durch Öffnungen
zu erstrecken, die in dem Klemmring 66, dem Trägheitsring 67 und
dem Sperrklinkenrad 68 geformt sind. Ein Antriebsring 72 hat
einen ersten Keil (nicht gezeigt), der in einer Keilnutöffnung 74 festgehalten
wird, die in dem Pfosten 70 geformt ist. Der Antriebsring 72 schließt ebenfalls
einen zweiten Keil 76 ein, der geeignet ist, durch eine Öffnung 78 hindurchzugehen,
die in dem Gehäuse 54 geformt ist.
Wenn der Gurt 40 mit einer ausreichend schnellen Geschwindigkeit
verlängert
wird, bewegt sich der Trägheitsring 67,
um das Sperrklinkenrad 68 an den Klemmring 66 zu
koppeln. Ein anschließendes
Verlängern
des Gurtes 40, das heißt,
eine Drehung der Spule 28, bewirkt, daß sich der Klemmring 66 dreht, wodurch
er die erste Sperrklinke 60 in Sperreingriff mit den Zähnen 62 des
Sperrklinkenrades 48 bewegt. Wie zu erkennen ist, kann
der obige durch andere Gurtsensormechanismen ersetzt werden.
-
Der
fahrzeugempfindliche Notsperrmechanismus
16 ist ebenfalls
herkömmlich
und schließt eine
im Phantom gezeigte Trägheitsmasse,
ein, die sich bewegt, wenn das Fahrzeug (und die Aufrollvorrichtung
10) über ein
vorher festgelegtes Beschleunigungsniveau (positiv oder negativ)
beschleunigt wird, um eine zweite Sperre oder Klinke (nicht gezeigt)
von einer ersten, von den Sperrzähnen
90 an
dem Sperrklinkenrad
68 versetzten, Position zu einer zweiten Position
in Eingriff mit den Zähnen
90 an
dem Sperrklinkenrad
68 zu bewegen. Wenn sich die zweite Sperrklinke
in ihrer ersten Position befindet, wird eine Zweirichtungsdrehung
der Spule
28 ermöglicht,
um einen freigegebenen Modus für
den fahrzeugempfindlichen Notsperrmechanismus
16 zu definieren.
Im Gegensatz dazu hält
eine Bewegung der zweiten Sperrklinke zu ihrer zweiten Position
die Drehung des Sperrklinkenrades
68 an und bewirkt eine
relative Bewegung des Trägheitsringes
67 und
koppelt den Klemmring
66 an die Spule
28, was
wiederum bewirkt, daß die
erste Sperrklinke
60 die Zähne
66 in Eingriff
nimmt und die Aufrollvorrichtung sperrt, um einen gesperrten Modus
für den
fahrzeugempfindlichen Notsperrmechanismus
16 zu definieren.
Ein solcher gurt- und fahrzeugempfindlicher Notsperrmechanismus
wird in
EP 0 228 729
A1 gelehrt. Der obige kann durch einen anderen fahrzeugempfindlichen Notsperrmechanismus
ersetzt werden.
-
Es
wird gezeigt, daß der
Automatiksperrmechanismus 18 eine dritte Sperrklinke 80 einschließt, die
für eine
Schwenkbewegung zwischen einer ausgeklinkten Position und einer
eingeklinkten Position an einem Stift 82 angebracht ist
(siehe 2), der sich von dem Klemmring 66 erstreckt.
Die dritte Sperrklinke 80 schließt ein Klinkensegment 84 und ein
Betätigungssegment 86 ein.
Eine erste Torsions- oder
Vorspannfeder 88 wirkt zwischen der dritten Sperrklinke 80 und
dem Klemmring 66, um die dritte Sperrklinke 80 normalerweise
zu ihrer ausgeklinkten Position hin vorzuspannen. Wenn sich die
dritte Sperrklinke 80 in ihrer ausgeklinkten Position befindet,
ist das Klinkensegment 84 von den Zähnen 62 an dem Klinken-
oder Sperr-Rad 48 verschoben. Wie hiernach erläutert wird,
ist der Automatiksperrmechanismus 18 ein Modusverstellmechanismus,
der selektiv aktiviert werden kann, um zum Verstellen der Aufrollvorrichtung 10 aus
dem Betrieb in einem Notsperr-Aufrollvorrichtungs- (ELR-) Modus
in einen Automatiksperr-Aufrollvorrichtungs- (ALR-) Modus die dritte
Sperrklinke 80 von ihrer ausgeklinkten Position zu ihrer
eingeklinkten Position zu bewegen. Ähnlich kann der Modusverstellmechanismus
zum Verstellen der Aufrollvorrichtung 10 aus ihrem ALR-Modus
in ihren ELR-Modus durch Bewegen der dritten Sperrklinke 80 von
ihrer eingeklinkten Position zu ihrer ausgeklinkten Position deaktiviert
werden.
