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Fahrzeugsensitive Blockiervorrichtung für Sicherheitsgurte
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Die Erfindung betrifft eine fahrzeugsensitive Sperrvorrichtung für
Sicherheitsgurte.in Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem von einem Auflager getragenen
Trägheitskörper, der beim Erreichen eines vorgegebenen Wertes der Fahrzeugbeschleunigung
so weit aus seiner Ruhelage herausbewegt ist, daß er über eine Steuereinrichtung
die das Gurtband tragende Wickelwelle in Abzugsrichtung blockiert.
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Der überwiegende Teil der z.Zt. gebräuchlichen Sicherheitsgurtsysteme
ist mit einer in der Aufwickelvorrichtung für das Gurtband eingebauten Sperrvorrichtung
ausgerüstet, die das Gurtband beim Erreichen einer bestimmten Gurtbandbeschleunigung
in Abzugsrichtung sperrt, indem die das Gurtband tragende Wickelwelle gegenüber
dem an der Fahrzeugkarosserie montierten Gehäuse blockiert wird. Bei solchen Systemen
wird also z.B. eine unfallbedingte ruckartige Bewegung der angeschnallten Person
zur Auslösung der Sperrvorrichtung genutzt.
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In Kombination mit dieser ersten Art Sperrvorrichtungen kommt meist
noch eine zweite Sperrvorrichtung zur Anwendung, bei der nicht die Bewegung der
zu schützenden Person, sondern die einer relativ zum
Fahrzeug bewegbaren
2'Ersatzmasse" zur Gurtbandblockierung ausgewertet wird. Solche Sperrvorrichtungen
können demnach auf Beschleunigungen in positiver oder negativer Richtung ansprechen
und werden im allgemeinen als fahrzeugsensitive Sperrvorrichtungen bezeichnet. Als
"Ersatzmassen" werden Trägheitskörper in Form von Pendeln, Kegeln bzw. Kippkörpern
oder Kugeln benutzt. Beim Stillstand oder bei gleichförmiger Bewegung des Fahrzeuges
wird der Trägheitskörper durch die auf ihn einwirkende Erdbeschleunigung in eine
bestimmte Ruhelage gebracht bzw. in dieser so gegebenen Ruhelage gehalten.
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Wenn sich der Bewegungszustand des Fahrzeugs ändert, werden im Masseschwerpunkt
des Trägheitskörpers Kräfte wirksam, die eine Relativbewegung des Trägheitskörpers
zum Fahrzeug verursachen. Falls die Fahrzeugbeschleunigung dabei einen bestimmten
vorgegebenen Grenzwert erreicht oder überschreitet, ist der Trägheitskörper so weit
aus seiner Ruhelage herausbewegt, daß er über eine Steuereinrichtung, wie beispielsweise
einen am Trägheitskörper anliegenden Sperrhebel, die Wickelwelle in Abzugsrichtung
festsetzt.
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Alle bisher bekannten fahrzeugsensitiven Sperrvorrichtungen sprechen
zwar auf Horizontalbeschleunigungen des Fahrzeugs an, auch wenn diese unter 1,o
g liegen, sie sind jedoch nicht wirksam, wenn Beschleunigungen unter 1,o g in Erdschwererichtung
auftreten. Außerdem sprechen diese Vorrichtungen dann nicht an, wenn der Erdbeschleunigung
entgegengerichtete Fahrzeugbeschleunigungen auftreten, da die bei solchen Beschleunigungen
entstehenden Kräfte von dem
starren Auflager der Trägheitskörper
aufgefangen werden, so daß hierbei also keine zu Sperrzwecken nutzbare Bewegung
des Trägheitskörpers entsteht Beim Über schlagen eines Fahrzeugs sind allerdings
ohne weiteres Situationen denkbar, beiden eine fahrzeugsensitive Sperrvorrichtung
ansprechen müßte, jedoch aus oben erläuterten Gründen nicht in Funktion treten kann,
weil eben der Trägheitskörper z*Bt durch die Zentrifugalbeschleunigung des sich
überschlagenden Fahrzeugs zwangsläufig in seiner Ruhelage festgehalten wird.
