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WO2003020557A1 - Belt winder with mechanically switched force limiter - Google Patents

Belt winder with mechanically switched force limiter Download PDF

Info

Publication number
WO2003020557A1
WO2003020557A1 PCT/EP2002/009594 EP0209594W WO03020557A1 WO 2003020557 A1 WO2003020557 A1 WO 2003020557A1 EP 0209594 W EP0209594 W EP 0209594W WO 03020557 A1 WO03020557 A1 WO 03020557A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ring
belt retractor
control
pawl
switching
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/009594
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Günter CLUTE
Ronald Jabusch
Original Assignee
Autoliv Development Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Autoliv Development Ab filed Critical Autoliv Development Ab
Publication of WO2003020557A1 publication Critical patent/WO2003020557A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/341—Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means
    • B60R22/3413—Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means operating between belt reel and retractor frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/28—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices
    • B60R2022/286—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices using deformation of material
    • B60R2022/287—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices using deformation of material of torsion rods or tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/28—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices
    • B60R2022/288—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices with means to adjust or regulate the amount of energy to be absorbed

Definitions

  • the invention relates to a belt retractor provided with a force limitation with an at least two-stage force limiting device and with a switching device which can be switched via a drive for setting a different force level for the force limiting device, the switching device being an axially displaceable in the direction of the shaft axis by the drive and the setting of the force level Serving coupling elements controlling shaft ring is provided.
  • a belt retractor with the aforementioned features is described in WO 00/76814.
  • the belt retractor is provided with a two-stage torsion bar as a force limiting device, the switching device in the belt retractor described ensuring that, for example, within the scope of the interaction of the belt retractor with an airbag, a switch is made from the higher force level to a lower force level at a certain point in time becomes.
  • the switching device has a coupling pawl which is supported by a self-opening tendency and is held in its coupling position by an axially displaceable shaft ring; If the shaft ring is moved by the action of a pyrotechnic drive, the clutch pawl gets into it Release position without the need for additional actuation forces for the switching process.
  • the switching device described above is only designed and suitable for a pyrotechnic drive that is triggered by signal control. However, there arises a problem that a high force level to be set for large occupants
  • Force limiting device does not appeal to smaller occupants, such as, in particular, smaller women, adolescents and children, so that there is in fact no force limitation for this occupant group and the loads for this group of people are correspondingly high.
  • the known belt retractor has a device for continuously changing the clamping length of the torsion bar, which in one embodiment of the known belt retractor can be controlled as a function of the length of the pulled-out belt strap, in that a sliding sleeve that fixes the clamping length is connected to the belt shaft via a gear.
  • the disadvantage of this solution is that the sliding sleeve does not provide sufficient security for determining the clamping length of the torsion bar, and that the mechanics for a continuous adaptation of the clamping length of the torsion bar to the number of revolutions of the belt shaft and thus to the prevailing webbing extension are expensive is.
  • the invention is based on the object of providing a mechanically controllable switching device in a belt retractor with the generic features, which operates as a function of the belt webbing extension.
  • the drive for the shaft ring consists of a switching ring which is connected to the belt shaft in a rotationally fixed manner and is axially displaceable relative to the belt shaft and thereby acts on the shaft ring, and also consists of a control disk which is coupled to the belt shaft and can be locked in an inertia-controlled manner in the event of tripping, axially rising switching ramps are arranged on the switching ring and control disk, which in the event of the relative rotation of the belt shaft which continues to rotate in the event of a load, run against one another in relation to the control disk driven into the locking position depending on the webbing extension and thus bring about the axial displacement of the switching ring.
  • the invention is associated with the advantage that a purely mechanical drive is provided for the shaft ring forming the switching device, which can also be coupled to a device that detects the webbing extension, so that the level of force limitation can also be adjusted via the dimension of the webbing extension.
  • the principle of the switching device working with an axially displaceable shaft ring is advantageously retained.
  • three switching ramps are arranged distributed over the circumference of the switching ring and control disk.
  • a pawl which can be radially controlled into a toothing and an inertial mass which can be rotated relative to the control disc are arranged on the control disc
  • the invention makes use of the principle of an inertia-controlled locking device, similarly to the case of self-locking belt retractors in the context of Vehicle-sensitive or webbing-sensitive blocking system is known.
  • the pawl mounted on the control disk lies in its pivoted-in position in a recess of the inertial mass which is open to the outer circumference and that an end edge of the recess is designed as a control lug for the radial control of the pawl.
  • a compression spring is provided between the control disk and the inertial mass, which is tensioned when the inertial mass rotates relative to the locked control disk.
  • the toothing is arranged fixed to the housing and forms an immovable abutment for the engagement of the pawl.
  • the control curve has a first section set up for actuating the switching device and a second section preventing the switching device from functioning.
  • the radial width of the control curve is dimensioned in its first section such that the wobble movement of the swash plate and the pivoting out of the pawl are not impeded by the pin of the pawl guided in the control curve, and that the second section of the control curve is narrowed relative to the first section in such a way that the pawl cannot pivot out when the pin is in the second section.
  • the swash plate is set in rotation by the control disk, whereby according to one embodiment, the control disk is cup-shaped on its side facing away from the switching ramps for receiving the pawl inertia mass and swash plate and on the inside of the upright Edge is provided with an internal toothing which is in engagement with an associated external toothing of the swash plate.
  • the external toothing of the swash plate has a smaller number of teeth than the internal toothing of the control disk
  • a gear mechanism is hereby realized so that the swash plate rotates relative to the control disk or to the belt shaft due to the offset thus formed.
  • the toothing is arranged on a rotatable toothed ring and forms an adjustable abutment for the engagement of the pawl, the abutment being able to be set to an external signal as a function of the body data of a belted occupant.
  • this signal can, for example, be determined as a function of the amount of webbing that has been unwound, insofar as a larger occupant needs a larger webbing pull-out than a smaller occupant when buckling up, or it can depend on the body size of the seatbelt Occupants different position of the vehicle seat can be tapped.
  • this exemplary embodiment of the invention also permits stepless switching of the force limiting device.
  • the toothed ring has a stop which interacts with a counter stop which is adjustable in position on the basis of an external signal.
  • the counter-stop can be formed on a stop ring that surrounds the toothed ring on the outside, wherein the counter-stop of the stop ring and the stop of the toothed ring can be arranged in a radial association with one another.
  • the toothed ring If the stop of the toothed ring comes into contact with the counterstop after actuation of the pawl in the internal toothing of the toothed ring, then the toothed ring is fixed in its further rotation and, at the same time, the control disk is also fixed via the engagement of the pawl, which results in the manner described for switching the force limiting device leads.
  • the position of the counter-stop is determined as part of the buckling process depending on the body size of the vehicle occupant, so that the Switching time or the amount of switching for the force limiting device is fixed.
  • the stop ring is set up in its angle of rotation for a complete revolution, insofar as it is assumed that in the case of large occupants, i.e. without the force limiting device being switched to a lower level, the effect of the force limiting device is greater than one full rotation of the belt shaft extends.
  • the stop ring is set up for a multiple rotation, for example by arranging the stop ring on a thread, so that in addition to the rotation, an axial component can also be realized before it comes to a stop of the counter-stop with the stop of the ring gear comes.
  • the toothed ring and the stop ring are rotatably mounted together in a housing cap which overlaps the control disc and is fixed on the housing of the belt retractor.
  • the response threshold of the inertial mass is set with a higher G-value than the response threshold of the inertial mass forming part of the locking system belonging to the belt retractor.
  • the base points of the switching ramps of the control disk and the switching ring which run against one another are arranged at a distance from one another which corresponds to the rotation angle required for the pivoting-out movement of the pawl, this ensures that at the time when the force limiting device becomes effective when blocked Belt shaft the rotation of the control disc required for swiveling the pawl is taken into account, so that if the belt shaft continues to rotate during the start-up phase of the force limitation, the switching ring with shaft ring is displaced by the switching slopes and the switchover to the low force level takes place.
  • 1 is an exploded view of the belt shaft of a self-locking belt retractor with the components which control the switching device,
  • FIG. 3 shows the control disk with inertial mass and pawl including the teeth fixed to the housing in a front view, Fig. 4, the control disc of Figure 3 with attached
  • FIG. 5 shows the belt shaft of the belt retractor according to FIG. 1 in another embodiment
  • the object of the invention is the control of the shaft ring not shown in the drawing for the present application.
  • the mode of operation of the shaft ring in its switching function for the force limiting device is described in detail in WO 00/76814 used to form the genus, so that reference is made to the disclosure of WO 00/76814 with regard to these functions.
  • 10 denotes a belt shaft which is part of a belt retractor provided with a force limiting device according to WO 00/76814.
  • a switching ring 11 is connected in a rotationally fixed manner to the belt shaft and, as can be seen in FIG. 2, has a recess 12 in which the shaft ring for the switching of the force limiting level is received.
  • a recess 13 is provided for the clutch pawl (s), which is (are) acted on by the shaft ring.
  • 14 designates the multi-stage, in particular two-stage torsion bar device which is accessed by the clutch pawls controlled by the shaft ring.
  • a control disk 15 is arranged on an extension 10a of the belt shaft 10, which on the one hand is carried along by the belt shaft during normal rotary movements, but on the other hand is also arranged to be relatively movable with respect to the belt shaft 10, so that the control disk 15 is rotated relative to the Belt shaft 10 is possible.
  • the switching ramps located on the switching ring 11 are designated by 16a and the switching ramps attached to the control disk 15 are designated by 16b.
  • the control disk 15 On its side facing away from the arrangement of the switching ramps 16b, the control disk 15 is cup-shaped with an upstanding edge 18.
  • a pawl 17 which can be swiveled radially about a pivot point 25 is mounted on the control disk 15 (FIG. 3), a window 40 being formed in the upstanding edge 18 of the control disk 15, through which the pawl 17 can swivel radially.
  • an inertial mass 20 which is rotatable relative to the control disc 15 is arranged in the cup-shaped control disc 15 and is coupled to the rotary movement of the control disc 15 via a compression spring 21 which is supported between the inertial mass 20 and the control disc 15.
  • the inertial mass 20 is provided with a secant-like recess 27, into which the spring 21 can be inserted, which is supported with one end on an abutment 22 arranged on an edge of the recess 27 and with its opposite end against an axially from the control disk 15 protruding abutment 23 is present ( Figure 3).
  • the inertial disc also has a recess 24 opening towards the peripheral edge, in which the pawl 17 rotatably mounted on the control disc 15 is accommodated in a suitable manner.
  • One end edge of the recess 24 engages in the undercut in the pawl 17 and thus forms a control lug 26 which ensures that the pawl 17 is pivoted radially outward through the window 40 when the inertial mass 20 rotates relative to the control disk 15.
  • a swash plate 28 is inserted into the cup-shaped control disc 15, which in turn is mounted on an eccentric 34 fixed to the housing (FIG. 4), the eccentric 34 being part of a housing cap 35, either integrally formed with it or firmly connected to it ,
  • the housing cap 35 is not shown in full in FIG. 4, but is only indicated via the connection to the eccentric 34 provided with the reference number 35.