-
Um
Mittel zum Verstellen der Aufrollvorrichtung 10 zwischen
ihrem ELR- und ihrem ALR-Modus bereitzustellen,
schließt
der Automatiksperrmechanismus 18 eine Nockenbaugruppe 92 (siehe 1 und 2 bis 4)
ein, die betriebsbereit ist, um die dritte Sperrklinke 80,
entgegen der Vorspannung der ersten Drehstabfeder 88, selektiv
von ihrer ausgeklinkten Position zu ihrer eingeklinkten Position
zu bewegen, nachdem eine vorher festgelegte Länge des Gurtes 40 von
der Spule 28 abgewickelt worden ist. Zusätzlich ist
die Nockenbaugruppe 92 ebenfalls betriebsbereit, um zu
ermöglichen,
daß die
erste Drehstabfeder 88 die dritte Sperrklinke 80 von
ihrer eingeklinkten zu ihrer ausgeklinkten Position bewegt, nachdem
die vorher festgelegte Länge
des Gurtes 40 anschließend
wieder auf die Spule 28 aufgewickelt worden ist. Nach der
gezeigten Ausführungsform schließt die Nockenbaugruppe 92 eine
Nockenscheibe 96, die eine Mittelöffnung 98 und einen
bogenförmigen
Leerlaufschlitz 100 hat, und einen Nockenstößel 102 ein,
der schwenkbar an einen Pfosten 104 getragen wird, der
sich vom Gehäuse 54 aus
erstreckt. Der Nockenstößel l02 schließt einen
ersten Schenkel 106 und einen zweiten Schenkel 108 ein, der
sich durch eine im Gehäuse 54 geformte Öffnung 110 erstreckt.
Eine zweite Drehstabfeder 112 wirkt zwischen dem Gehäuse 54 und
dem Nockenstößel 102,
um den ersten Schenkel 106 in einen fortlaufenden Eingriff
mit einem Abschnitt der äußeren Umfangskante
der Nockenscheibe 96 zu drücken. Im einzelnen definiert
die äußere Umfangskante
der Nockenscheibe 96 eine Nockenfläche 114, deren Umriß steuert,
ob der zweite Schenkel 108 des Nockenstößels 102 das Betätigungssegment 86 der
dritten Sperrklinke 80 in Eingriff nimmt oder nicht.
-
Der
Automatiksperrmechanismus 18 schließt ebenfalls ein Gurtzählwerk oder
eine Zeitsteuerungsbaugruppe 94 ein, welche die Betätigung der
Nockenbaugruppe 92 auf der Grundlage dessen steuert, ob
die vorher festgelegte Länge
des Gurtes 40 von der Spule 28 abgezogen oder
auf dieselbe aufgerollt worden ist. Im einzelnen schließt die Zeitsteuerungsbauguppe 94 einen
Gerotor-Untersetzungsmechanismus
ein, der betriebsbereit ist, um den Eingriff des ersten Schenkels 106 des
Nockenstößels 102 mit
der Nockenfläche 114 in
Abhängigkeit
von der Länge
des Gurtes 40 zu steuern, die auf die Spule 28 gewickelt
wird. Die Zeitsteuerungsbaugruppe 94 schließt einen
Zentrierring 120 ein, der eine mittige Keilnutöffnung (nicht
gezeigt) hat, geeignet, um einen zweiten Keil 76 des Antriebsrings 72 nicht
drehbar aufzunehmen. Zusätzlich
erstreckt sich ein Exzenterlagerzapfen 122 von dem Zentrierring 120 nach
außen
und ist geeignet, in der Mittelöffnung 98 der
Nockenscheibe 96 getragen zu werden. Die Zeitsteuerungsbaugruppe 94 schließt ebenfalls
ein integral im Gehäuse 54 geformtes
Hohlrad 124 ein. Ein Ständerring 126 hat
eine äußere Getriebeverzahnung 128,
die mit einer inneren Getriebeverzahnung 130 des Hohlrades 124 ineinandergreift.