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Selbst bei Fahrzeugbeschleunigungen in Erdschwererichtung sollte die
Sperreinrichtung auch schon bei Beschleunigungswerten unter 1,o g ansprechen, um
so zu verhindern, daß die angeschnallte Person gegen das Fahrzeugdach geschleudert
wird, bevor möglicherweise die auf Gurtbandbeschleunigung ansprechende Sperreinrichtung
in Funktion getreten ist. Solche Situationen ergeben sich nicht nur beim Überschlagen
von Fahrzeugen, sondern auch beim Überfahren von starken Bodenwellen, Absätzen in
der Fahrbahn oder im Gelände und dgl Diese Mängel sollen durch die vorliegende Erfindung
beseitigt werden. Insbesondere soll eine fahrzeugsensitive Sperrvorrichtung für
Sicherheitsgurte geschaffen werden, die sich einfach und auch unter Anwendung der
Prinzipien der bisher gebräuchlichen Sperrvorrichtungen verwirklichen läßt, Schlie>ßlich
sollen Möglichteiten aufgezeigt werden,
wie die Ansprechempfindlichkeit
der Sperrvorrichtungen bei Fahrzeugbeschleunigungen in oder entgegengesetzt zur
Richtung der Erdbeschleunigung variiert werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangs erwähnte Sperrvorrichtung
so ausgebildet, daß die Ruhelage des Trägheitskörpers durch mindestens eine Federkraft
bestimmt ist, deren Wirklinie so gelegt ist, daß sie einer Verstellbewegung des
Trägheitskörpers durch dessen Gewichtskraft entgegenwirkt. Dabei kann insbesondere
so vorgegangen werden, daß man die Ruhelage durch drei Kräfte bestimmt, nämlich
durch eine Gewichtskraft und die Auflagerkraft als Massenkräfte sowie durch eine
Federkraft als von Schwerefelder unabhängige Kraft.
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Hierdurch sind bei Fahrzeugbeschleunigungen Auslenkungen bzw. Verstellbewegungen
des Trägheitskörpers möglich, die andernfalls beim alleinigen Einwirken von Trägheitskräften
nicht gegeben sind. Der Trägheitskörper kann also bei Veränderungen im Schwerefeld
durch die Federkraft und Trägheitskraft aus der Ruhelage ausgelenkt werden wobei
mit entsprechend gelegten Wirklinien der Kräfte auch Auslenkungen in oder entgegengesetzt
zur Richtung der Erdbeschleunigung möglich sind, die dann zum Blockieren der Wickelwelle
genutzt werden können.
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Wenn die direkt oder indirekt am Trägheitskörper angreifende Feder
entsprechend angeordnet wird, kann die Federkraft in der Ruhelage einer sonst aufgrund
von Gewichtskräften entstehenden Verstellbewegung des Trägheitskörpers entgegenwirken.
Hierdurch wird erreicht, daß die Sperrvorrichtung bereits bei in oder entgegen der
Erdschwere wirkenden Fahrzeugbeschleunigungen anspricht, die unter l,o g liegen,
da die Vorspannkraft der Feder die Auslenkung des Trägheitskörpers
bei
solchen Beschleunigungen unterstützt oder zuläßt.
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In den anliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der
Erfindung schematisch und vereinfacht dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht
einer Automatikrolle für Sicherheitsgurte im Längsschnitt mit einem Kippelement
als Trägheitskörper, Fig. 2 fahrzeugsensitive Sperrvorrichtungen mit durch bis 4
Federkräfte in der Ruhelage gehaltenen Pendeln, Fig. 5 einen Teil einer fahrzeugsensitiven
Sperrvorrichtung mit einem Kippelement als Trägheitskörper und Fig. 6 Sperrvorrichtungen
mit Trägheitskörpern, die nur bis 9 bei in oder entgegen der Erdschwererichtung
wirkenden Fahrzeugbeschleunigungen verstellbar sind.