  • the swash plate 28 has on its outer circumference an external toothing 29 which meshes with an internal toothing 30 formed on the upstanding edge 18 of the control disc 15, the external toothing 29 of the swash plate 28 having a smaller number of teeth than that Internal toothing 30 of the control disc 15.
  • an offset is formed by the toothings 29, 30, so that the swash plate 28 relative to the control disc 15 or the belt shaft 10 is twisted.
  • a control cam 31 is also formed, in which a pin 38 protrudes axially from the pawl 17, the pin 38 due to the offset formed between the control disk 15 as a carrier of the pawl 17 and the swash plate 28 during the rotary movement by the Control curve 31 moves.
  • This control curve 31 has a first section 32, the radial width of which is dimensioned such that the pin 38 running in the first section 32 does not prevent the wobble movement of the swash plate 28.
  • the first section 32 is provided with such a width that the radial movement of the pin 38 is not impeded by the window 40 when the pawl 17 is pivoted out radially.
  • the first section 32 is followed by a second section 33 of the control cam 31, which is so wide that the wobble movement of the swash plate 28 is still not hindered.
  • the pin 38 is guided in the second section 33 of the control curve 3 1 such that the pawl 17 is held in its pivoted-in position when the pin 38 is guided in the second section 33 of the control curve 31 of the swash plate 28.
  • the housing cap 35 which in turn supports the eccentric 34 for mounting the swash plate 28, is cup-shaped and engages with a peripheral edge 36 over the outer circumference of the control disc 15 ( Figure 2), wherein on the peripheral edge 36 of the housing cap 35, an internal toothing 37 is formed, in which the pawl 17 engages during its radial actuation, so that the control disk 15 is fixed in its further rotational movement.
  • the internal toothing 37 thus forms an immovable abutment for the engagement of the pawl 17.
  • the control disk 15 rotates with the belt shaft 10. If there is a correspondingly rapid rotation of the belt shaft 10 in the belt pull-out direction in the course of an accident, the inertial mass 20 remains behind the rotary movement of the control disk 15 due to its inertia against the action of the compression spring 21, with this relative rotation between the control disk 15 and the inertial mass 20 on the control disc 15 mounted pawl 17 an angular momentum is imparted, which wants to pivot the pawl 17 radially outwards.
  • This pivoting-out movement of the pawl 17 is only permitted as long as the pin 38 of the pawl 17 is located in the first section 32 of the control cam 31 located on the swash plate 28. Due to the previous putting on process of the seat belt wound on the belt shaft 10, a putting on condition is determined which corresponds to a larger or a smaller person. Correspondingly less belt webbing is pulled off the belt shaft 10 for smaller people, so that in this case the pin 38 lies in the first section 32 of the control curve 31, while the belt webbing pull-out in the case of larger people leads to the pin 38 in the second section 33 of the control curve 31 arrives.
  • the blocking system for locking the belt shaft with the housing also responded to the so-called blocking side of the belt retractor, so that when the belt tension persists on the locked belt shaft 10, the force limiting device is now acted upon, which further rotates the belt shaft 10 due to the twisting of the torsion bar in the direction of the belt extension by a certain amount. This creates a certain angle of rotation until the force limitation becomes effective, by which the belt shaft 10 can continue to rotate without the torsion bar integrated in the shaft 10 already taking effect (start-up phase of the force limitation device).
  • the base points of the converging switching ramps 16a and 16b of the switching ring 11 and the control disk 15 are spaced apart by the angular amount by which the control disk 15 rotates further during the actuation of the pawl 17, so that for When the control disc 15 is locked with the internal toothing 37 of the housing cap 35, the base points are directly in front of one another and the axial displacement of the switching ring 1 1 is initiated immediately when the belt shaft begins to rotate relative to the blocked control disc 15.
  • the inertia control of the inertial mass 20 is set taking into account the compression spring 21 in such a way that the control system only responds at a higher response threshold than this on the blocking side of the belt retractor with the Vehicle-sensitive or webbing-sensitive control system is implemented so that the pawl 17 is not already activated in every, even during normal application processes.
  • FIGS. 5 to 7 An alternative embodiment of the invention is shown in FIGS. 5 to 7, in which the switching movement is controlled in a different way via the control movement of the control disk 15. While in the exemplary embodiments described for FIGS. 1 to 4, the control of the pawl 15 into the housing-fixed toothing 37 via the swash plate 28 with the control cam 31 is or is not permitted, in the exemplary embodiment according to FIGS. 5 to 7 the toothing 37 is used as an abutment for the engagement of the Pawl 17 controlled via the inertia dimensions 20 so that in addition to an adjustment depending on the webbing extension, other parameters such as the seat position of the vehicle seat can also be used to effect the switching and thus the setting of the force limiting device.
  • the exemplary embodiment according to FIGS. 5 to 7 differs from the exemplary embodiment described in relation to FIGS. 1 to 4 in that the swash plate 28 with eccentric bearing 34 is omitted and these components are replaced by a toothed ring 50 and a stop ring 52 surrounding the toothed ring 50 In accordance with the exemplary embodiment described for FIGS.
  • a blocking of the rotational movement of the toothed ring 50 is also provided in that a radially outwardly projecting stop 51 is formed on the toothed ring 50, which stop is in turn arranged in a stop ring which surrounds the toothed ring 50 52 revolves.
  • a counter stop 53 projects radially inwards, so that depending on the position of the counter stop 53, the stop 51 rotating with the toothed ring 50 comes into engagement in the fixed position, so that the further rotational movement of the toothed ring 50 is blocked. Because of the pawl 17 which is in engagement with the internal toothing 37 of the toothed ring 50, the control disk 15 is also fixed in its further rotation in this respective position of the counter-stop 53, so that the switching process functions as described for FIGS. 1 to 4.
  • the stop ring 52 with counter-stop 53 can be adjusted depending on the body data of a belted occupant, either via a reduction gear acting on the counter-stop 53, via which the rotary movement of the belt shaft and thereby the measure of the belt webbing is tapped and transferred to the setting of the counter-stop 53, or by tapping the position of the vehicle seat, which varies depending on the body size of the occupant, and is converted into a specific position of the counter-stop 53 in accordance with a transmitted signal.
  • the exemplary embodiment shown is set up in such a way that a maximum of one full rotation of the toothed ring with stop 51 within the stop ring 52 is possible before the stop 51 comes into contact with the counter stop 53 of the stop ring 52.
  • the control disk can rotate due to the rotation of the toothed ring 50 with the belt shaft 10, so that the relative rotation required for shifting between the control disk 15 and switching ring 1 1 does not come about. It is assumed that the force limitation is sufficient for large occupants during one revolution of the belt shaft.
  • the stop ring 52 is rotated by means of a suitable drive device into a position in which the counter-stop 53 causes the toothed ring 50 to stop correspondingly prematurely via the stop 51, so that the control disk 15 also stops its rotational movement accordingly early is and brings about the action of the switching ring 1 1, the circuit to a low level of force limitation.
  • the stop ring 52 with the counter stop 53 can make several rotations before the stop 51 and counter stop 53 strike; this is, for example, the arrangement of the stop ring 52 conceivable on a thread; other constructive solutions are also encompassed by the inventive concept.
  • the toothed ring 50 and the stop ring 52 can be rotatably mounted together in a housing cap which overlaps the control disc 15 and is fixed on the housing of the belt retractor.
  • An adjusting device for adjusting the stop ring 52 is indicated schematically at 55, including a signal line 56.
  • FIG. 7 shows the assignment of the components, including the angle of rotation indicated by 54, by means of which the stop 51 of the toothed ring 50 can rotate before it, in its end position blocking the rotation of the control disk 15, against the occupant as a function of the body data of the buckled-up occupant each set counter stop 53 bumps.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

A belt winder, provided with a multi-stage force-limiting device, switched by means of the axial displacement of a shaft ring, is characterised in that the drive for the shaft ring comes from a selector ring (11), connected to the belt shaft (10) in rotation and axially displaceable relative to the belt shaft (10) to thus engage with the shaft ring. Said device further comprises a control disc (15), coupled to the belt shaft (10), which, on activation, may be locked to the housing under inertial control, whereby axially projecting switching dogs (16a, 16b) are arranged on the switch ring (11) and control disc (15), whereby, in the case of the rotation of the belt shaft (10), which rotates further when loaded, relative to the control disc (15), which is controlled in relation to the belt extension in the locked position, said dogs run off each other and thus cause the axial displacement of the switch ring (11).

Description

Gurtaufroller mit mechanisch schaltbarem Kraftbegrenzer Belt retractor with mechanically switchable force limiter
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung betrifft einen mit einer Kraftbegrenzung versehenen Gurtaufroller mit einer wenigstens zweistufig ausgebildeten Kraftbegrenzungseinrichtung und mit einer über einen Antrieb schaltbaren Schalteinrichtung zur Einstellung eines unterschiedlichen Kraftniveaus für die Kraftbegrenzungseinrichtung, wobei als Schalteinrichtung ein axial in Richtung der Wellenachse von dem Antrieb verschiebbarer sowie der Festlegung des Kraftniveaus dienende Kupplungselemente steuernder Wellenring vorgesehen ist.The invention relates to a belt retractor provided with a force limitation with an at least two-stage force limiting device and with a switching device which can be switched via a drive for setting a different force level for the force limiting device, the switching device being an axially displaceable in the direction of the shaft axis by the drive and the setting of the force level Serving coupling elements controlling shaft ring is provided.
Eine Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist in der WO 00/76814 beschrieben. Der Gurtaufroller ist zur Einstellung des Kraftniveaus mit einem zweistufig ausgebildeten Torsionsstab als Kraftbegrenzungseinrichtung versehen, wobei die Schaltvorrichtung bei dem beschriebenen Gurtaufroller dafür sorgt, dass beispielsweise im Rahmen des Zusammenwirken des Gurtaufrollers mit einem Airbag zu einem bestimmten Zeitpunkt von dem höheren Kraftniveau auf ein niedrigeres Kraftniveau umgeschaltet wird. Um das Umschalten auch unter Last zu ermöglichen, weist die Schalteinrichtung eine unter Selbstöffnungstendenz gelagerte Kupplungsklinke auf, die von einem axial verschiebbaren Wellenring in ihrer Kupplungsstellung festgehalten wird; wird der Wellenring durch die Einwirkung eines pyrotechnisch arbeitenden Antriebs verschoben, gelangt die Kupplungsklinke in ihre Freigabestellung, ohne dass weitere Betätigungskräfte für den Schaltvorgang aufgebracht werden müssen.A belt retractor with the aforementioned features is described in WO 00/76814. To adjust the force level, the belt retractor is provided with a two-stage torsion bar as a force limiting device, the switching device in the belt retractor described ensuring that, for example, within the scope of the interaction of the belt retractor with an airbag, a switch is made from the higher force level to a lower force level at a certain point in time becomes. In order to enable switching even under load, the switching device has a coupling pawl which is supported by a self-opening tendency and is held in its coupling position by an axially displaceable shaft ring; If the shaft ring is moved by the action of a pyrotechnic drive, the clutch pawl gets into it Release position without the need for additional actuation forces for the switching process.