Der Ständerring 126 schließt ebenfalls
eine Mittelöffnung 132 ein,
in welcher der Zentrierring 120 zapfengelagert ist. Da
der Antriebsring 72 für
eine gemeinsame Drehung mit der Spule 28 an den Zentrierring 120 gekoppelt
ist und da der Lagerzapfen 122 in der Mittelöffnung 98 der
Nockenscheibe 96 festgehalten wird, bewirkt eine Drehung
der Spule 28 eine exzentrische Drehung des Zentrierrings 120,
was wiederum bewirkt, daß sich
der Ständerring 126 mit
einem untersetzten Verhältnis
und in einer entgegengesetzten Richtung im Verhältnis zur Spule 28 exzentrisch
um das Hohlrad 124 dreht. Eine Abdeckplatte 134 ist
geeignet zur Befestigung an dem Gehäuse 54, um die Nockenbaugruppe 92 und
die Zeitsteuerungsbaugruppe 94 in demselben einzuschließen.
-
Unter
Bezugnahme auf 2 bis einschließlich 8 werden
nun die mit der Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung 10 verfügbaren Betriebsmodi beschrieben.
Im einzelnen illustriert 2 die Position von Bestandteilen,
die der Nockenbaugruppe 92 und der Zeitsteuerungsbaugruppe 94 zugeordnet sind,
wenn sich der Automatiksperrmechanismus 18 in einem nicht
aktivierten Modus befindet und der Sicherheitsgurt 40 vollständig zu
seiner auf die Spule 28 gewickelten Ausgangs- oder eingezogenen
Position aufgerollt ist. In diesem nicht aktivierten Modus arbeitet
die Aufrollvorrichtung 10 in ihrem ELR-Modus derart, daß der Gurt 40 frei
ausgezogen und aufgerollt werden kann. Wie gezeigt, wird die dritte Sperrklinke 80 durch
die erste Drehstabfeder 88 in ihrer ausgeklinkten Position
gehalten, während
der erste Schenkel 106 des Nockenstößels 102 durch die zweite
Drehstabfeder 112 in einen Eingriff mit einer ersten Raste 140 vorgespannt
wird, die in der Nockenfläche 114 der
Nockenscheibe 96 geformt ist. Die Tiefe der ersten Raste 140 ist
so gewählt,
daß der zweite
Schenkel 108 des Nockenstößels 102 in einer von
dem Betätigungssegment 86 der
dritten Sperrklinke 80 verschobenen Position gehalten wird.
Außerdem
wird gezeigt, daß Nockenpfosten 142,
der sich von dem Ständerring 126 aus
erstreckt, im Leerlaufschlitz 100 der Nockenscheibe 96 angrenzend
an ein erstes Abschlußende 144 desselben
angeordnet ist. Wenn der Sicherheitsgurt 40 aus seiner
eingezogenen Position ausgezogen wird, werden die Spule 28 und
das Sperrklinkenrad 48 gegen den Uhrzeigersinn gedreht,
was bewirkt, daß sich
der Ständerring 126 exzentrisch
im Uhrzeigersinn und mit einer verringerten Geschwindigkeit dreht,
was wiederum bewirkt, daß sich
der Pfosten 142 innerhalb des Leerlaufschlitzes 100 von
dessen ersten Abschlußende 144 weg
bewegt.
-
3 illustriert
die Bestandteile der Nockenbaugruppe 92 und der Zeitsteuerungsbaugruppe 94, wenn
sich der Automatiksperrmechanismus 18 noch in seinem nicht
aktivierten Modus befindet und eine Länge des Gurtes 40 abgezogen
worden ist, um den Nockenpfosten 142 angrenzend an ein
zweites Abschlußende 146 des
Schlitzes 100 anzuordnen, während der erste Schenkel 106 des
Nockenstößels 102 in
Eingriff mit der ersten Raste 140 gehalten wird. Folglich
ist die Länge
des Gurtes 40, die erforderlich ist, um die Spule 28 ausreichend
zu drehen, um den Nockenpfosten 142 zwischen den in 2 und 3 gezeigten
Positionen zu bewegen, die maximale Länge, die von der Spule 28 abgezogen
werden kann, um den Automatiksperrmechanismus 18 in seinem
nicht aktivierten Modus zu erhalten.