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Gemäß Fig. 1 wird das Gurtband 1 als Wickel 2 von der Wickelwelle
3 aufgenommen, die mittels einer Spiralfeder 4 in üblicher Weise in Gurtband-Aufzugrichtung
vorgespannt ist. Die Welle 3 ist an ihren Endbereichen in Löchern gelagert, die
in den beiden Schenkeln eines im wesentlichen U-förmigen Gehäuses 5 ausgebildet
sind.
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An dem nach der Darstellung rechten Ende der Welle 3 befindet sich
ein Wellenflansch 3a, der in einen Wellenzapfen 3b übergeht, auf dem eine Trägheitsscheibe
6 mit Außenverzahnung 6a gegen die Wirkung einer nicht dargestellten Feder verdrehbar
ist. In entsprechend geformten Ausnehmungen des Wellenflansches 3a liegen radial
verstellbare Sperrklinken 7, die mit der Scheibe 6 in Verbindung stehen.
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Beim Erreichen eines vorbestimmten Wertes der Gurtbandbeschleunigung
in Abzugrichtung wird somit auch die Welle 3 eine solche Drehbeschleunigung erhalten,
daß die Scheibe 6 aufgrund ihrer Trägheit der Drehbewegung der Welle 3 nacheilt.
Die so entstehende Relativbewegung zwischen der Scheibe 6 und dem Wellenflansch
3b bzw. den Sperrklinken 7 wird als Verstellbewegung genutzt, bei der die Trägheitsscheibe
6 die Sperrklinken 7 radial verstellt und in Eingriff mit einem gehäusefesten Zahnkranz
8 bringt. Somit ist die Wickelwelle gegen ein weiteres Abziehen von Gurtband 1 blockiert.
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Diese Art Automatikrollen ist weitgehend bekannt. Ebenfalls sind Vorrichtungen
bzw. Automatikrollen bekannt, bei denen ein Trägheitskörper, der in seiner Aufgabe
der Trägheitsscheibe 6 entspricht, mit relativ steilem Gewinde auf einem Gewindeansatz
der Wickelwelle sitzt, so daß bei der erwähnten Relativverstellung zwischen Welle
und Trägheitskörper dieser mit einer Verzahnung in Eingriff mit einer passenden
Verzahnung am Gehäuse gelangt und dabei die Wickelwelle sperrt. Die nachfolgend
beschriebenen fahrzeugsensitiven Sperrvorrichtungen nach der Erfindung sind jedenfalls
geeignet, in Kombination mit einem auf Gurtbandbeschleunigungen ansprechenden Trägheitskörper
zu arbeiten oder auch direkt eine Sperrung der Wickelwelle zu bewirken.
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Der in Fig. 1 gezeigte Trägheitskörper 9 hat die Form eines in Richtung
auf die Trägheitsscheibe 6 offenen Topfes, der am Randbereich mit einer der Scheibenverzahnung
6a gegenüberstehenden Verzahnung 9a derart versehen ist, daß nach Kippen des Trägheitskörpers
9
um einen bestimmten Winkel beide Verzahnungen in Eingriff gelangen,
wodurch die Scheibe 6 arretiert und die Wickelwelle 3 auf beschriebene Weise blockiert
wird.
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Im vorliegenden Fall wird das Auflager für den Trägheitskörper 9 durch
eine schmale Ringfläche eines kreisförmig um die Längsachse lo verlaufenden Widerlagers
11a am Gehäusedeckel 11 gebildet, der mit dem Gehäuse 5 fest verbunden ist und an
dem sich ein Zapfen 11b als Träger für den an ihm aufgehängten Trägheitskörper 9
befindet. Der Zapfen 11b hat eine dargestellte Längsverzahnung, in die der Trägheitskörper
9 mit einer entsprechenden Verzahnung formschlüssig und gegen Verdrehung gesichert,
jedoch lose und mit entsprechendem Spiel eingreift, um die Kippbewegung des Körpers
9 zu ermöglichen.