Die vorstehend beschriebene Schalteinrichtung ist nur für einen pyrotechnischen Antrieb ausgelegt und geeignet, der signalgesteuert ausgelöst wird. Es tritt jedoch das Problem auf, dass ein für große Insassen einzustellendes hohes Kraftniveau derThe switching device described above is only designed and suitable for a pyrotechnic drive that is triggered by signal control. However, there arises a problem that a high force level to be set for large occupants
Kraftbegrenzungseinrichtung bei kleineren Insassen, wie insbesondere kleineren Frauen, Jugendlichen und Kindern, nicht anspricht, so dass für diese Insassengruppe faktisch keine Kraftbegrenzung zum Tragen kommt und die Belastungen für diesen Personenkreis entsprechend hoch sind.Force limiting device does not appeal to smaller occupants, such as, in particular, smaller women, adolescents and children, so that there is in fact no force limitation for this occupant group and the loads for this group of people are correspondingly high.
Eine Lösung dieses Problems ist in der DE 27 27 470 AI beschrieben, wobei bereits die Einstellung des Kraftbegrenzungsniveaus in Abhängigkeit von der Größe des Fahrzeuginsassen vorgesehen ist. Hierzu weist der bekannte Gurtaufroller eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Veränderung der Einspannlänge des Torsionsstabes auf, die in einer Ausführungsform des vorbekannten Gurtaufrollers in Abhängigkeit von der Länge des ausgezogenen Gurtbandes steuerbar ist, indem eine die Einspannlänge festlegende Schiebehülse über ein Getriebe mit der Gurtwelle verbunden ist.A solution to this problem is described in DE 27 27 470 AI, the setting of the force limiting level depending on the size of the vehicle occupant already being provided. For this purpose, the known belt retractor has a device for continuously changing the clamping length of the torsion bar, which in one embodiment of the known belt retractor can be controlled as a function of the length of the pulled-out belt strap, in that a sliding sleeve that fixes the clamping length is connected to the belt shaft via a gear.
Mit dieser Lösung ist der Nachteil verbunden, dass die Schiebehülse keine ausreichende Sicherheit für die Festlegung der Einspannlänge des Torsionsstabes darstellt, und dass im übrigen die Mechanik für eine kontinuierliche Anpassung der Einspannlänge des Torsionsstabes an die Umdrehungszahl der Gurtwelle und damit an den jeweils herrschenden Gurtbandauszug aufwendig ist. Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, bei einem Gurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen eine mechanisch steuerbare Schaltvorrichtung vorzusehen, die in Abhängigkeit von dem Gurtbandauszug arbeitet.The disadvantage of this solution is that the sliding sleeve does not provide sufficient security for determining the clamping length of the torsion bar, and that the mechanics for a continuous adaptation of the clamping length of the torsion bar to the number of revolutions of the belt shaft and thus to the prevailing webbing extension are expensive is. The invention is based on the object of providing a mechanically controllable switching device in a belt retractor with the generic features, which operates as a function of the belt webbing extension.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.This object is achieved, including advantageous refinements and developments of the invention, from the content of the patent claims, which follow this description.
Die Erfindung sieht hierzu in ihrem Grundgedanken vor, dass der Antrieb für den Wellenring aus einem drehfest mit der Gurtwelle verbundenen und axial gegenüber der Gurtwelle verschiebbaren und dabei den Wellenring beaufschlagenden Schaltring sowie aus einer an die Gurtwelle gekoppelten und im Auslösefall trägheitsgesteuert gehäusefest verriegelbaren Steuerscheibe besteht, wobei an Schaltring und Steuerscheibe sich axial erhebende Schaltrampen angeordnet sind, die im Falle der Relativdrehung der sich im Lastfall weiterdrehenden Gurtwelle gegenüber der in Abhängigkeit vom Gurtbandauszug in die Nerriegelungsposition eingesteuerten Steuerscheibe aneinander ablaufen und so die axiale Verschiebung des Schaltringes herbeiführen. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass ein rein mechanischer Antrieb für den die Schaltvorrichtung bildenden Wellenring vorgesehen ist, der zudem an eine den Gurtbandauszug erfassende Einrichtung koppelbar ist, so dass über das Maß des Gurtbandauszuges auch das Kraftbegrenzungsniveau einstellbar ist. In vorteilhafter Weise wird dabei das Prinzip der mit einem axial verschiebbaren Wellenring arbeitenden Schaltvorrichtung beibehalten. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass über den Umfang von Schaltring und Steuerscheibe verteilt jeweils drei Schaltrampen angeordnet sind.The basic idea of the invention for this is that the drive for the shaft ring consists of a switching ring which is connected to the belt shaft in a rotationally fixed manner and is axially displaceable relative to the belt shaft and thereby acts on the shaft ring, and also consists of a control disk which is coupled to the belt shaft and can be locked in an inertia-controlled manner in the event of tripping, axially rising switching ramps are arranged on the switching ring and control disk, which in the event of the relative rotation of the belt shaft which continues to rotate in the event of a load, run against one another in relation to the control disk driven into the locking position depending on the webbing extension and thus bring about the axial displacement of the switching ring. The invention is associated with the advantage that a purely mechanical drive is provided for the shaft ring forming the switching device, which can also be coupled to a device that detects the webbing extension, so that the level of force limitation can also be adjusted via the dimension of the webbing extension. The principle of the switching device working with an axially displaceable shaft ring is advantageously retained. According to one embodiment of the invention, three switching ramps are arranged distributed over the circumference of the switching ring and control disk.
Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, dass an der Steuerscheibe eine radial in eine Verzahnung aussteuerbare Klinke und eine relativ zur Steuerscheibe verdrehbare Trägheitsmasse angeordnet sind, macht sich die Erfindung das Prinzip einer trägheitsgesteuerten Verriegelung zunutze, ähnlich wie dies bei selbstsperrenden Gurtaufrollern im Rahmen des fahrzeugsensitiven bzw. gurtbandsensitiven Blockiersystems bekannt ist. In der vorliegenden Anwendung ist dabei vorgesehen, dass die an der Steuerscheibe gelagerte Klinke in ihrer eingeschwenkten Stellung in einer zum Außenumfang geöffneten Ausnehmung der Trägheitsmasse liegt und eine Endkante der Ausnehmung als Steuernase für die radiale Aussteuerung der Klinke ausgebildet ist.Insofar as it is provided according to an exemplary embodiment of the invention that a pawl which can be radially controlled into a toothing and an inertial mass which can be rotated relative to the control disc are arranged on the control disc, the invention makes use of the principle of an inertia-controlled locking device, similarly to the case of self-locking belt retractors in the context of Vehicle-sensitive or webbing-sensitive blocking system is known. In the present application it is provided that the pawl mounted on the control disk lies in its pivoted-in position in a recess of the inertial mass which is open to the outer circumference and that an end edge of the recess is designed as a control lug for the radial control of the pawl.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass eine sich zwischen Steuerscheibe und Trägheitsmasse jeweils abstützende Druckfeder angeordnet ist, die bei der Relativdrehung der Trägheitsmasse gegenüber der verriegelten Steuerscheibe gespannt wird.According to one embodiment of the invention, it is provided that a compression spring is provided between the control disk and the inertial mass, which is tensioned when the inertial mass rotates relative to the locked control disk.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Verzahnung gehäusefest angeordnet und bildet ein unbewegliches Widerlager für den Eingriff der Klinke. Hierbei ist zur Kopplung der Steuerbewegung der Steuerscheibe an den Gurtbandauszug nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass an der Klinke ein axial abstehender und in eine an einer axial neben der Steuerscheibe mit Trägheitsmasse angeordneten und auf einem an einer seitlichen Gehäusekappe angeordneten Exzenter drehbar gelagerten Taumelscheibe ausgebildete Steuerkurve eingreifender Stift angeordnet ist. Hierzu weist entsprechend einem Ausführungsbeispiel die Steuerkurve einen ersten zur Betätigung der Schaltvorrichtung eingerichteten Abschnitt und einen zweiten, die Funktion der Schaltvorrichtung verhindernden Abschnitt auf. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die radiale Breite der Steuerkurve in ihrem ersten Abschnitt derart bemessen ist, dass die Taumelbewegung der Taumelscheibe wie auch das Ausschwenken der Klinke durch den in der Steuerkurve geführten Stift der Klinke nicht behindert wird, und dass der zweite Abschnitt der Steuerkurve gegenüber dem ersten Abschnitt derart verengt ist, dass bei in dem zweiten Abschnitt liegenden Stift das Ausschwenken der Klinke ausgeschlossen ist.In a first embodiment of the invention, the toothing is arranged fixed to the housing and forms an immovable abutment for the engagement of the pawl. For coupling the control movement of the control disk to the webbing pull-out according to one embodiment of the invention, it is provided that on the pawl there is an axially projecting one and on an axially adjacent to the control disk with inertial mass and on one on a side housing cap arranged eccentric rotatably mounted swash plate trained cam engaging pin is arranged. For this purpose, according to one exemplary embodiment, the control curve has a first section set up for actuating the switching device and a second section preventing the switching device from functioning. It can be provided that the radial width of the control curve is dimensioned in its first section such that the wobble movement of the swash plate and the pivoting out of the pawl are not impeded by the pin of the pawl guided in the control curve, and that the second section of the control curve is narrowed relative to the first section in such a way that the pawl cannot pivot out when the pin is in the second section.
Zur Ausbildung des Taumelgetriebes ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass die Taumelscheibe von der Steuerscheibe in Drehung versetzt wird, wobei nach einem Ausführungsbeispiel die Steuerscheibe an ihrer den Schaltrampen abgewandten Seite zur Aufnahme von Klinke Trägheitsmasse und Taumelscheibe topfförmig ausgebildet und an der Innenseite des aufstehenden Randes mit einer Innenverzahnung versehen ist, die in Eingriff mit einer zugeordneten Außenverzahnung der Taumelscheibe steht.To form the wobble mechanism, it is provided according to an embodiment of the invention that the swash plate is set in rotation by the control disk, whereby according to one embodiment, the control disk is cup-shaped on its side facing away from the switching ramps for receiving the pawl inertia mass and swash plate and on the inside of the upright Edge is provided with an internal toothing which is in engagement with an associated external toothing of the swash plate.