-
Wenn
gewünscht
wird, die Aufrollvorrichtung 10 in ihren ALR-Modus umzuschalten,
wird der Automatiksperrmechanismus 18 in seinen aktivierten
Modus verstellt, durch Abziehen einer Länge des Gurtes 40 von
der Aufrollvorrichtung 10, die ausreichend ist, um zu bewirken,
daß der
Nockenpfosten 142 das zweite Abschlußende 146 des Leerlaufschlitzes 100 in
Eingriff nimmt und die Nockenscheibe 96 im Uhrzeigersinn
zu der in 4 gezeigten Position dreht. Eine
solche Drehung der Nockenscheibe 96 bewirkt, daß der erste
Schenkel 106 des Nockenstößels 102 aus der ersten
Raste 140 austritt und in eine in der Nockenfläche 114 geformte
Verriegelungsraste 148 eintritt. Wenn der erste Schenkel 106 des
Nockenstößels 102 durch
die zweite Drehstabfeder 112 in einen Eingriff mit der
Verriegelungsraste 148 vorgespannt wird, nimmt sein zweiter
Schenkel 108 das Betätigungssegment 86 der
dritten Sperrklinke 80 in Eingriff, um so die dritte Sperrklinke 80,
entgegen der Vorspannung der ersten Drehstabfeder 88, zwangsweise
von ihrer ausgeklinkten Position zu ihrer eingeklinkten Position
zu bewegen, wodurch der Automatiksperrmechanismus 18 aus
seinem nicht aktivierten Modus in seinen aktivierten Modus verstellt
wird. Im einzelnen koppelt der obige Vorgang den Klemmring 66 an
die Spule und bewirkt, wie oben erwähnt, daß sich der Klemmring 66 mit
der Spule in der Richtung des Gurtausdehnens dreht. Die Bewegung
des Klemmrings 66 bewegt die Sperrklinke in einen Sperreingriff
mit dem Sperr-Rad 48. Da die Vorspannkraft der zweiten
Drehstabfeder 112 größer ist
als diejenige der ersten Vorspannfeder 88, hält der Nockenstößel 102 die
dritte Sperrklinke 80 in ihrer eingeklinkten Position.
Wie bemerkt, bewirkt die Bewegung der dritten Sperrklinke 80 zu
ihrer eingeklinkten Position, daß sich das Klinkensegment 84 in
einen Eingriff mit den Zähnen 62 an
dem Sperrklinkenrad 48 bewegt, um ein weiteres Ausgeben
des Gurtes 40 zu verhindern, während ein anschließendes Aufrollen
desselben ermöglicht
wird. Die Länge
des Gurtes 40, die erforderlich ist, um den Nockenpfosten 142 von
der in 2 gezeigten Position zu der in 4 gezeigten Position
zu bewegen, definiert die vorher festgelegte Länge des Sicherheitsgurtes 40,
die von der Spule 28 abgezogen werden muß, um den
Automatiksperrmechanismus 18 in seinen aktivierten Modus
zu verstellen. Wie bemerkt, arbeitet die Aufrollvorrichtung 10 in ihrem
ALR-Modus, wenn sich der Automatiksperrmechanismus 18 in
seinem aktivierten Modus befindet.
-
Wenn
gewünscht
wird, die Aufrollvorrichtung 10 zum Betrieb im ELR-Modus
zurückzuführen, wird der
Automatiksperrmechanismus 18 durch vollständiges Aufrollen
des Gurtes 40 zu seiner eingezogenen Position in seinen
nicht aktivierten Modus verstellt. Ein solches Aufrollen des Gurtes 40 bewirkt eine
Drehung der Spule 28 und des Sperrklinkenrades 48 im
Uhrzeigersinn und eine entsprechende Drehung des Ständerrings 126 gegen
den Uhrzeigersinn. Diese Drehung des Ständerrings 126 gegen den
Uhrzeigersinn. Bewirkt, daß sich
der Nockenpfosten 142 in dem Leerlaufschlitz 100 bewegt
und das erste Abschlußende 144 desselben
in Eingriff nimmt, um die Nockenscheibe 96 gegen den Uhrzeigersinn
zu der in 2 gezeigten Position hin zu
drehen. Diese Drehung der Nockenscheibe 96 bewirkt, daß der erste
Schenkel 106 des Nockenstößels 102 aus der Verriegelungsraste 148 austritt
und in einen Eingriff mit der ersten Raste 140 eintritt,
wodurch der zweite Schenkel 108 des Nockenstößels 102 zu
der von dem Betätigungssegment 86 der
dritten Sperrklinke 80 verschobenen Position bewegt wird.