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Am freien Ende des Zapfens 11b ist eine vorzugsweise zweiarmige Druckfeder
12 befestigt, die mit ihren beiden Armen durch Löcher im Trägheitskörper 9 greift
und diesen gegen sein Auflager 11a drückt.
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Es ist aus der Darstellung ersichtlich, daß die Feder so angeordnet
ist und wirkt, daß ihre Federkraft in der gezeigten Ruhelage einer sonst aufgrund
von Gewichtskräften entstehenden Verstellbewegung des Trägheitskörpers 9 entgegenwirkt.
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Die Feder 12 greift am Trägheitskörper 9 in einer horizontalen Ebene
oberhalb der senkrecht stehenden Auflagerfläche 11a an, während bei der dargestellten
Ruhelage der Schwerpunkt S des Trägheitskörpers 9 in einer horizontalen Ebene unterhalb
des Auflagers
11a und seitlich versetzt hierzu liegen soll. Die
Lage des Schwerpunktes S unterhalb des Auflagers 11a läßt sich durch eine spezielle
Formgebung und/oder Materialverteilung beim Trägheitskörper 9 erreichen. Zu diesem
Zweck könnte der Trägheitskörper beispielsweise im oberen Bereich mit Ausnehmungen
oder im unteren Bereich mit einem Zusatzgewicht versehen werden, um so den Schwerpunkt
S entsprechend tief legen zu können.
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Wenn mit x die in der Zeichnungsebene liegende horizontale Komponente,
mit y die senkrecht auf der Zeichnungsebene stehende Komponente und mit z die vertikal
in der Zeichnungsebene liegende Komponente bezeichnet wird, ist schon aus der Zeichnung
ersichtlich, daß bei ausreichend großen und in yz-Ebene wirkenden Trägheitskräften
der Körper 9 auf dem Auflager 11a gekippt wird und die Sperrung der Wickelwelle
3 über die blockierte Trägheitsscheibe 6 bewirkt, da der Schwerpunkt S nicht innerhalb
einer durch das Auflager 11a gelegten Ebene liegt. Entsprechendes gilt allerdings
auch bei Fahrzeugbeschleunigungen in x-Richtung bzw. in der xz-Ebene, da der Schwerpunkt
S unterhalb des Auflagers 11a liegt, Allgemein lassen sich die zu erfüllenden Bedingungen
auch so formulieren, daß der Masseschwerpunkt S des Trägheitskörpers 9 nach senkrechter
Projektion auf eine durch das Auflager 11a gelegte und in Fig. 1 gestrichelt angedeutete
Ebene A außerhalb des Auflager bereiches liegen muß.
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Bei der vorher beschriebenen Ausführungsform handelt es sich im
Prinzip
um einen unter Federvorspannung gegen eine senkrechte Auflagerfläche gedrückten
und im übrigen aufgehängten Kippkörper, der in dieser Ausführung und Funktion von
den bisher bekannten Kippkörpern für fahrzeugsensitive Verriegelungseinrichtungen
grundsätzlich abweicht. Das erfindungsgemäße Grundprinzip läßt sich allerdings auch
anwenden auf Kippkörper, die auf einer ebenen Auflager fläche stehen, oder auch
auf Pendel, die an bzw. auf einem Auflager hängen oder stehen. Dabei blockieren
die Kippkörper bzw. Pendel bei einem bestimmten Grad ihrer Aus lenkung aus der Ruhelage
direkt oder über einen Sperrmechanismus die Wickelspindel gegenüber dem Vorrichtungsgehäuse.
Da bei diesen bekannten Sperrvorrichtungen die Wirklinien der Trägheitskörper-Gewichtskraft
und der entgegengerichteten Auflagerkraft bei der Ruhelage zusammenfallen, ist eine
Auslenkung bzw. Verstellbewegung des Trägheitskörpers bei entgegengesetzt der Erdschwererichtung
wirkenden Kräften nicht gegeben.
