DE3621622A1 - Gurtstraffer an einem sicherheitsgurtaufroller - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Gurtstraffer sind seit längerem bekannt. Bei einem im Gefahrenfall ausgelösten Gurtstraffvorgang wird eine Antriebsquelle aktiviert, welche über ein Zugseil an einer Seilscheibe angreift. Die Seilscheibe wird über eine Kupplungsvorrichtung drehschlüssig an die Aufroller­ welle des Sicherheitsgurtaufrollers angekoppelt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Weiterbildung eines solchen Gurtstraffers.

Der erfindungsgemäße Gurtstraffer der oben angegebenen Art ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrich­ tung zwei Zahnräder mit zueinander passender Verzahnung aufweist, von denen das eine, abtriebsseitige drehfest an die Aufrollerwelle angeschlossen ist und das andere, antriebsseitige drehfest mit der Seilscheibe verbunden sowie durch Führungsmittel zwischen einer Eingriffsstel­ lung mit dem abtriebsseitigen Zahnrad und einer Ausgangs­ stellung im radialen Abstand von diesem Zahnrad bewegbar ist, und daß das antriebsseitige Zahnrad durch Haltemit­ tel, die durch die bei einem Gurtstraffvorgang auftreten­ den Kräfte überwindbar sind, in seiner Ausgangsstellung gehalten ist.

Bei diesem erfindungsgemäßen Gurtstraffer zeichnet sich die Kupplungsvorrichtung durch Einfachheit, geringe Bau­ größe und kostengünstige Herstellbarkeit aus. Besonders vorteilhaft ist, daß die Aufrollerwelle des Sicherheits­ gurtaufrollers sowohl vor als auch nach einem Gurtstraff­ vorgang ohne Beeinflussung durch den Gurtstrafferantrieb drehbar ist, da vor dem Gurtstraffvorgang die beiden Zahn­ räder voneinander im radialen Abstand gehalten werden und daher vollständig entkoppelt sind und nach Beendigung des Gurtstraffvorganges das antriebsseitige Zahnrad wieder in seine Ausgangsstellung bewegt werden kann, so daß die bei­ den Zahnräder wiederum entkoppelt sind.

Als vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gurt­ straffers ist vorgesehen, daß gemäß Anspruch 2 das an­ triebsseitige Zahnrad drehfest gehalten wird, bis es in Eingriff mit dem abtriebsseitigen Zahnrad bewegt worden ist. Hierdurch wird vermieden, daß relativ zueinander in Drehbewegung befindliche Zähne der beiden Zahnräder auf­ einandertreffen. Wenn zwei relativ zueinander rotierende Zahnräder in Eingriff miteinander bewegt werden, kann es vorkommen, daß zwei Zahnspitzen aufeinandertreffen, wo­ durch ein korrektes Einsteuern verhindert würde und so­ gar das bewegliche Zahnrad abprellen würde. Hierdurch würde der Gurtstraffvorgang zumindest verzögert. Die Einsteuervorgänge der Kupplungsvorrichtung müssen aber innerhalb kürzester Zeit erfolgen, da der gesamte Rück­ strammvorgang nur wenige Millisekunden dauern darf. Die Gefahr des Zahnprellens könnte zwar vermindert werden, indem die Zahnspitzen sehr scharf ausgebildet werden; eine solche Ausbildung kann jedoch durch kostengünstige Massenfertigungstechnik wie Stanzen nicht erreicht wer­ den und erfordert eine mechanische Nachbearbeitung, die aber sehr kostenintensiv wäre.

Um zu erreichen, daß bei Auslösung eines Gurtstraffvor­ ganges durch die am Zugseil wirksam werdenden Zugkräfte, die über die Seilscheibe auf das antriebsseitige Zahnrad übertragen werden, zunächst die beiden Zahnräder in Ein­ griff miteinander bewegt und erst anschließend die Dreh­ bewegung des antriebsseitigen Zahnrades freigegeben wird, sind mehrere Lösungen möglich. Eine vorteilhafte Ausfüh­ rungsform besteht darin, daß das antriebsseitige Zahnrad durch eine an die ihm zugeordneten Führungsmittel angrei­ fende Feder in seine Ausgangsstellung beaufschlagt und durch einen Scherstift oder dergleichen drehfest gehal­ ten wird, wobei der Scherstift ausreichend stark dimen­ sioniert wird, daß zunächst die Rückstellkraft der Feder überwunden und erst anschließend der Scherstift abge­ schert wird. Die Feder bewirkt bzw. unterstützt ferner die Rückbewegung des antriebsseitigen Zahnrades in sei­ ne Ausgangsstellung nach Beendigung des Rückstrammvor­ ganges.