Daher drängt
die erste Drehstabfeder 88 die dritte Sperrklinke 80,
sich zu ihrer ausgeklinkten Position zu bewegen, wodurch der Automatiksperrmechanismus 18 aus
seinem aktivierten Modus in seinen nicht aktivierten Modus verstellt
wird.
-
Nach
der vorliegenden Erfindung ist der Automatiksperrmechanismus 18 ebenfalls
in der Lage zum Betrieb in einem Verriegelungsmodus, um ein Ausgeben
des Gurtes 40 aus seiner eingezogenen Position zu verhindern,
sobald der Energiemanagementmechanismus 12 eine maximale
bestimmbare zulässige
Energiemenge absorbiert hat. Bei der beschriebenen Ausführungsform
ist die durch den Energiemanagementmechanismus 12 zu absorbierende
maximale zulässige
Energiemenge zum Zweck des Verstellens des Automatiksperrmechanismus 18 in
seinen Verriegelungsmodus als die maximale zulässige Menge an Torsionsnachgeben
der Drehstabfeder 44 definiert. Folglich wird/werden die
zusätzliche(n)
Umdrehungen) der Spule 28, die sich aus dem Torsionsnachgeben
der Drehstabfeder 44 im Verhältnis zu dem Sperrklinkenrad 48 ergibt/ergeben,
benutzt, um den Automatiksperrmechanismus 18, als Reaktion
auf das Aufrollen des Gurtes 40 zu seiner eingezogenen
Position anschließend
an einen Fahrzeugzusammenstoßvorfall,
falls die Drehstabfeder 44 über eine vorher festgelegte
Zahl von Umdrehungen verdreht worden ist, aus seinem nicht aktivierten Modus
in seinen aktivierten Modus zu verstellen. Im einzelnen benutzt
das Verriegelungsmerkmal die durch das Aufwickeln der zusätzlichen
Länge des Gurtes 40 auf
die Spule 28 nach einem Zusammenstoß verursachte zusätzliche
Drehung (d.h., den Überweg)
des Ständerrings 126,
um die Nockenscheibe 96 zu einer Position zu drehen, an
welcher der erste Schenkel 106 des Nockenstößels 102 einen Verriegelungsabschnitt
der Nockenfläche 114 in
Eingriff nimmt, um die dritte Sperrklinke 80 zu ihrer eingeklinkten
Position zu bewegen.
-
Unter
Bezugnahme auf 5 bis einschließlich 8 wird
nun das Verriegelungsmerkmal detaillierter beschrieben. Im einzelnen
illustriert 5 die Position der Bestandteile,
die der Nockenbaugruppe 92 und der Zeitsteuerungsbaugruppe 94 zugeordnet sind,
wenn eine Länge
des Gurtes 40 von der Aufrollvorrichtung 10 abgezogen
worden ist und über
dem Rumpf eines Sitzinsassen eingeklinkt ist und der Automatiksperrmechanismus 18 in
seinem nicht aktivierten Modus arbeitet. Beim Auftreten eines Fahrzeugzusammenstoßes wird
wenigstens einer der Notsperrmechanismen 14 und 16 betätigt und
in seinen gesperrten Modus verstellt. Auf Grund des Einbeziehens
des Energiemanagementmechanismus 12 in die Aufrollvorrichtung 10 bewirkt
die während des
Aufpralls durch den Sitzinsassen auf den Gurt 40 ausgeübte Belastung
ein Torsionsnachgeben (d.h., Verdrehen) der Spule 28 und
des ersten Endsegments 42 der Drehstabfeder 44 gegen
den Uhrzeigersinn im Verhältnis
zu dem Klinken- oder Sperr-Rad 48, das gegen eine Bewegung
verriegelt worden ist. Dieses Verdrehen ermöglicht, daß auf eine gesteuerte Weise
eine zusätzliche
Länge des Gurtes 40 von
der Aufrollvorrichtung 10 ausgegeben wird, um einen Teil
der auf den Sitzinsassen ausgeübten
Stoßbelastung
zu absorbieren. Nach dem Freigeben des Gurtes 40 anschließend an
den Zusammenstoß bewirkt
ein Aufrollen der ursprünglichen Länge und
der zusätzlichen
Länge des
Gurtes 40 ein entsprechendes Maß an zusätzlicher Drehung des Ständerrings 126 gegen
den Uhrzeigersinn. Dieser Überweg
des Ständerrings 126 bewirkt,
daß der
Nockenpfosten 142 das erste Abschlußende 144 des Leerlaufschlitzes 100 in
Eingriff nimmt und die Nockenscheibe 96 zwangsweise gegen
den Uhrzeigersinn dreht derart, daß der erste Schenkel 106 des Nockenstößels 102 aus
der ersten Raste 140 (siehe 6) austritt
und an ein Haltesegment 150 der Nockenfläche 114 gleitet.