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Um auch in solchen Fällen eine Auslenkung und damit eine Sperrfunktion
zu gewährleisten, wird man nach der Erfindung die Ruhelage des Trägheitskörpers
durch die drei erwähnten Kräfte bestimmen können, indem man den Trägheitskörper
durch die eine Kraft, nämlich die Federkraft, so in der Ruhelage ausgelenkt hält,
daß die senkrechte Projektion des Trägheitskörperschwerpunktes auf eine Horizontalebene
außerhalb der senkrechten Projektion der Auflagerfläche auf diese Ebene liegt.
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Die Fig. 2 bis 5 zeigen hierfür Ausführungsbeispiele. Dabei wird mit
der Bezugsziffer 6 wieder die schon in der Fig. 1 gezeigte
Trägheitsscheibe
bezeichnet, obwohl Abweichungen in Funktion und Aufbau ohne weiteres möglich und
teilweise auch gegeben sind. Das Gehäuse 13 ist jeweils nur schematisch dargestellt
und wird bei den folgenden Figuren stets mit dieser gleichen Bezugsziffer gekennzeichnet.
Beim Gehäuse wird es sich in der Regel um ein Teile des Sperrmechanismus aufnehmendes
Kunststoffgehäuse handeln, das am Vorrichtungsgehäuse 5 so befestigt wird, daß ein
vom Trägheitskörper verstellter Sperrhebel oder der Trägheitskörper selbst in formschlüssigen
Eingriff mit der Verzahnung der Scheibe 6 gelangen kann.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform hat das als Trägheitskörper
verwendete Pendel 14 einen Pendelarm 14a, an dessen einem Ende ein Teller 14b sitzt,
während sich am anderen Pendelarmende der eigentliche Pendelkörper 14c befindet.
Dieser wird von einer am Gehäuse 13 befestigten Schraubenfeder 15 so in der Ruhelage
abgestützt, daß sich das z,T. von der Feder umfaßte Pendel 14 nicht um eine Vertikale
verdrehen kann. Im übrigen ist der Pendelarm 14a seitlich abgekröpft, wodurch in
diesem Fall erreicht wird, daß die senkrechte Projektion des Pendelschwerpunktes
S auf eine durch die Pendelauflagerfläche gelegte Ebene A außerhalb der Auflagerfläche
in dieser Ebene liegen wird.
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Andererseits kann man diese zu stellende Bedingung auch so formulieren,
daß die senkrechte Projektion des Pendelschwerpunktes S auf eine beliebige horizontale
Ebene B sich nicht mit der senkrechten Projektion der Auflagerfläche auf die Ebene
B überschneiden darf. Bei Erfüllung dieser Bedingung kann dann das Pendel 14
auch
dann ausgelenkt werden, wenn Fahrzeugbeschleunigungen in Richtung des Erdschwerefeldes
oder entgegengesetzt auftreten. Bei entsprechend großen und in der Horizontalebene
wirkenden Beschleunigungskräften wird das Pendel ohnehin in an sich bekannter Weise
verstellt, so daß bei allen Verstellbewegungen bzw. Auslenkungen des Pendels der
Teller 14b gegen die Horizontale gekippt wird und dabei den am Gehäuse 13 bei 16
angelenkten Sperrhebel 17 in Eingriff mit der Trägheitsscheibe 6 verschwenkt.
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Da das Pendel 14 durch die Feder 15 abgestützt wird und die Federvorspannung
der Erdschwererichtung entgegengesetzt wirkt, wird die Sperrvorrichtung auch dann
in Funktion treten, wenn entgegen der Erdschwererichtung wirkende Fahrzeugbeschleunigungen
unter 1,o g liegen. Die insoweit gegebene Ansprechempfindlichkeit der Vorrichtung
hängt von der Konstruktion des Pendels und von der Art und Charakteristik der Feder
ab. Je weicher und weiter vorgespannt die Feder ist, umso größer werden die Auslenkungen
des Pendels im Schwerefeld sein. Entsprechendes gilt sinngemäß für alle weiteren
beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 könnte übrigens anstelle der Druck
feder 15 auch eine gestrichelt angedeutete Zugfeder 15a zur Anwendung kommen, die
eine Verbindung zwischen dem Gehäuse 13 und dem Pendel 14 herstellt.