Soweit nach einem Ausführungsbeispiel die Außenverzahnung der Taumelscheibe eine geringere Zähnezahl aufweist als die Innenverzahnung der Steuerscheibe, ist hierdurch ein Getriebe verwirklicht, so dass aufgrund des so gebildeten Versatzes sich die Taumelscheibe relativ zur Steuerscheibe bzw. zur Gurtwelle verdreht. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Verzahnung an einem drehbar angeordneten Zahnring angeordnet und bildet ein einstellbares Widerlager für den Eingriff der Klinke, wobei die Einstellung des Widerlagers auf ein externes Signal in Abhängigkeit von den Körperdaten eines angeschnallten Insassen erfolgen kann. Dieses Signal kann beispielsweise - wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung - in Abhängigkeit von der Menge des abgewickelten Gurtbandes bestimmt sein, soweit ein größerer Insasse beim Anschnallen einen größeren Gurtbandauszug benötigt als ein kleinerer Insasse, oder es kann aus der je nach der Körpergröße des angeschnallten Insassen unterschiedlichen Stellung des Fahrzeugsitzes abgegriffen sein. Insbesondere lässt dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung auch eine stufenlose Schaltung der Kraftbegrenzungseinrichtung zu.Insofar as, according to one embodiment, the external toothing of the swash plate has a smaller number of teeth than the internal toothing of the control disk, a gear mechanism is hereby realized so that the swash plate rotates relative to the control disk or to the belt shaft due to the offset thus formed. In another embodiment of the invention, the toothing is arranged on a rotatable toothed ring and forms an adjustable abutment for the engagement of the pawl, the abutment being able to be set to an external signal as a function of the body data of a belted occupant. As in the first exemplary embodiment of the invention, this signal can, for example, be determined as a function of the amount of webbing that has been unwound, insofar as a larger occupant needs a larger webbing pull-out than a smaller occupant when buckling up, or it can depend on the body size of the seatbelt Occupants different position of the vehicle seat can be tapped. In particular, this exemplary embodiment of the invention also permits stepless switching of the force limiting device.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist hierzu vorgesehen, dass der Zahnring einen Anschlag aufweist, der mit einem aufgrund eines äußeren Signals in seiner Lage einstellbaren Gegenanschlag zusammenwirkt. Der Gegenanschlag kann dabei an einem den Zahnring außen umschließenden Anschlagring ausgebildet sein, wobei Gegenanschlag des Anschlagrings und Anschlag des Zahnrings in einer radialen Zuordnung zueinander angeordnet sein können. Kommt der Anschlag des Zahnringes nach Aussteuerung der Sperrklinke in die Innenverzahnung des Zahnringes in Anlage an den Gegenanschlag, so wird damit der Zahnring in seiner weiteren Drehung festgelegt und dabei gleichzeitig über den Eingriff der Klinke auch die Steuerscheibe festgelegt, was in der beschriebenen Weise zur Schaltung der Kraftbegrenzungseinrichtung führt. Die Stellung des Gegenanschlages wird im Rahmen des Anschnallvorganges in Abhängigkeit von der Körpergrößer des Fahrzeuginsassen festgelegt, so dass damit auch der Schaltzeitpunkt bzw. das Maß der Schaltung für die Kraftbegrenzungseinrichtung festgelegt ist.In one exemplary embodiment of the invention, it is provided for this that the toothed ring has a stop which interacts with a counter stop which is adjustable in position on the basis of an external signal. The counter-stop can be formed on a stop ring that surrounds the toothed ring on the outside, wherein the counter-stop of the stop ring and the stop of the toothed ring can be arranged in a radial association with one another. If the stop of the toothed ring comes into contact with the counterstop after actuation of the pawl in the internal toothing of the toothed ring, then the toothed ring is fixed in its further rotation and, at the same time, the control disk is also fixed via the engagement of the pawl, which results in the manner described for switching the force limiting device leads. The position of the counter-stop is determined as part of the buckling process depending on the body size of the vehicle occupant, so that the Switching time or the amount of switching for the force limiting device is fixed.
Hierbei ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der Anschlagring in seinem Drehwinkel für eine vollständige Umdrehung eingerichtet ist, soweit davon ausgegangen wird, dass bei großen Insassen, also ohne eine Schaltung der Kraftbegrenzungseinrichtung auf ein niedrigeres Niveau, die Wirkung der Kraftbegrenzungseinrichtung sich über eine volle Umdrehung der Gurtwelle erstreckt. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass der Anschlagring für eine mehrfache Umdrehung eingerichtet ist, beispielsweise durch Anordnung des Anschlagringes auf einem Gewinde, so dass zusätzlich zu der Umdrehung auch eine axiale Komponente zu verwirklichen ist, bevor es zu einem Anschlag des Gegenanschlages mit dem Anschlag des Zahnringes kommt.It is provided according to an embodiment of the invention that the stop ring is set up in its angle of rotation for a complete revolution, insofar as it is assumed that in the case of large occupants, i.e. without the force limiting device being switched to a lower level, the effect of the force limiting device is greater than one full rotation of the belt shaft extends. Alternatively, however, it can also be provided that the stop ring is set up for a multiple rotation, for example by arranging the stop ring on a thread, so that in addition to the rotation, an axial component can also be realized before it comes to a stop of the counter-stop with the stop of the ring gear comes.
Es kann vorgesehen sein, dass Zahnring und Anschlagring gemeinsam in einer die Steuerscheibe übergreifenden und an dem Gehäuse des Gurtaufrollers festgelegten Gehäusekappe drehbar gelagert sind.It can be provided that the toothed ring and the stop ring are rotatably mounted together in a housing cap which overlaps the control disc and is fixed on the housing of the belt retractor.
Bei Ausführung der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Ansprechschwelle der Trägheitsmasse mit einem höheren G-Wert eingestellt ist als die Ansprechschwelle der einen Bestandteil des zum Gurtaufroller gehörigen Blockiersystems bildenden Trägheitsmasse. Mit dieser Lösung ist sichergestellt, dass bei einem auch im Rahmen von Anlegevorgängen häufig vorkommenden zu schnellen Gurtbandauszug, der auf der Blockierseite schon zu einem Blockieren und damit dem bekannten „Hakein" des Gurtbandes führen kann, auf der Steuerseite für die Schaltvorrichtung noch keine Verriegelung der Steuerscheibe erfolgt. Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, dass die Fußpunkte der jeweils aneinander ablaufenden Schaltrampen von Steuerscheibe und Schaltring mit einem dem für die Ausschwenkbewegung der Klinke erforderlichen Drehwinkel entsprechenden Abstand zueinander angeordnet sind, ist damit sichergestellt, dass zum Zeitpunkt des Wirksamwerdens der Kraftbegrenzungseinrichtung bei blockierter Gurtwelle der für das Ausschwenken der Klinke erforderliche Drehweg der Steuerscheibe berücksichtigt ist, so dass bei Weiterdrehung der Gurtwelle noch während der Anlaufphase der Kraftbegrenzung durch das Ablaufen der Schaltschrägen eine Verschiebung des Schaltringes mit Wellenring und damit die Umschaltung auf das niedrige Kraftniveau erfolgen.In the embodiment of the invention it can further be provided that the response threshold of the inertial mass is set with a higher G-value than the response threshold of the inertial mass forming part of the locking system belonging to the belt retractor. With this solution it is ensured that in the event of a too rapid webbing pull-out, which often occurs in the context of application processes, which can already lead to blocking on the blocking side and thus to the known “hooking” of the webbing, there is still no locking of the control device for the switching device Control disc is done. Insofar as it is provided according to an exemplary embodiment of the invention that the base points of the switching ramps of the control disk and the switching ring which run against one another are arranged at a distance from one another which corresponds to the rotation angle required for the pivoting-out movement of the pawl, this ensures that at the time when the force limiting device becomes effective when blocked Belt shaft the rotation of the control disc required for swiveling the pawl is taken into account, so that if the belt shaft continues to rotate during the start-up phase of the force limitation, the switching ring with shaft ring is displaced by the switching slopes and the switchover to the low force level takes place.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, which are described below. Show it:
Fig. 1 die Gurtwelle eines selbstsperrenden Gurtaufrollers mit den die Ansteuerung der Schaltvorrichtung bewirkenden Bauteilen in einer auseinandergezogenen Darstellung,1 is an exploded view of the belt shaft of a self-locking belt retractor with the components which control the switching device,
Fig. 2 die Gurtwelle gemäß Figur 1 mit den daran angeschlossenenFig. 2, the belt shaft according to Figure 1 with the attached
Bauteilen zur Ansteuerung der Schaltvorrichtung in einer geschnitten Seitenansicht,Components for controlling the switching device in a sectional side view,
Fig. 3 die Steuerscheibe mit Trägheitsmasse und Klinke einschließlich der gehäusefesten Verzahnung in einer Stirnansicht, Fig. 4 die Steuerscheibe gemäß Figur 3 mit aufgesetzter3 shows the control disk with inertial mass and pawl including the teeth fixed to the housing in a front view, Fig. 4, the control disc of Figure 3 with attached
Taumelscheibe in Stirnansicht.Swashplate in front view.
Fig. 5 die Gurtwelle des Gurtaufrollers gemäß Figur 1 in einer anderen Ausführungsform,5 shows the belt shaft of the belt retractor according to FIG. 1 in another embodiment,
Fig. 6 die Gurtwelle gemäß Figur 5 mit den daran angeschlossenenFig. 6, the belt shaft according to Figure 5 with the attached
Bauteilen zur Ansteuerung der Schaltvorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht,Components for controlling the switching device in a sectional side view,
Fig. 7 die Gurtwelle einschließlich Steuerorgane gemäß Figur 6 in einer isometrischen Stirnansicht.7 the belt shaft including control elements according to FIG. 6 in an isometric front view.
Gegenstand der Erfindung ist die Ansteuerung des in der Zeichnung zu der vorliegenden Anmeldung nicht dargestellten Wellenringes. Die Arbeitsweise des Wellenringes in seiner Schaltfunktion für die Kraftbegrenzungsvorrichtung ist in der zur Bildung der Gattung herangezogenen WO 00/76814 im einzelnen beschrieben, so dass hinsichtlich dieser Funktionen auf die Offenbarung der WO 00/76814 Bezug genommen ist.The object of the invention is the control of the shaft ring not shown in the drawing for the present application. The mode of operation of the shaft ring in its switching function for the force limiting device is described in detail in WO 00/76814 used to form the genus, so that reference is made to the disclosure of WO 00/76814 with regard to these functions.
Soweit sich die Antriebsseite für die Bewegung des Wellenringes aus Figur 1 entnehmen läßt, ist mit 10 eine Gurtwelle bezeichnet, die Bestandteil eines mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung versehenen Gurtaufrollers gemäß der WO 00/76814 ist. Mit der Gurtwelle drehfest verbunden ist ein Schaltring 1 1 , der, wie sich aus Figur 2 entnehmen läßt, eine Ausnehmung 12 aufweist, in welcher der Wellenring für die Schaltung des Kraftbegrenzungsniveaus aufgenommen ist. Wie sich aus Figur 2 weiter ergibt, ist in der Ebene der Ausnehmung 12 für den Wellenring eine Ausnehmung 13 für die Kupplungsklinke(n) vorgesehen, die von dem Wellenring beaufschlagt ist (sind). Mit 14 ist die mehrstufige, insbesondere zweistufige Torsionsstabeinrichtung bezeichnet, auf die die von dem Wellenring gesteuerten Kupplungsklinken zugreifen.As far as the drive side for the movement of the shaft ring can be seen from FIG. 1, 10 denotes a belt shaft which is part of a belt retractor provided with a force limiting device according to WO 00/76814. A switching ring 11 is connected in a rotationally fixed manner to the belt shaft and, as can be seen in FIG. 2, has a recess 12 in which the shaft ring for the switching of the force limiting level is received. As can further be seen from FIG. 2, in the plane of the recess 12 for the Shaft ring a recess 13 is provided for the clutch pawl (s), which is (are) acted on by the shaft ring. 14 designates the multi-stage, in particular two-stage torsion bar device which is accessed by the clutch pawls controlled by the shaft ring.