Am entgegengesetzten Ende des Haltesegments 150 ist eine
zweite Raste 152 (siehe 7) geformt,
welche die Grenze des zulässigen Überwegs
des Ständerrings 126 definiert.
Daher ist die Länge
des Haltesegments 150 zwischen den Rasten 140 und 152 so
gewählt,
daß es
ein vorher festgelegtes Maß an Überweg des
Ständerrings 126 aufnimmt,
das durch das Verdrehen der Drehstabfeder 44 verursacht
wird.
-
Unter
besonderer Bezugnahme auf 6 wird gezeigt,
daß der
erste Schenkel 106 des Nockenstößels 102 im Ergebnis
eines gewissen Maßes an Überweg des
Ständerrings 126,
das durch ein entsprechendes Maß an
Verdrehen der Drehstabfeder 44 verursacht wird, das Haltesegment 150 der
Nockenfläche 114 in
Eingriff nimmt. Im unmittelbaren Vergleich zeigt 7,
daß der
erste Schenkel 106 des Nockenstößels 102 im Ergebnis
eines größeren Maßes an Überweg des
Ständerrings 126,
das durch ein entsprechendes größeres Maß an Verdrehen
der Drehstabfeder 44 verursacht wird, die zweite Raste 152 in
Eingriff nimmt. Der in 7 gezeigte Überweg könnte das Ergebnis eines einzelnen
schweren Vorfalls sein oder könnte
alternativ dazu das Ergebnis des Vorfalls sein, der den in 6 gezeigten Überweg verursachte,
summiert mit einem oder mehr zusätzlichen
Vorfällen,
die ein zusätzliches
Nachgeben der Drehstabfeder 44 verursachten. In beiden
Fällen wirkt
der Umriß des
Haltesegments 150 und der zweiten Raste 152 in
Verbindung mit der ersten Raste 140, um den Nockenstößel 102 in
einer Position zu halten, in der sein zweiter Schenkel 108 von
dem Betätigungssegment 86 der
dritten Sperrklinke 80 verschoben ist, um die dritte Sperrklinke 80 in
ihrer ausgeklinkten Position zu halten, wodurch der Automatiksperrmechanismus 18 in
seinem nicht aktivierten Modus gehalten wird. Vorzugsweise ist die
Position der zweiten Raste 152 an der Nockenfläche 114 so gewählt, daß sie dein
Maß an Überweg des
Ständerrings 126 entspricht,
das durch die vorher festgelegte Zahl von Umdrehungen der Drehstabfeder 44 verursacht
wird, um eine fortgesetzte Verwendung der Aufrollvorrichtung 10 zu
ermöglichen.
-
Wie
in 8 gezeigt, schließt die Nockenfläche 114 eine
längliche
Verriegelungsraste 156 ein, die angrenzend an die zweite
Raste 152 geformt ist. Die Tiefe der Verriegelungsraste 156 ist
so gewählt, daß bewirkt
wird, daß der
Nockenstößel 102 zu
einer Position schwenkt, in der sein zweiter Schenkel 108 das
Betätigungssegment 86 der
dritten Sperrklinke 80 in Eingriff nimmt und die dritte
Sperrklinke 80 zwangsweise zu ihrer eingeklinkten Position schwenkt.