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Auch die Figt 3 zeigt eine fahrzeugsensitive Sperrvorrichtung mit
einem Pndel 18 das mit einem Schwenklager 19 an einer Querwand
des
Gehäuses 13 aufgehängt und mittels der am Pendelkörper 18a und am Gehäuse 13 angreifenden
Feder 20 so in eine Schräglage als Ruhestellung gezogen ist, daß auch hier wieder
die senkrechte Projektion des Pendelschwerpunktes S auf eine durch das Auflager
19 gelegte Ebene A oder auf eine andere beliebige horizontale Ebene B außerhalb
des Auflagerbereichs bzw. außerhalb der senkrechten Projektion des Auflagers 19
auf die Ebene B liegt. Bei Bescheunigungen in horizontaler oder vertikaler Richtung
wird das Pendel 18 ausgelenkt, wobei der in die Kegelfäche 21 am Sperrhebel 22 greifende
Arm 23a des doppelarmigen Pendelarmes 23 den Sperrhebel 22 um sein Schwenklager
24 in Eingriff mit der Trägheitsscheibe 6 bringt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird ein stehendes Pendel 25 verwendet,
das sich mit seinem Fuß 25a in einer am Gehäuse 13 ausgebildeten Schale 13a abstützt
und mit der Draht- oder Blattfeder 26 in seiner dargestellten Ruhelage gehalten
wird. Diese Feder gestattet eine Pendelauslenkung in allen möglichen Bewegungskoordinaten.
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In einer kegeligen Ausnehmung 25b des Pendelkopfes 25c steht ein stiftförmiger
Ansatz 27a des Sperrhebels 27, der um das ortsfeste Lager 28 verschwenkbar ist.
Es ist aus der Zeichnung ersichtlich, daß der Sperrhebel 27 mit der Verzahnung der
Trägheitsscheibe 6 in Eingriff gelangt, sobald das Pendel 25 bei entsprechend hohen
Fahrzeugbeschleunigungen in Horizontal- oder Vertikalrichtung ausreichend weit aus
seiner Ruhelage herausbewegt ist und hierbei der Sperrhebel 27 über den auf der
als Steuerkurve dienenden Ausnehmung
27b liegenden Ansatz 27a entsprechend
weit angehoben wurde. In diesem Fall gilt ebenso die bereits mehrfach zitierte Bedingung,
daß die senkrechte Projektion des Schwerpunktes S auf eine horizontale Ebene B außerhalb
der senkrechten Projektion des Auflagers auf diese Ebene liegen muß.
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Das Pendel 25 in Fig. 4 könnte auch durch einen Kippkörper ersetzt
werden, während die übrigen Teile in Anordnung und Funktion erhalten bleiben könnten,
so daß in Fig. 5 nur die Abstützung des Kippkörpers gezeigt ist. Demnach steht dieser
Trägheitskörper z.B.
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mit einer ebenen Stützfläche 25d auf einer ebenfalls ebenen bzw.
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horizontalen Auflagerfläche 13c des Gehäuses 13. Beim Überschreiten
vorgegebener Grenzwerte für die Fahrzeugbeschleunigung wird dieser Kippkörper auf
der Auflagerfläche um einen Punkt gekippt und verursacht auf bereits im Zusammenhang
mit Fig. 4 erläuterter Weise die Blockierung der Trägheitsscheibe 6.
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Bei den bisher gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen spricht
der Trägheitskörper sowohl auf vertikal als auch auf horizontal in seinem Schwerpunkt
angreifende Trägheitskräfte an. Da auch Fälle denkbar sind, daß beispielsweise aus
baulichen oder anderen Gründen je eine auf horizontale und auf vertikale Kräfte
ansprechende Vorrichtung zweckmäßig ist, könnte man als die bei Fahrzeugbeschleunigungen
in der Horizontalebene wirksamen Vorrichtungen die bisher bekannten verwenden, während
für die auf vertikale Beschleunigungen ansprechende Vorrichtung das erfindungsgemäße
Prinzip zur Anwendung kommen kann. Die nachfolgenden Fig. 6 bis 9
zeigen
solche speziell und nur auf vertikale Fahrzeugbeschleunigungen ansprechendenSperrvorrichtungen.