Eine besonders einfache Ausführungsform besteht darin, daß ein Scherstift mit zwei unterschiedlich stark dimen­ sionierten Stufen verwendet wird, der sowohl als Halte­ mittel zum Halten des Antriebszahnrades im Abstand von dem Abtriebszahnrad als auch als Haltemittel zum dreh­ festen Halten des Antriebszahnrades wirkt. Die schwächer dimensionierte Stufe des Scherstiftes wird zuerst abge­ schert, um die Bewegung des Antriebszahnrades in Ein­ griff mit dem Abtriebszahnrad freizugeben; wenn beide Zahnräder in Eingriff sind, wird die zweite Stufe des Scherstiftes abgeschert, um die Drehbewegung freizuge­ ben.

Eine besonders einfache Ausführungsform der Führungs­ mittel für das antriebsseitige Zahnrad umfaßt eine schwenkbar am Gehäuse gelagerte Schwinge, die ein Dreh­ lager für dieses Zahnrad trägt.

Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich auch, wenn das eine Ende der Aufrollerwelle als Zahnrad mit Umfangsverzahnung ausgebildet und das antriebsseitige Zahnrad ebenfalls mit Außenverzahnung ausgebildet wird. Das antriebsseitige Zahnrad kann aber auch als Ring mit Innenverzahnung ausgebildet werden, was zwar etwas auf­ wendiger ist, aber den Vorteil hat, daß der Eingriff zwischen den beiden Zahnrädern über eine größere Ober­ fläche erfolgen kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung und aus der beigefügten Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform,;

Fig. 2 eine Explosionsansicht dieser Ausfüh­ rungsform;

Fig. 3 eine Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 eine Explosionsansicht derselben Aus­ führungsform; und

Fig. 5 eine Schnittansicht in einer Ebene, welche durch die beiden Zahnräder der Kupplungsvorrichtung verläuft.

Der in der Zeichnung gezeigte Sicherheitsgurtaufroller besitzt ein allgemein U-förmiges Gehäuse 10, in dessen Seitenwänden 12, 14 eine Aufrollerwelle drehbar gelagert ist, auf welcher das Gurtband 16 als Wickel 18 aufge­ wickelt ist. Auf der Seite der Seitenwand 12 befindet sich ein nicht näher beschriebener Aufroll- und Blockier­ mechanismus, wie er bei Sicherheitsgurtaufrollern üblich ist. Auf der Seite der Seitenwand 14 ist die Aufroller­ welle verlängert und als Zahnrad 20 mit Außenverzahnung ausgebildet. In die Seitenwand 14 ist ein Lagerzapfen 22 eingesetzt. Auf diesem Lagerzapfen 22 ist eine Schwinge 24 schwenkbar gelagert. Die Schwinge 24 trägt im Abstand von dem Lagerzapfen 22 ein zapfenförmiges Drehlager 26 für ein Bauteil 28, welches durch die Vereinigung eines außenverzahnten Zahnrades 30 mit einer Seilscheibe 32 gebildet ist. An der mit 34 bezeichneten Stelle der Seil­ scheibe 32 ist das Ende eines Zugseils 36 festgelegt, beispielsweise durch Verstemmen. An diesem Zugseil 36 greift eine in Richtung des Pfeiles wirkende Zugkraft an, sobald ein Gurtstraffvorgang ausgelöst wird. Als An­ triebsquelle ist ein Kolben/Zylinder-Antrieb mit pyro­ technischem Gasgenerator zweckmäßig; es sind aber auch andere Antriebsquellen geeignet, beispielsweise ein Hydraulikantrieb oder die Ankopplung des Zugseils 36 an eine im Fahrzeug befindliche, relativ zum Fahrzeug­ rahmen bewegbare Masse.