Im Betrieb bewirkt der Überweg
des Ständerrings 126,
wenn der Gurt 40 anschließend an einen Zusammenstoß zu seiner
eingezogenen Position aufgerollt wird und die auf Grund des Nachgebens des
Energiemanagementmechanismus 12 auf die Spule 28 gewickelte
zusätzliche
Länge des
Gurtes 40 einer Umdrehungszahl der Drehstabfeder 44 entspricht,
welche die vorher festgelegte Zahl überschreitet, dann, daß der Nockenpfosten 142 das
erste Ende 144 des Leerlaufschlitzes 100 in Eingriff nimmt
und die Nockenscheibe 96 gegen den Uhrzeigersinn dreht,
um zu bewirken, daß der
erste Schenkel 106 des Nockenstößels 102 in die Verriegelungsraste 156 eintritt.
Dieser Eingriff des ersten Schenkels 106 des Nockenstößels 102 mit
der Verriegelungsraste 156 wirkt, um den Automatiksperrmechanismus 18 aus
seinem nicht aktivierten Modus in seinen aktivierten Modus zu verstellen,
was ein Ausziehen des Gurtes 40 aus seiner eingezogenen
Position verhindert, wodurch die Aufrollvorrichtung 10 deaktiviert
wird, was verhindert, daß Gurtband
ausgezogen wird, und eine Anzeige bereitstellt, daß die Aufrollvorrichtung 10 ersetzt
werden sollte. Wieder kann die Gesamtenergie, die erforderlich ist,
um die Drehstabfeder 44 über ihre vorher festgelegte
Zahl von Umdrehungen hinaus zu verdrehen, das Ergebnis eines einzigen
schweren Unfalls oder das kumulative Ergebnis der Summe von mehreren
weniger schweren Unfällen
sein. Folglich wird, nachdem die kumulative durch die Aufrollvorrichtung 10 absorbierte
Energie, gemessen durch das Verdrehen der Drehstabfeder 44,
die vorher festgelegte Zahl von Umdrehungen überschreitet, ermöglicht,
daß sich
der Gurt 40 zu seiner eingezogenen Position aufrollt, aber
auf Grund des Eingriffs des Klinkensegments 84 der dritten
Sperrklinke 80 mit den Zähnen 62 des Sperrklinkenrades 48 anschließend nicht
ausgezogen werden kann. Dementsprechend sperrt das Verriegelungsmerkmal
die Aufrollvorrichtung sicher gegen eine weitere Verwendung, um
eine deutliche Anzeige bereitzustellen, daß die Aufrollvorrichtung 10 ersetzt werden
sollte. Während
das Verriegelungsmerkmal unter Bezugnahme auf 5 bis
einschließlich 8 beschrieben
worden ist, die zeigen, daß der Automatiksperrmechanismus 18 anfangs
in seinem nicht aktivierten Modus arbeitet, versteht es sich, daß das Verriegelungsmerkmal
ebenfalls funktionstüchtig ist,
wenn sich der Automatiksperrmechanismus 18 anfangs in seinem
aktivierten Modus befindet.
-
Unter
Bezugnahme auf 9 wird nun gezeigt, daß die Bestandteile
eines Modusverstellmechanismus 18' wesentlich denen des Automatiksperrmechanismus 18' ähneln, mit
der Ausnahme, daß die
Sperr-Raste 148 weggelassen worden ist und die Bogenlänge des
Leerlaufschlitzes 100 gesteigert worden ist. Der Modusverstellmechanismus 18' kann in einer
Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung 10 zur Verwendung in
Fahrzeugsitzanwendungen eingebaut sein, bei denen der ALR-Modus
nicht erforderlich ist, wie beispielsweise dem vorderen Fahrerseitensitz.
Folglich arbeitet der Modusverstellmechanismus 18', um die Aufrollvorrichtung 10 aus
einem ELR-Modus in einen Verriegelungsmodus zu verstellen, wenn
die kumulative durch den Energiemanagementmechanismus 12 absorbierte
Energie die maximal zulässige
Grenze überschreitet.
Zum Erörtern
der Folge von Ereignissen, die erforderlich ist, um den Modusverstellmechanismus 18 aus
seinem ELR-Modus in seinen Verriegelungsmodus zu verstellen, kann
Bezug auf die vorstehende, in Verbindung mit 5 bis einschließlich 8 bereitgestellte,
Beschreibung genommen werden.