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Gemäß den Fig. 6 und 7 ist der Trägheitskörper als zweiarmiger Hebel
ausgebildet, der mittels Federkraft in seiner Ruhelage gehalten wird, wobei sich
die senkrechten Projektionen des Hebelschwerpunktes und des Hebelauflagers auf eine
Horizontalebene nicht überdecken.
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Im einzelnen zeigt die Fig. 6 einen bei 29 schwenkbar gelagerten Hebel
30 als Trägheitskörper, der mittels einer an einem Hebelende angreifende Zugfeder
31 in der Ruhelage gehalten ist. Am anderen Hebelende ist ein vertikaler Schlitz
30a als Führung für einen in ihn eingreifenden Zapfen 32a des Sperrhebels 32 vorgesehen,
der am Gehäuse 13 bei 33 schwenkbar gelagert ist. Da sich die senkrechte Projektion
des Auflagers 29 und des Schwerpunktes S auf die gestrichelt angedeutete Horizontalebene
B nicht überdecken bzw. überschneiden, wird bei entsprechend großen Vertikalbeschleunigungen
des Fahrzeugs der Hebel aufgrund der in seinem Schwerpunkt angreifenden Trägheitskräfte
in der einen oder anderen Richtung ausgelenkt mit der Folge, daß in jedem Fall der
Sperrhebel 32 in Richtung auf die Trägheitsscheibe 6 verschwenkt und mit seinem
Sperrzahn in Eingriff mit der Scheibenverzahnung gebracht wird. Es ist klar, daß
diese Funktion nur dann gewährleistet ist, wenn der Steuerschlitz 30a nicht auf
einem Radius um das Lager 29 verläuft.
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Bei der in Fig. 7 gezeigten Sperrvorrichtung ist der Trägheitskörper
ebenfalls als zweiarmiger und um das ortsfeste Lager 24 verschwenkbarsHebel 35 ausgebildet,
der in diesem Falle gleichzeitig
die Funktion des sonst als gesondertes
Bauteil verwendeten Sperrhebels übernimmt. Der Trägheitskörper 35 kann je nach Schwenkrichtung
mit dem einen oder anderen der an seinen Enden vorgesehenen Sperrzähne 35a bzw.
35b in die Verzahnung der Scheibe 6 eingreifen.
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Im übrigen wird der Hebel 35 mit einer Zugfeder 36 am Gehäuse 13 in
der Ruhelage gehalten. Das Ansprechen der Sperrvorrichtung bei Vertikalkräften ist
wieder dadurch gegeben, daß die senkrechte Projektion des Schwerpunktes auf eine
Horizontale B sich nicht in Überdeckung mit der senkrechten Projektion des Auflagers
34 auf die genannte Ebene befindet. Wie bei den meisten der vorher beschriebenen
Vorrichtungen spricht auch die Fig. 7 gezeigte schon bei unter 1,o g liegenden und
der Erdschwere entgegengesetzt gerichteten Fahrzeugbeschleunigungen an, da die Federkraft
so am Trägheitskörper 35 angreift, daß durch die Vorspannung ein Teil der Gewichtskraft
aufgehoben wird.