Axial neben dem Schaltring 1 1 ist auf einem Fortsatz 10a der Gurtwelle 10 eine Steuerscheibe 15 angeordnet, die einerseits von der Gurtwelle bei normalen Drehbewegungen mitgenommen wird, andererseits aber auch gegenüber der Gurtwelle 10 relativbeweglich angeordnet ist, so dass eine Verdrehung der Steuerscheibe 15 gegenüber der Gurtwelle 10 möglich ist. An den einander zugewandten Seiten von Schaltring 11 und Steuerscheibe 15 sind über den Umfang der vorgenannten Bauteile verteilt drei Schaltrampen 16 angeordnet, die sich axial aufeinander zu von dem jeweiligen Bauteil erstrecken und derart angeordnet sind, dass die Schaltrampen 16 bei einer Relativdrehung von Steuerscheibe 15 und dem mit der Gurtwelle 10 drehfest verbundenen Schaltring 1 1 aneinander ablaufen. Hierbei sind mit 16a die an dem Schaltring 1 1 befindlichen Schaltrampen bezeichnet und mit 16b die an der Steuerscheibe 15 angebrachten Schaltrampen.Axially next to the switching ring 1 1, a control disk 15 is arranged on an extension 10a of the belt shaft 10, which on the one hand is carried along by the belt shaft during normal rotary movements, but on the other hand is also arranged to be relatively movable with respect to the belt shaft 10, so that the control disk 15 is rotated relative to the Belt shaft 10 is possible. On the mutually facing sides of the switching ring 11 and the control disk 15, three switching ramps 16 are arranged distributed over the circumference of the aforementioned components, which extend axially towards one another from the respective component and are arranged such that the switching ramps 16 upon a relative rotation of the control disk 15 and the switching ring 1 1 connected to the belt shaft 10 in a rotationally fixed manner run against one another. The switching ramps located on the switching ring 11 are designated by 16a and the switching ramps attached to the control disk 15 are designated by 16b.
Auf ihrer der Anordnung der Schaltrampen 16b abgewandten Seite ist die Steuerscheibe 15 topfförmig mit einem aufstehenden Rand 18 ausgebildet. An der Steuerscheibe 15 ist eine radial um einen Drehpunkt 25 ausschwenkbare Klinke 17 gelagert (Figur 3), wobei in dem aufstehenden Rand 18 der Steuerscheibe 15 ein Fenster 40 ausgebildet ist, durch welches die Klinke 17 radial ausschwenken kann. Ferner ist in der topfförmigen Steuerscheibe 15 eine relativ zur Steuerscheibe 15 verdrehbare Trägheitsmasse 20 angeordnet, die über eine sich zwischen der Trägheitsmasse 20 und der Steuerscheibe 15 abstützende Druckfeder 21 an die Drehbewegung der Steuerscheibe 15 gekoppelt ist. Hierzu ist die Trägheitsmasse 20 mit einer sekantenartig angeordneten Ausnehmung 27 versehen, in welche die Feder 21 einlegbar ist, die sich mit ihrem einen Ende an einem an einer Kante der Ausnehmung 27 angeordneten Widerlager 22 abstützt und mit ihrem gegenüberliegenden Ende gegen ein axial von der Steuerscheibe 15 abstehendes Widerlager 23 anliegt (Figur 3). Die Trägheitsscheibe weist ferner eine sich zum Umfangsrand öffnende Ausnehmung 24 auf, in welcher die an der Steuerscheibe 15 drehbar gelagerte Klinke 17 passend aufgenommen ist. Die eine Endkante der Ausnehmung 24 greift dabei hinterschnittartig in die Klinke 17 ein und bildet so eine Steuernase 26, die dafür sorgt, dass bei einer Relativdrehung der Trägheitsmasse 20 gegenüber der Steuerscheibe 15 die Klinke 17 radial auswärts durch das Fenster 40 geschwenkt wird.On its side facing away from the arrangement of the switching ramps 16b, the control disk 15 is cup-shaped with an upstanding edge 18. A pawl 17 which can be swiveled radially about a pivot point 25 is mounted on the control disk 15 (FIG. 3), a window 40 being formed in the upstanding edge 18 of the control disk 15, through which the pawl 17 can swivel radially. Furthermore, an inertial mass 20 which is rotatable relative to the control disc 15 is arranged in the cup-shaped control disc 15 and is coupled to the rotary movement of the control disc 15 via a compression spring 21 which is supported between the inertial mass 20 and the control disc 15. For this purpose, the inertial mass 20 is provided with a secant-like recess 27, into which the spring 21 can be inserted, which is supported with one end on an abutment 22 arranged on an edge of the recess 27 and with its opposite end against an axially from the control disk 15 protruding abutment 23 is present (Figure 3). The inertial disc also has a recess 24 opening towards the peripheral edge, in which the pawl 17 rotatably mounted on the control disc 15 is accommodated in a suitable manner. One end edge of the recess 24 engages in the undercut in the pawl 17 and thus forms a control lug 26 which ensures that the pawl 17 is pivoted radially outward through the window 40 when the inertial mass 20 rotates relative to the control disk 15.
Axial neben der Trägheitsscheibe ist in die topfförmige Steuerscheibe 15 eine Taumelscheibe 28 eingesetzt, die ihrerseits auf einem gehäusefesten Exzenter 34 gelagert ist (Figur 4), wobei der Exzenter 34 Bestandteil einer Gehäusekappe 35, entweder einstückig mit dieser ausgebildet oder fest mit dieser verbunden, ist. Die Gehäusekappe 35 ist in Figur 4 nicht vollständig dargestellt, sondern nur über die mit dem Bezugszeichen 35 versehene Verbindung zum Exzenter 34 angedeutet. Die Taumelscheibe 28 weist auf ihrem Außenumfang eine Außenverzahnung 29 auf, die mit einer an dem aufstehenden Rand 18 der Steuerscheibe 15 ausgebildeten Innenverzahnung 30 kämmt, wobei die Außenverzahnung 29 der Taumelscheibe 28 eine geringere Zähnezahl aufweist als die Innenverzahnung 30 der Steuerscheibe 15. Soweit demnach bei der Drehung der Steuerscheibe 15 gemeinsam mit der Gurtwelle 10 die Taumelscheibe 28 ebenfalls in Drehung versetzt wird, wird durch die Verzahnungen 29, 30 ein Versatz ausgebildet, so dass sich die Taumelscheibe 28 relativ zur Steuerscheibe 15 bzw. der Gurtwelle 10 verdreht.Axially next to the inertial disc, a swash plate 28 is inserted into the cup-shaped control disc 15, which in turn is mounted on an eccentric 34 fixed to the housing (FIG. 4), the eccentric 34 being part of a housing cap 35, either integrally formed with it or firmly connected to it , The housing cap 35 is not shown in full in FIG. 4, but is only indicated via the connection to the eccentric 34 provided with the reference number 35. The swash plate 28 has on its outer circumference an external toothing 29 which meshes with an internal toothing 30 formed on the upstanding edge 18 of the control disc 15, the external toothing 29 of the swash plate 28 having a smaller number of teeth than that Internal toothing 30 of the control disc 15. As far as the swash plate 28 is also rotated when the control disc 15 rotates together with the belt shaft 10, an offset is formed by the toothings 29, 30, so that the swash plate 28 relative to the control disc 15 or the belt shaft 10 is twisted.
In der Taumelscheibe 28 ist ferner eine Steuerkurve 31 ausgebildet, in die ein von der Klinke 17 axial abstehender Stift 38 eingreift, wobei der Stift 38 aufgrund des zwischen der Steuerscheibe 15 als Träger der Klinke 17 und der Taumelscheibe 28 gebildeten Versatzes bei der Drehbewegung durch die Steuerkurve 31 wandert. Diese Steuerkurve 31 weist einen ersten Abschnitt 32 auf, dessen radiale Breite derart bemessen ist, dass der in dem ersten Abschnitt 32 laufende Stift 38 die Taumelbewegung der Taumelscheibe 28 nicht hindert. Darüber hinaus ist der erste Abschnitt 32 aber mit einer solchen Breite versehen, dass auch die radiale Bewegung des Stiftes 38 bei der radialen Ausschwenkung der Klinke 17 durch das Fenster 40 nicht behindert wird. An dem ersten Abschnitt 32 schließt sich ein zweiter Abschnitt 33 der Steuerkurve 31 an, der noch so breit ausgebildet ist, dass die Taumelbewegung der Taumelscheibe 28 weiterhin nicht behindert ist. Allerdings ist der Stift 38 in dem zweiten Abschnitt 33 der Steuerkurve 3 1 derart geführt, dass die Klinke 17 in ihrer eingeschwenkten Stellung festgehalten wird, wenn der Stift 38 in dem zweiten Abschnitt 33 der Steuerkurve 31 der Taumelscheibe 28 geführt ist.In the swash plate 28, a control cam 31 is also formed, in which a pin 38 protrudes axially from the pawl 17, the pin 38 due to the offset formed between the control disk 15 as a carrier of the pawl 17 and the swash plate 28 during the rotary movement by the Control curve 31 moves. This control curve 31 has a first section 32, the radial width of which is dimensioned such that the pin 38 running in the first section 32 does not prevent the wobble movement of the swash plate 28. In addition, the first section 32 is provided with such a width that the radial movement of the pin 38 is not impeded by the window 40 when the pawl 17 is pivoted out radially. The first section 32 is followed by a second section 33 of the control cam 31, which is so wide that the wobble movement of the swash plate 28 is still not hindered. However, the pin 38 is guided in the second section 33 of the control curve 3 1 such that the pawl 17 is held in its pivoted-in position when the pin 38 is guided in the second section 33 of the control curve 31 of the swash plate 28.
Die den Exzenter 34 zur Lagerung der Taumelscheibe 28 tragende Gehäusekappe 35 ist ihrerseits topfförmig ausgebildet und greift mit einem Umfangsrand 36 über den Außenumfang der Steuerscheibe 15 (Figur 2), wobei an dem Umfangsrand 36 der Gehäusekappe 35 eine Innenverzahnung 37 ausgebi ldet ist, in welche die Klinke 17 bei ihrer radialen Aussteuerung eingreift, so dass die Steuerscheibe 15 in ihrer weiteren Drehbewegung festgelegt ist. Somit bildet die Innverzahnung 37 bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein unbewegliches Widerlager für den Eingriff der Klinke 17.The housing cap 35, which in turn supports the eccentric 34 for mounting the swash plate 28, is cup-shaped and engages with a peripheral edge 36 over the outer circumference of the control disc 15 (Figure 2), wherein on the peripheral edge 36 of the housing cap 35, an internal toothing 37 is formed, in which the pawl 17 engages during its radial actuation, so that the control disk 15 is fixed in its further rotational movement. In this exemplary embodiment of the invention, the internal toothing 37 thus forms an immovable abutment for the engagement of the pawl 17.