Das Bauteil 28 weist eine durch die Seilscheibe 32 und das Zahnrad 30 axial hindurchgehende Bohrung 38 auf, die bei geeigneter Drehstellung dieses Bauteils 28 mit einer Bohrung 40 der Schwinge 24 fluchtet. Diese Boh­ rungen 38, 40 haben denselben Durchmesser. Er entspricht dem Außendurchmesser der stärker dimensionierten Stufe 42 A eines zwei verschieden stark dimensionierte Stufen 42 A, 42 B aufweisenden Scherstiftes 42. Mit der Bohrung 40 fluchtet ferner eine Bohrung 44 in der Seitenwand 14. Der Durchmesser dieser Bohrung 44 entspricht dem Außen­ durchmesser der Stufe 42 B des Scherstiftes 42. Wenn der Scherstift 42 in die Bohrungen 38, 40, 44 eingesetzt ist, arretiert er die Schwinge 24 in ihrer Ausgangsstellung, die derart gewählt ist, daß die Außenverzahnungen der Zahnräder 20 und 30 in geringem radialem Abstand vonein­ ander verbleiben, so daß die beiden Zahnräder entkoppelt sind. In diesem Zustand ist ferner das Bauteil 28 dreh­ fest an der Schwinge 24 gehalten. Sobald nun bei Auslö­ sung eines Gurtstraffvorganges eine Zugkraft in der durch einen Pfeil gekennzeichneten Richtung am Zugseil 36 auf­ tritt und am Umfang der Seilscheibe 32 angreift, wird die schwächere Stufe 42 B des Scherstiftes 42 abgeschert, so daß die Schwinge 24 auf die Zeichnung bezogen im Uhrzei­ gersinn verschwenkt wird, wodurch die Verzahnungen der Zahnräder 20 und 30 in Eingriff miteinander gelangen. Sobald dieser Eingriff hergestellt ist und die Schwinge 24 auf einen in Fig. 5 gezeigten Anschlag trifft, der die Eingriffsstellung begrenzt, wird die Stufe 42 A des Scherstiftes 42 durch die andauernde Zugkraft am Zug­ seil 36 stark beansprucht und abgeschert. Das Bauteil 28 mit Seilscheibe 32 und Zahnrad 30 kann sich nun frei drehen und die Antriebskraft auf das Zahnrad 20 über­ tragen, so daß die Aufrollerwelle in Drehung versetzt und das Gurtband 16 in der durch einen Pfeil gekennzeich­ neten Richtung rückgestrammt wird.

Nach Beendigung eines solchen Gurtstraffvorganges ist Sorge dafür getragen, daß das Zugseil 36 entlastet ist, wozu es beispielsweise ausreicht, daß bei einem Kolben/ Zylinder-Antrieb ein Verklemmen des Kolbens im Zylinder vermieden wird. Die Rückbewegung der Schwinge 24 in ih­ re Ausgangsstellung wird daher durch den Rückstramman­ trieb nicht behindert. Folglich kann die Schwinge 24 bezogen auf die Zeichnung gegen den Uhrzeigersinn in ihre Ausgangsstellung verschwenkt werden, so daß die Zahnräder 20, 30 außer Eingriff kommen. Die Aufroller­ welle ist nun frei drehbar. Die Rückbewegung der Schwin­ ge 24 kann durch Schwerkraft, durch Federwirkung oder beides erfolgen.