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Gemäß Fig. 8 kann der Trägheitskörper 37 auch vertikal an einer ihn
durchlaufenden und gehäusefesten Führungsstange 38 bewegbar geführt und von einer
Feder 39 abgestützt in der Ruhelage gehalten werden. Der Trägheitskörper hat eine
umlaufende, im Querschnitt kegelstumpfförmige Ausnehmung 37a als Steuerkurve, in
deren Scheiteilbereich das Ende eines Steuerstiftes 4o mit einer gehausefest abgestützten
Druckfeder 41 gedrückt wird Das andere Ende des Steuerstiftes kann mit der Verzahnung
der Trägheitsscheibe 6 in Eingriff gelangen< sobald der Trägheitskörper 37 durch
Vertikal kräfte in der einen oder anderen Richtung um eine bestimmte Strecke
aus
der Ruhelage verstellt ist, da hierbei die Steuerkurve 37a den Stift 40 gegen die
Wirkung der Feder entsprechend axial verstellt.
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Schließlich zeigt die Fig. 9 noch eine weitere Ausführungsform, bei
welcher der bogenförmige Trägheitskörper 42 ähnlich wie bei Fig. 7 ausgebildet ist,
jedoch hier von einem horizontal am Gehäuse 13 eingespannten Federarm 43 in der
Ruhelage getragon wird. Bei Fahrzeugbeschleunigungen in vertikaler Richtung wird
der Trägheitskörper 42 hinter der Fahrzeugbewegung zurückbleiben und je nach Beschleunigungsrichtung
gegen die oder mit der Wirkung der Feder 43 so weit ausgelenkt, daß einer der beiden
gezeigten Sperrzähne mit der Verzahnung der Scheibe 6 in Eingriff gelangt.
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Im Vergleich zu den in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Vorrichtungen
besteht bei den in den Fig. 8 und 9 gezeigten insofern eine Abwandlung, als die
Federkraft mit der Auflagerkraft identisch ist.
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Trotz allem gilt auch hier wieder wie bei den anderen Beispielen das
erfindungsgemäße Prinzip, daß die Ruhelage des Trägheitskörpers durch eine Federkraft
bestimmt ist, deren Wirklinie so verläuft, daß die Federkraft einer Verstellbewegung
des Trägheitskörpers aufgrund seiner Gewichtskraft entgegenwirkt. Falls die Federkraft
nicht vorhanden wäre, wurden also die Trägheitskörper allein durch ihre Gewichtskraft
in eine von der dargestellten Ruhelage abweichende zweite Lage verstellt, wie es
schon bei einer Betrachtung der einzelnen Darstellungen deutlich wird, wenn man
sich die jeweiligen Federn als nicht vorhanden vorstellt. Durch die Federkraft werden
dagegen die
Trägheitskörper in der Ruhelage gehalten, bei der die
Trägheitskörper im Vergleich zur nur theoretischen zweiten Lage auf einem höheren
geodätischen Niveau liegen bzw. eine entsprechend höhere potentielle Energie haben,
wodurch erst die beschriebenen Funktionen und Wirkungen der Sperrvorrichtung möglich
sind.
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Abschließend sollen noch einige allgemeine Hinweise gegeben werden.
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Unter dem Begriff "Fahrzeugbeschleunigungen" sollen positive und negative
Beschleunigungen in allen Koordinatenrichtungen verstanden werden. Da die Vorrichtungen
nach den Fig. 1 bis 5 nicht unmittelbar auf Beschleunigungen ansprechen, die auf
einer durch den Schwer -punkt des Trägheitskörpers und das Auflagerzentrum verlaufenden
Linie wirksam werden, ist diese Linie durch konstruktive Maßnahmen so zu legen,
daß die Vorrichtung nur bei den in Praxis ohnehin seltenen Fahrzeugbeschleunigungen
nicht anspricht.
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Weiterhin sei noch darauf hingewiesen, daß anstelle einer einzelnen
Feder auch mehrere Federn zur Bestimmung der Ruhelage der Trägheitskörper zur Anwendung
kommen können. Außerdem könnten die gezeigten einarmigen Sperrhebel auch durch zweiarmige
ersetzt werden.
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Schließlich besteht auch die Möglichkeit, die Sperrhebel teleskopisch
auszuführen oder die Sperrhebel an ihren Lagern abzufedern, damit die beim Sperrvorgang
auftretenden Kräfte abgefedert aufgefangen werden können.
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L e e r s e i t e