Bei den normalen Auf- und Abwickeldrehungen der Gurtwelle 10 dreht sich jeweils die Steuerscheibe 15 mit der Gurtwelle 10 mit. Kommt es im Verlaufe eines Unfalls zu einer entsprechend schnellen Drehung der Gurtwelle 10 in Gurtauszugsrichtung, so bleibt die Trägheitsmasse 20 aufgrund ihrer Massenträgheit gegen die Wirkung der Druckfeder 21 hinter der Drehbewegung der Steuerscheibe 15 zurück, wobei durch diese Relativdrehung zwischen Steuerscheibe 15 und Trägheitsmasse 20 der an der Steuerscheibe 15 gelagerten Klinke 17 ein Drehimpuls vermittelt wird, der die Klinke 17 radial nach außen verschwenken will.During the normal winding and unwinding rotations of the belt shaft 10, the control disk 15 rotates with the belt shaft 10. If there is a correspondingly rapid rotation of the belt shaft 10 in the belt pull-out direction in the course of an accident, the inertial mass 20 remains behind the rotary movement of the control disk 15 due to its inertia against the action of the compression spring 21, with this relative rotation between the control disk 15 and the inertial mass 20 on the control disc 15 mounted pawl 17 an angular momentum is imparted, which wants to pivot the pawl 17 radially outwards.
Diese Ausschwenkbewegung der Klinke 17 wird nur solange zugelassen, wie sich der Stift 38 der Klinke 17 in dem ersten Abschnitt 32 der an der Taumelscheibe 28 befindlichen Steuerkurve 31 befindet. Aufgrund des vorherigen Anlegevorganges des auf der Gurtwelle 10 aufgewickelten Sicherheitsgurtes ist ein Anlegezustand festgelegt, der einer größeren oder einer kleineren Person entspricht. Bei kleineren Personen wird entsprechend weniger Gurtband von der Gurtwelle 10 abgezogen, so dass in diesem Fall der Stift 38 im ersten Abschnitt 32 der Steuerkurve 31 liegt, während der Gurtbandauszug bei größeren Personen dazu führt, dass der Stift 38 in den zweiten Abschnitt 33 der Steuerkurve 31 gelangt. Ist also zum Zeitpunkt des Unfalles eine kleine Person angeschnallt, so ist entsprechend wenig Gurtband von der Gurtwelle 10 abgewickelt, und der Stift 38 der Klinke 17 liegt im ersten Abschnitt 32 der Steuerkurve 31 , in welchem die durch die Relativdrehung der Trägheitsmasse 20 zur Steuerscheibe 15 bewirkte radiale Aussteuerung der Klinke 17 möglich ist. Bei dieser Aussteuerung greift die Klinke 17 in die Innenverzahnung 37 der Gehäusekappe 35 ein und legt somit die Steuerscheibe 15 gegen eine Weiterdrehung fest.This pivoting-out movement of the pawl 17 is only permitted as long as the pin 38 of the pawl 17 is located in the first section 32 of the control cam 31 located on the swash plate 28. Due to the previous putting on process of the seat belt wound on the belt shaft 10, a putting on condition is determined which corresponds to a larger or a smaller person. Correspondingly less belt webbing is pulled off the belt shaft 10 for smaller people, so that in this case the pin 38 lies in the first section 32 of the control curve 31, while the belt webbing pull-out in the case of larger people leads to the pin 38 in the second section 33 of the control curve 31 arrives. If a small person is buckled up at the time of the accident, correspondingly little webbing is unwound from the belt shaft 10, and the pin 38 of the pawl 17 lies in the first section 32 of the control cam 31, in which the by the relative rotation of the inertial mass 20 to the control disc 15th effected radial control of the pawl 17 is possible. With this modulation, the pawl 17 engages in the internal toothing 37 of the housing cap 35 and thus fixes the control disk 15 against further rotation.
Mit Beginn des Unfalles hat auch auf der sogenannten Blockierseite des Gurtaufrollers das Blockiersystem zur Verriegelung der Gurtwelle mit dem Gehäuse angesprochen, so dass bei auf die verriegelte Gurtwelle 10 anhaltendem Gurtzug nun die Kraftbegrenzungseinrichtung beaufschlagt wird, die aufgrund der Verdrillung des Torsionsstabes eine Weiterdrehung der Gurtwelle 10 in Gurtauszugsrichtung um einen gewissen Betrag zuläßt. Dabei entsteht bis zum Wirksamwerden der Kraftbegrenzung ein gewisser Drehwinkel, um den sich die Gurtwelle 10 weiterdrehen kann, ohne dass der in die Welle 10 integrierte Torsionsstab bereits wirksam wird (Anlaufphase der Kraftbegrenzungseinrichtung). Diese noch vor dem Wirksamwerden der Kraftbegrenzungseinrichtung eintretende Weiterdrehung der Gurtwelle 10 führt nun bei durch die Klinke 17 verwirklichter Blockierung der Steuerscheibe 15 zu einer Relativdrehung des mit der Gurtwelle 10 verbundenen Schaltringes 1 1 gegenüber der feststehenden Steuerscheibe 15, so dass die am Schaltring 1 1 und Steuerscheibe 15 befindlichen Schaltrampen 16a, 16b aneinander abgleiten und der Schaltring 1 1 sich dadurch gegenüber der Steuerscheibe 15 axial verschiebt und dabei den in seiner Ausnehmung 12 angeordneten Wellenring axial mitnimmt. Damit wird die in der gattungsbildenden WO 00/76814 beschriebene Schaltung der Kraftbegrenzungsvorrichtung auf ein niedrigeres Kraftniveau ausgeführt.At the beginning of the accident, the blocking system for locking the belt shaft with the housing also responded to the so-called blocking side of the belt retractor, so that when the belt tension persists on the locked belt shaft 10, the force limiting device is now acted upon, which further rotates the belt shaft 10 due to the twisting of the torsion bar in the direction of the belt extension by a certain amount. This creates a certain angle of rotation until the force limitation becomes effective, by which the belt shaft 10 can continue to rotate without the torsion bar integrated in the shaft 10 already taking effect (start-up phase of the force limitation device). This further rotation of the belt shaft 10, which occurs before the force limiting device takes effect, now leads, when the control disk 15 is blocked by the pawl 17, to a relative rotation of the switching ring 11 connected to the belt shaft 10 with respect to the fixed control disk 15, so that the switching ring 11 and Control disc 15 located switching ramps 16a, 16b slide against each other and the switching ring 1 1 thereby axially displaces relative to the control disc 15 and thereby axially entrains the shaft ring arranged in its recess 12. This describes that in the generic WO 00/76814 Circuit of the force limiting device executed at a lower level of force.
Ist zum Zeitpunkt des Unfalles eine große Person angeschnallt, so liegt aufgrund des großen Gurtbandauszuges der Stift 38 der Klinke 17 im zweiten Abschnitt 33 der Steuerkurve 31 , und hierbei wird die durch die Relativdrehung der Trägheitsmasse 20 gegenüber der Steuerscheibe 15 eingeleitete radiale Ausschwenkung der Klinke 17 verhindert, so dass die Steuerscheibe 15 unverriegelt bleibt und sich in jedem Zustand mit der Gurtwelle 10 mitdreht. Somit unterbleibt die Relativdrehung zwischen der Gurtwelle 10 mit Schaltring 1 1 gegenüber der Steuerscheibe 15, und es kommt nicht zu der für die Schaltung des Kraftniveaus notwendigen Axialverschiebung des Schaltringes 1 1 mit Wellenring. Das eingestellte hohe Kraftniveau bleibt somit erhalten.If a large person is buckled up at the time of the accident, the pin 38 of the pawl 17 lies in the second section 33 of the control curve 31 due to the large webbing extension, and the radial pivoting out of the pawl 17 initiated by the relative rotation of the inertial mass 20 with respect to the control disk 15 prevented so that the control disc 15 remains unlocked and rotates with the belt shaft 10 in any state. Thus, the relative rotation between the belt shaft 10 with the switching ring 1 1 with respect to the control disc 15 does not occur, and there is no axial displacement of the switching ring 1 1 with the shaft ring necessary for switching the force level. The set high level of force is thus retained.
Wie in der Zeichnung im einzelnen nicht dargestellt, sind die Fußpunkte der aneinander ablaufenden Schaltrampen 16a und 16b von Schaltring 1 1 und Steuerscheibe 15 um denjenigen Winkelbetrag voneinander beabstandet, um den sich die Steuerscheibe 15 während der Aussteuerung der Klinke 17 noch weiterdreht, so dass zum Zeitpunkt der Verriegelung der Steuerscheibe 15 mit der Innenverzahnung 37 der Gehäusekappe 35 die Fußpunkte unmittelbar voreinander stehen und somit mit Beginn der Weiterdrehung der Gurtwelle gegenüber der blockierten Steuerscheibe 15 die Axialverschiebung des Schaltringes 1 1 sofort eingeleitet wird.As not shown in the drawing in detail, the base points of the converging switching ramps 16a and 16b of the switching ring 11 and the control disk 15 are spaced apart by the angular amount by which the control disk 15 rotates further during the actuation of the pawl 17, so that for When the control disc 15 is locked with the internal toothing 37 of the housing cap 35, the base points are directly in front of one another and the axial displacement of the switching ring 1 1 is initiated immediately when the belt shaft begins to rotate relative to the blocked control disc 15.
Es ist zweckmäßig, wenn die Trägheitssteuerung der Trägheitsmasse 20 unter Berücksichtigung der Druckfeder 21 so eingestellt ist, dass ein Ansprechen des Steuersystems erst bei einer höheren Ansprechschwelle erfolgt, als diese auf der Blockierseite des Gurtaufrollers mit dem fahrzeugsensitiven bzw. gurtbandsensitiven Steuersystem verwirklicht ist, damit nicht bei jedem, auch bei normalen Anlegevorgängen bereits die Klinke 17 angesteuert wird.It is expedient if the inertia control of the inertial mass 20 is set taking into account the compression spring 21 in such a way that the control system only responds at a higher response threshold than this on the blocking side of the belt retractor with the Vehicle-sensitive or webbing-sensitive control system is implemented so that the pawl 17 is not already activated in every, even during normal application processes.