Die Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 1 und 2 durch die Aus­ bildung der Schwinge 24 und des Bauteils 28. Das Bauteil 28 vereinigt weiterhin die Seilscheibe 32 und das Zahnrad 30, jedoch ist das Zahnrad 30 nunmehr als Innenverzahnung an einem die Seilscheibe 32 bildenden Ring ausgebildet. Das ringförmige Bauteil 28 ist in einer Gleitlagerboh­ rung 29 der Schwinge 24 leicht drehbar gelagert. Die Schwinge 24 weist ferner eine Durchführungsöffnung 31 für das Zugseil 36 auf. Als Haltemittel ist auch bei dieser Ausführungsform ein Scherstift 42 mit zwei Stu­ fen 42 A, 42 B vorgesehen. Dieser Scherstift ist durch eine Bohrung, welche durch komplementäre Aussparungen 38 A, 38 B am Außenumfang des Bauteils 28 bzw. Innenumfang der Gleitlagerbohrung 29 gebildet ist, und in eine Boh­ rung 44 in der Seitenwand 14 eingesetzt.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist die gleiche wie bei der nach den Fig. 1 und 2 und wird daher nicht erneut beschrieben. Die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist zwar etwas aufwendiger als die zuvor beschrie­ bene Ausführungsform, hat aber den Vorteil, daß die Zähne des innenverzahnten Zahnrades 30 über eine größere Fläche mit der Außenverzahnung des Zahnrades 20 in Eingriff kom­ men, so daß hohe Antriebskräfte bei kleiner Bauform über­ tragen werden können.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5, die eine Weiterbil­ dung der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 darstellt, ist die Schwinge 24 durch eine Feder 50 in ihre Ausgangsstel­ lung vorgespannt, in welcher die beiden Zahnräder 20, 30 außer Eingriff miteinander sind. Diese Ausgangsstellung wird dadurch definiert, daß ein Ansatz 25 der Schwinge 24 an einer Anschlagfläche 25 A des Gehäuses zur Anlage kommt. Die Eingriffsstellung des Zahnrades 30 ist da­ durch begrenzt, daß der Ansatz 25 an einer der Anschlag­ fläche 25 A gegenüberliegenden Anschlagfläche 25 B zur An­ lage kommt. Diese Eingriffsstellung ist so gewählt, daß die Zahnspitzen des Zahnrades 30 nicht auf den Zahngrund der Zähne des Zahnrades 20 gedrückt werden.

Das Zahnrad 30 wird durch einen Scherstift 42, der durch miteinander fluchtende Bohrungen des Zahnrades 30 und der Schwinge 24 eingesetzt ist, drehfest an der Schwinge 24 gehalten. Die Feder 50 und der Scherstift 42 sind re­ lativ zueinander so dimensioniert, daß bei Auslösung ei­ nes Gurtstrammvorganges die in Richtung des Pfeiles in Fig. 5 über das Zugseil 36 am Umfang der Seilscheibe wirksamen Zugkräfte zunächst eine Verschwenkung der Schwinge 24 entgegen der Kraft der Feder bewirken, bis der Ansatz 25 an der Anschlagfläche 25 B anschlägt. Erst anschließend wird der Scherstift 42 so stark beansprucht, daß er abgeschert wird und somit die Drehung des Zahnra­ des 30 freigibt. Nach beendetem Rückstrammvorgang ist das Zugseil 36 entlastet, und die Schwinge 24 wird durch die Feder 50 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückge­ schwenkt, wobei diese Schwenkbewegung durch die Schwer­ kraft unterstützt wird.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die Verzahnungen der Zahnräder 20 und 30 jeweils als Kerbverzahnung aus­ gebildet.

Bei einer in der Zeichnung nicht gezeigten Ausführungs­ form ist anstelle einer schwenkbar gelagerten Schwinge ein Tragblock vorgesehen, der durch eine zwischen ihm und der Seitenwand 14 angeordnete und allgemein radial zum Zahnrad 20 orientierte Geradführung geführt wird.

Claims (17)

1. Gurtstraffer an einem Sicherheitsgurtaufroller, mit einem Zugseil, das an eine Antriebsquelle angekoppelt ist und am Umfang einer Seilscheibe angreift, die über eine Kupplungsvorrichtung drehschlüssig an die Aufroller­ welle des Sicherheitsgurtaufrollers ankoppelbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung zwei Zahnräder (20, 30) mit zueinander passender Verzahnung aufweist, von denen das eine, abtriebsseitige (20) dreh­ fest an die Aufrollerwelle angeschlossen ist und das an­ dere, antriebsseitige (30) drehfest mit der Seilscheibe (32) verbunden sowie durch Führungsmittel (24) zwischen einer Eingriffsstellung mit dem abtriebsseitigen Zahn­ rad (20) und einer Ausgangsstellung im radialen Abstand von diesem Zahnrad bewegbar ist, und daß das antriebs­ seitige Zahnrad (30) durch Haltemittel (42), die durch die bei einem Gurtstraffvorgang auftretenden Kräfte über­ windbar sind, in seiner Ausgangsstellung gehalten ist.

2. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß dem antriebsseitigen Zahnrad (30) weitere Hal­ temittel (42 A) zugeordnet sind, die es mindestens bis zum Eingriff mit dem abtriebsseitigen Zahnrad (20) dreh­ fest halten, anschließend aber durch die bei einem Gurt­ straffvorgang auftretenden Kräfte überwunden werden und die Drehung des antriebsseitigen Zahnrades (30) freige­ ben.

3. Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Haltemittel durch verschieden stark dimensionierte Federn (50) gebildet sind.

4. Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Haltemittel durch verschieden stark dimensionierte Scherstifte (42 A, 42 B) gebildet sind.

5. Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide Haltemittel durch einen Scher­ stift (42) gebildet sind, der zwei verschieden stark dimensionierte Stufen (42 A, 42 B) aufweist, von denen die schwächer dimensionierte (42 B) bei Abscherung die Bewegung des antriebsseitigen Zahnrades (30) in Ein­ griff mit dem abtriebsseitigen Zahnrad (20) freigibt und die stärker dimensionierte Stufe (42 A) bei Absche­ rung die Drehung des antriebsseitigen Zahnrades (30) freigibt.

6. Gurtstraffer nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (24) mit gehäusefesten Anschlägen (25 A, 25 B) zusammen­ wirken, welche die Eingriffsstellung und die Ausgangs­ stellung definieren.

7. Gurtstraffer nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel eine am Gehäuse schwenkbar gelagerte Schwinge (24) auf­ weisen, die im Abstand von ihrer Schwenkachse (22) ein Lager (26) für das antriebsseitige Zahnrad (30) trägt.

8. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel einen ein Lager für das antriebsseitige Zahnrad (30) tragenden Tragblock und eine allgemein radial zu dem abtriebssei­ tigen Zahnrad orientierte Geradführung zwischen Gehäuse und Tragblock aufweisen.

9. Gurtstraffer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das antriebsseitige Zahnrad (30) und die Seilscheibe (32) zu einem einzigen Bauteil (28) vereinigt sind.

10. Gurtstraffer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das antriebsseitige als auch das abtriebsseitige Zahnrad (20, 30) mit Außen­ verzahnung ausgebildet sind.

11. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das abtriebsseitige Zahnrad (20) mit Außenverzahnung und das antriebsseitige Zahn­ rad (30) als Ring mit Innenverzahnung ausgebildet ist.

12. Gurtstraffer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel zum Halten des antriebsseitigen Zahnrades (30) in seiner Ausgangs­ stellung zwischen Gehäuse (10) einerseits und der Schwin­ ge (24) bzw. dem Tragblock andererseits angeordnet sind.

13. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 2 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (42) zum dreh­ festen Halten des antriebsseitigen Zahnrades zwischen diesem einerseits und der Schwinge (24) bzw. dem Trag­ block andererseits angeordnet sind.

14. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 5 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der zwei verschieden stark di­ mensionierte Stufen (42 A, 42 B) aufweisende Scherstift (42) in miteinander fluchtende Bohrungen (38, 40, 44) des antriebsseitigen Zahnrades (30), der Schwinge (24) bzw. des Tragblockes und am Gehäuse (14) eingesetzt ist.

15. Gurtstraffer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung eines Gurt­ straffvorganges die Seilscheibe (32) bzw. das am Umfang der Seilscheibe (32) angreifende Zugseil (36) zumindest in solchem Ausmaß entlastet ist, daß das antriebsseitige Zahnrad (30) in seine Ausgangsstellung zurückbewegbar ist.

16. Gurtstraffer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückbewegung des antriebsseitigen Zahnra­ des (30) in seine Ausgangsstellung selbsttätig durch Fe­ derkraft oder Schwerkraft erfolgt.

17. Gurtstraffer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen der Zahnrä­ der (20, 30) als Kerbverzahnung ausgebildet sind.