In den Figuren 5 bis 7 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher die Ansteuerung der Schaltbewegung über die Steuerbewegung der Steuerscheibe 15 auf eine unterschiedliche Weise ausgeführt ist. Während bei den zu Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispielen die Aussteuerung der Klinke 15 in die gehäusefeste Verzahnung 37 über die Taumelscheibe 28 mit Steuerkurve 31 zugelassen wird oder nicht, ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 5 bis 7 die Verzahnung 37 als Widerlager für den Eingriff der über die Trägheitsmaße 20 ausgesteuerten Klinke 17 einstellbar angeordnet, so dass neben einer Verstellung in Abhängigkeit von dem Gurtbandauszug auch andere Parameter wie beispielsweise die Sitzstellung des Fahrzeugsitzes, herangezogen werden könne, um die Schaltung und damit die Einstellung der Kraftbegrenzungseinrichtung zu bewirken.An alternative embodiment of the invention is shown in FIGS. 5 to 7, in which the switching movement is controlled in a different way via the control movement of the control disk 15. While in the exemplary embodiments described for FIGS. 1 to 4, the control of the pawl 15 into the housing-fixed toothing 37 via the swash plate 28 with the control cam 31 is or is not permitted, in the exemplary embodiment according to FIGS. 5 to 7 the toothing 37 is used as an abutment for the engagement of the Pawl 17 controlled via the inertia dimensions 20 so that in addition to an adjustment depending on the webbing extension, other parameters such as the seat position of the vehicle seat can also be used to effect the switching and thus the setting of the force limiting device.
Im einzelnen unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 5 bis 7 von dem zu Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel durch den Wegfall der Taumelscheibe 28 mit Exzenterlagerung 34 und den Ersatz dieser Bauteile durch einen Zahnring 50 und einen den Zahnring 50 umschließenden Anschlagring 52. Soweit es in Übereinstimmung mit dem zu Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel für die Schaltung der Kraftbegrenzungseinrichtung darauf ankommt, die Drehbewegung der Steuerscheibe gemeinsam mit der Gurtwelle 10 zuzulassen oder aber zu blockieren, ist die als Widerlager für den Eingriff der durch das Fenster 40 der Steuerscheibe 15 radial ausgelenkten Klinke 17 erforderliche Verzahnung 37 an einem die Steuerscheibe 15 umschließenden und in der zu diesem Ausführungsbeispiel nicht dargestellten Gehäusekappe 35 drehbar angeordneten Zahnring 50 ausgebildet. Damit aber die Steuerscheibe 15 zur Ausführung des Schaltzustandes in ihrer Drehbewegung festlegbar ist, ist auch eine Blockierung der Drehbewegung des Zahnringes 50 vorgesehen, indem an dem Zahnring 50 ein radial auswärts abstehender Anschlag 51 ausgebildet ist, der in einem den Zahnring 50 wiederum umschließend angeordneten Anschlagring 52 umläuft. In dem Anschlagring 52 springt ein Gegenanschlag 53 radial einwärts vor, so dass in Abhängigkeit von der Stellung des Gegenanschlages 53 der mit dem Zahnring 50 umlaufende Anschlag 51 in der festgelegten Stellung in Eingriff kommt, so dass die weitere Drehbewegung des Zahnringes 50 blockiert ist. Aufgrund der in Eingriff mit der Innenverzahnung 37 des Zahnringes 50 stehenden Klinke 17 ist in dieser jeweiligen Stellung des Gegenanschlages 53 auch die Steuerscheibe 15 in ihrer weitere Drehung festgelegt, so dass sich die Funktion des Schaltvorganges wie zu den Figuren 1 bis 4 beschrieben vollzieht.In detail, the exemplary embodiment according to FIGS. 5 to 7 differs from the exemplary embodiment described in relation to FIGS. 1 to 4 in that the swash plate 28 with eccentric bearing 34 is omitted and these components are replaced by a toothed ring 50 and a stop ring 52 surrounding the toothed ring 50 In accordance with the exemplary embodiment described for FIGS. 1 to 4 for the circuit of the force limiting device, which depends on permitting or blocking the rotary movement of the control disk together with the belt shaft 10, this is the abutment for the engagement of the window 40 of the control disk 15 radially deflected pawl 17 required toothing 37 formed on a toothed ring 50 which surrounds the control disk 15 and is rotatably arranged in the housing cap 35 which is not shown for this exemplary embodiment. However, so that the control disk 15 can be fixed in terms of its rotational movement in order to carry out the switching state, a blocking of the rotational movement of the toothed ring 50 is also provided in that a radially outwardly projecting stop 51 is formed on the toothed ring 50, which stop is in turn arranged in a stop ring which surrounds the toothed ring 50 52 revolves. In the stop ring 52, a counter stop 53 projects radially inwards, so that depending on the position of the counter stop 53, the stop 51 rotating with the toothed ring 50 comes into engagement in the fixed position, so that the further rotational movement of the toothed ring 50 is blocked. Because of the pawl 17 which is in engagement with the internal toothing 37 of the toothed ring 50, the control disk 15 is also fixed in its further rotation in this respective position of the counter-stop 53, so that the switching process functions as described for FIGS. 1 to 4.
Soweit also der Schaltzeitpunkt über die Stellung des Gegenanschlages 53 festgelegt wird, ist der Anschlagring 52 mit Gegenanschlag 53 in Abhängigkeit von den Körperdaten eines angeschnallten Insassen einstellbar, und zwar entweder über ein an dem Gegenanschlag 53 angreifendes Untersetzungsgetriebe, über welches die Drehbewegung der Gurtwelle und dabei das Maß des Gurtbandabzuges abgegriffen und auf die Einstellung des Gegenanschlages 53 übertragen wird, oder indem beispielsweise die je nach der Körpergröße des angeschnallten Insassen unterschiedliche Stellung des Fahrzeugsitzes abgegriffen und entsprechend einem übermittelten Signal in eine bestimmte Stellung des Gegenanschlages 53 umgesetzt wird.Insofar as the switching time is determined by the position of the counter-stop 53, the stop ring 52 with counter-stop 53 can be adjusted depending on the body data of a belted occupant, either via a reduction gear acting on the counter-stop 53, via which the rotary movement of the belt shaft and thereby the measure of the belt webbing is tapped and transferred to the setting of the counter-stop 53, or by tapping the position of the vehicle seat, which varies depending on the body size of the occupant, and is converted into a specific position of the counter-stop 53 in accordance with a transmitted signal.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist dabei so eingerichtet, dass maximal eine volle Umdrehung des Zahnringes mit Anschlag 51 innerhalb des Anschlagringes 52 möglich ist, bevor der Anschlag 51 in Anlage an dem Gegenanschlag 53 des Anschlagringes 52 kommt. Soweit also bei großen Insassen in Übereinstimmung mit dem zu Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel keine Schaltung auf ein niedrigeres Kraftbegrenzungsniveau erfolgen soll, kann sich die Steuerscheibe aufgrund des Mitdrehens des Zahnringes 50 mit der Gurtwelle 10 drehen, so dass die für Schaltung erforderliche Relativdrehung zwischen Steuerscheibe 15 und Schaltring 1 1 nicht zustande kommt. Es wird dabei unterstellt, dass die Kraftbegrenzung während einer Umdrehung der Gurtwelle bei großen Insassen ausreichend ist.The exemplary embodiment shown is set up in such a way that a maximum of one full rotation of the toothed ring with stop 51 within the stop ring 52 is possible before the stop 51 comes into contact with the counter stop 53 of the stop ring 52. Insofar as, in the case of large occupants, in accordance with the exemplary embodiment described for FIGS. 1 to 4, no shifting to a lower force limitation level is to take place, the control disk can rotate due to the rotation of the toothed ring 50 with the belt shaft 10, so that the relative rotation required for shifting between the control disk 15 and switching ring 1 1 does not come about. It is assumed that the force limitation is sufficient for large occupants during one revolution of the belt shaft.
Haben sich kleinere Insassen angeschnallt, so wird mittels einer geeigneten Antriebsvorrichtung der Anschlagring 52 in eine Position verdreht, in welcher der Gegenanschlag 53 ein entsprechend frühzeitiges Anhalten des Zahnringes 50 über den Anschlag 51 bewirkt, so dass entsprechend frühzeitig auch die Steuerscheibe 15 in ihrer Drehbewegung angehalten wird und über die Beaufschlagung des Schaltringes 1 1 die Schaltung auf ein niedriges Kraftbegrenzungsniveau herbeiführt.If smaller occupants have buckled up, the stop ring 52 is rotated by means of a suitable drive device into a position in which the counter-stop 53 causes the toothed ring 50 to stop correspondingly prematurely via the stop 51, so that the control disk 15 also stops its rotational movement accordingly early is and brings about the action of the switching ring 1 1, the circuit to a low level of force limitation.
Wie nicht weiter dargestellt kann auch vorgesehen sein, dass der Anschlagring 52 mit Gegenanschlag 53 mehrere Umdrehungen ausführen kann, bevor es zu einem Auftreffen von Anschlag 51 und Gegenanschlag 53 kommt; hierzu ist beispielsweise die Anordnung des Anschlagringes 52 auf einem Gewinde denkbar; auch andere konstruktive Lösungen sind von dem Erfindungsgedanken umfasst.As not shown further, it can also be provided that the stop ring 52 with the counter stop 53 can make several rotations before the stop 51 and counter stop 53 strike; this is, for example, the arrangement of the stop ring 52 conceivable on a thread; other constructive solutions are also encompassed by the inventive concept.
Wie in Figur 6 angedeutet, können Zahnring 50 und Anschlagring 52 gemeinsam in einer die Steuerscheibe 15 übergreifenden und an dem Gehäuse des Gurtaufrollers festgelegten Gehäusekappe drehbar gelagert sein. Hierbei ist mit 55 eine Einstellvorrichtung für die Einstellung des Anschlagringes 52 schematisch angedeutet einschließlich einer Signalleitung 56.As indicated in FIG. 6, the toothed ring 50 and the stop ring 52 can be rotatably mounted together in a housing cap which overlaps the control disc 15 and is fixed on the housing of the belt retractor. An adjusting device for adjusting the stop ring 52 is indicated schematically at 55, including a signal line 56.
Schließlich ergibt sich aus Figur 7 die Zuordnung der Bauteile einschließlich des mit 54 angedeuteten Drehwinkels, über welchen sich der Anschlag 51 des Zahnringes 50 drehen kann, bevor er in seiner die Drehung der Steuerscheibe 15 blockierenden Endstellung gegen den in Abhängigkeit von den Körperdaten des angeschnallten Insassen jeweils eingestellten Gegenanschlag 53 stößt.Finally, FIG. 7 shows the assignment of the components, including the angle of rotation indicated by 54, by means of which the stop 51 of the toothed ring 50 can rotate before it, in its end position blocking the rotation of the control disk 15, against the occupant as a function of the body data of the buckled-up occupant each set counter stop 53 bumps.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. The features of the subject matter of these documents disclosed in the above description, the patent claims, the abstract and the drawing can be essential both individually and in any combination with one another for realizing the invention in its various embodiments.

Claims

Gurtaufroller mit mechanisch schaltbarem KraftbegrenzerBelt retractor with mechanically switchable force limiter
P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s r u c h e
Mit einer Kraftbegrenzung versehener Gurtaufroller mit einer wenigstens zweistufig ausgebildeten Kraftbegrenzungseinrichtung und mit einer über einen Antrieb schaltbaren Schalteinrichtung zur Einstellung eines unterschiedlichen Kraftniveaus für die Kraftbegrenzungseinrichtung, wobei als Schalteinrichtung ein axial in Richtung der Wellenachse von dem Antrieb verschiebbarer sowie der Festlegung des Kraftniveaus dienende Kupplungselemente steuernder Wellenring vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb für den Wellenring aus einem drehfest mit der Gurtwelle (10) verbundenen und axial gegenüber der Gurtwelle ( 10) verschiebbaren und dabei den Wellenring beaufschlagenden Schaltring (11) sowie aus einer an die GurtwelleBelt retractor provided with a force limitation with an at least two-stage force limiting device and with a switching device that can be switched via a drive for setting a different force level for the force limiting device, wherein as the switching device a shaft ring that can be displaced axially in the direction of the shaft axis by the drive and serves to determine the force level, serves as a control ring ring is provided, characterized in that the drive for the shaft ring consists of a non-rotatably connected to the belt shaft (10) and axially displaceable relative to the belt shaft (10) and thereby acting on the shaft ring switching ring (11) and from the belt shaft
( 10) gekoppelten und im Auslösefall trägheitsgesteuert gehäusefest verriegelbaren Steuerscheibe ( 15) besteht, wobei an Schaltring(10) coupled and in the event of tripping inertia-controlled lockable control disc (15), with a switching ring
( 1 1 ) und Steuerscheibe ( 15) sich axial erhebende Schaltrampen ( 16a, 16b) angeordnet sind, die im Falle der Relativdrehung der sich im Lastfall weiterdrehenden Gurtwelle ( 10) gegenüber der in Abhängigkeit vom Gurtbandauszug in die Verriegelungsposition eingesteuerten Steuerscheibe ( 15) aneinander ablaufen und so die axiale Verschiebung des Schaltringes ( 1 1 ) herbeiführen. (1 1) and control disc (15) axially rising switching ramps (16a, 16b) are arranged which, in the case of the relative rotation of the belt shaft (10) which rotates in the event of a load, relative to the control disc (15) which is driven into the locking position depending on the webbing extension run off and so bring about the axial displacement of the switching ring (1 1).
2. Gurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang von Schaltring (1 1 ) und Steuerscheibe ( 15) verteilt jeweils drei Schaltrampen ( 16a, 16b) angeordnet sind.2. Belt retractor according to claim 1, characterized in that three switching ramps (16a, 16b) are arranged distributed over the circumference of the switching ring (1 1) and control disc (15).
3. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Steuerscheibe ( 15) eine radial in eine Verzahnung (37) aussteuerbare Klinke ( 17) und eine relativ zur Steuerscheibe ( 15) verdrehbare Trägheitsmasse (20) angeordnet sind.3. Belt retractor according to claim 1 or 2, characterized in that on the control disc (15) a radially in a toothing (37) controllable pawl (17) and an inertia mass (20) rotatable relative to the control disc (15) are arranged.
4. Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Steuerscheibe (15) gelagerte Klinke (17) in ihrer eingeschwenkten Stellung in einer zum Außenumfang geöffneten Ausnehmung (24) der Trägheitsmasse (20) liegt und eine Endkante der Ausnehmung (24) als Steuernase (26) für die radiale Aussteuerung der Klinke (17) ausgebildet ist.4. Belt retractor according to claim 3, characterized in that the pawl (17) mounted on the control disc (15) lies in its pivoted-in position in a recess (24) of the inertial mass (20) which is open to the outer circumference and an end edge of the recess (24). is designed as a control lug (26) for the radial control of the pawl (17).
5. Gurtaufroller nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich zwischen Steuerscheibe ( 15) und Trägheitsmasse (20) jeweils abstützende Druckfeder (21 ) angeordnet ist, die bei der Relativdrehung der Trägheitsmasse (20) gegenüber der verriegelten Steuerscheibe (15) gespannt wird.5. The belt retractor according to claim 3 or 4, characterized in that a compression spring (21) is arranged between the control disc (15) and the inertial mass (20), which is in the relative rotation of the inertial mass (20) relative to the locked control disc (15) is excited.
6. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (37) gehäusefest angeordnet ist und ein unbewegliches Widerlager für den Eingriff der Klinke (17) bildet.6. Belt retractor according to one of claims 3 to 5, characterized in that the toothing (37) is arranged fixed to the housing and forms an immovable abutment for the engagement of the pawl (17).
7. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Klinke ( 17) ein axial abstehender und in eine an einer axial neben der Steuerscheibe ( 15) mit Trägheitsmasse (20) angeordneten und auf einem an einer seitlichen Gehäusekappe (35) angeordneten Exzenter (34) drehbar gelagerten Taumelscheibe (28) ausgebildete Steuerkurve (31 ) eingreifender Stift (38) angeordnet ist.7. Belt retractor according to one of claims 3 to 6, characterized in that on the pawl (17) an axially projecting and is arranged in a control cam (31) engaging on a control cam (31) which is arranged axially next to the control disk (15) with an inertial mass (20) and is arranged on a swashplate (28) rotatably mounted on a side housing cap (35) ,
8. Gurtaufroller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkurve (31 ) einen ersten zur Betätigung der Schaltvorrichtung eingerichteten Abschnitt (32) und einen zweiten, die Funktion der Schaltvorrichtung verhindernden Abschnitt (33) aufweist.8. Belt retractor according to claim 7, characterized in that the control cam (31) has a first section (32) set up for actuating the switching device and a second section (33) preventing the function of the switching device.
9. Gurtaufroller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Breite der Steuerkurve (31) in ihrem ersten Abschnitt (32) derart bemessen ist, dass die Taumelbewegung der Taumelscheibe (28) wie auch das Ausschwenken der Klinke ( 17) durch den in der Steuerkurve (31 ) geführten Stift (38) der Klinke ( 17) nicht behindert wird, und dass der zweite Abschnitt (33) der Steuerkurve (31 ) gegenüber dem ersten Abschnitt (32) derart verengt ist, dass bei in dem zweiten Abschnitt (33) liegenden Stift (38) das Ausschwenken der Klinke ( 17) ausgeschlossen ist.9. Belt retractor according to claim 8, characterized in that the radial width of the control cam (31) in its first section (32) is dimensioned such that the wobble movement of the swash plate (28) as well as the pivoting of the pawl (17) by the in the cam (31) of the pin (38) of the pawl (17) is not hindered, and that the second section (33) of the cam (31) is narrowed relative to the first section (32) such that in the second section ( 33) lying pin (38) the pivoting of the pawl (17) is excluded.
10. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (28) von der Steuerscheibe ( 15) in Drehung versetzt wird.10. Belt retractor according to one of claims 7 to 9, characterized in that the swash plate (28) is set in rotation by the control disc (15).
1 1. Gurtaufroller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheibe ( 15) an ihrer den Schaltrampen ( 16b) abgewandten Seite zur Aufnahme von Klinke ( 17) Trägheitsmasse (20) und Taumelscheibe (28) topfförmig ausgebildet und an der Innenseite des aufstehenden Randes ( 18) mit einer Innenverzahnung (30) versehen ist, die in Eingriff mit einer zugeordneten Außenverzahnung (29) der Taumelscheibe (28) steht.1 1. Belt retractor according to claim 10, characterized in that the control disc (15) on its side facing away from the switching ramps (16b) for receiving the pawl (17) inertia mass (20) and swash plate (28) cup-shaped and on the inside of the upstanding edge (18) is provided with an internal toothing (30) which is in engagement with an associated external toothing (29) of the swash plate (28).
12. Gurtaufroller nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (29) der Taumelscheibe (28) eine geringere Zähnezahl aufweist als die Innenverzahnung (30) der Steuerscheibe ( 15).12. Belt retractor according to claim 1 1, characterized in that the external toothing (29) of the swash plate (28) has a smaller number of teeth than the internal toothing (30) of the control disc (15).
13. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (37) an einem drehbar angeordneten Zahnring (50) angeordnet ist und ein einstellbares Widerlager für den Eingriff der Klinke ( 17) bildet.13. Belt retractor according to one of claims 3 to 5, characterized in that the toothing (37) is arranged on a rotatably arranged toothed ring (50) and forms an adjustable abutment for the engagement of the pawl (17).
14. Gurtaufroller nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnring (50) einen Anschlag (51 ) aufweist, der mit einem aufgrund eines äußeren Signals in seiner Lage einstellbaren Gegenanschlag (53) zusammenwirkt.14. The belt retractor according to claim 13, characterized in that the toothed ring (50) has a stop (51) which interacts with a counter-stop (53) adjustable in position due to an external signal.
15. Gurtaufroller nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenanschlag (53) an einem den Zahnring (50) außen umschließenden Anschlagring (52) ausgebildet ist, und Gegenanschlag (53) des Anschlagrings (52) und Anschlag (51 ) des Zahnrings (50) in einer radialen Zuordnung zueinander angeordnet sind.15. The belt retractor according to claim 14, characterized in that the counter-stop (53) is formed on a stop ring (52) surrounding the toothed ring (50) on the outside, and counter-stop (53) of the stop ring (52) and stop (51) of the toothed ring ( 50) are arranged in a radial association with one another.
16. Gurtaufroller nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (52) in seinem Drehwinkel für eine vollständige Umdrehung eingerichtet ist. 16. Belt retractor according to claim 14 or 15, characterized in that the stop ring (52) is set up in its angle of rotation for a complete revolution.
17. Gurtaufroller nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (52) für eine mehrfache Umdrehung eingerichtet ist.17. Belt retractor according to claim 14 or 15, characterized in that the stop ring (52) is set up for a multiple rotation.
18. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Zahnring (50) und Anschlagring (52) gemeinsam in einer die Steuerscheibe ( 15) übergreifenden und an dem Gehäuse des Gurtaufrollers festgelegten Gehäusekappe (35) drehbar gelagert sind.18. Belt retractor according to one of claims 13 to 17, characterized in that the toothed ring (50) and stop ring (52) are rotatably mounted together in a housing cap (35) overlapping the control disc (15) and fixed to the housing of the belt retractor.
19. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansprechschwelle der Trägheitsmasse (20) mit einem höheren G-Wert eingestellt ist als die Ansprechschwelle der einen Bestandteil des zum Gurtaufroller gehörigen Blockiersystems bildenden Trägheitsmasse.19. Belt retractor according to one of claims 3 to 18, characterized in that the response threshold of the inertial mass (20) is set with a higher G-value than the response threshold of the inertial mass forming part of the blocking system belonging to the belt retractor.
20. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußpunkte der jeweils aneinander ablaufenden Schaltrampen ( 16a, 16b) von Steuerscheibe ( 15) und Schaltring ( 1 1) mit einem dem für die Ausschwenkbewegung der Klinke ( 17) erforderlichen Drehwinkel entsprechenden Abstand zueinander angeordnet sind. 20. Belt retractor according to one of claims 1 to 19, characterized in that the base points of the switching ramps (16a, 16b) of the control disc (15) and switching ring (1 1) each running against one another with the one required for the pivoting-out movement of the pawl (17) Distance corresponding distance to each other are arranged.
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