DE19528153C1 - Sicherheitsgurtaufroller mit Neigungsausgleich für den fahrzeugsensitiven Sensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit Neigungsausgleich, wobei ein den Sicherheitsgurtaufroller tragender Teil des Fahrzeugsitzes wie Rückenlehne oder Sitzteil in der Neigung zu einer zum Erdmittelpunkt gerichteten Achse verstellbar ist, wobei der Sicherheitsgurtaufroller einen jeweils zum Erdmittelpunkt auszurichtenden fahrzeugsensitiven Beschleunigungssensor sowie eine Pendeleinrichtung mit einer den Beschleunigungs­ sensor bei Neigungsänderung in seine Sollage nachführenden Pendelmasse aufweist, und eine aufgrund von einwirkenden Beschleunigungen ansprechende Trägheitsmasse vorgesehen ist, die über ein Sperrglied die Pendeleinrichtung in ihrer Lage gegenüber dem Sicherheitsgurtaufroller festlegt.

Ein Sicherheitsgurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist aus der GB-PS 15 99 188 bekannt; bei diesem Sicherheitsgurtaufroller ist dem fahrzeugsensitiven Sensor eine Pendeleinrichtung zugeordnet, welche bei der Neigungsverstellung des Fahrzeugsitzes bzw. des zugeordneten Teiles davon den fahrzeugsensitiven Sensor des Sicherheitsgurtaufrollers jeweils in seine Soll-Lage nachführt. Damit eine derartige Nachführung nicht auch bei im Fahrbetrieb auftretenden horizontalen Fahrzeug­ beschleunigungen oder Fahrzeugverzögerungen erfolgt, ist an der Pendeleinrichtung ein zusätzlicher und mit einer Sperreinrichtung für die Pendeleinrichtung gekoppelter Fahrzeugsensor angebracht, der bei einer beschleunigungsbedingten Auslenkung die Pendeleinrichtung in ihrer Lage sperrt und festlegt. Mit dieser bekannten Ausgestaltung eines Sicherheitsgurtaufrollers mit Neigungsausgleich ist der Nachteil verbunden, daß die Sperrung der Pendeleinrichtung nur mit einer vergleichsweisen großen Verzögerung erfolgt; ferner ist die bekannte Anordnung kompliziert aufgebaut.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Sicherheitsgurtaufroller ein schnelleres Ansprechen der Sperrung der den Neigungsausgleich vornehmenden Pendeleinrichtung zu erreichen und im übrigen eine konstruktiv einfache und funktionssichere Ausbildung des Neigungsausgleichs vorzunehmen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Hauptanspruch; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß die Trägheitsmasse als instabiles Ausgleichspendel im Drehpunkt der Pendelmasse gelagert ist, wobei das sowohl mit der Pendelmasse als auch mit dem Ausgleichspendel gekoppelte Sperrglied bei Auftreten horizontaler Beschleunigungen durch die gegenläufigen Drehbewegungen der Pendelmasse und des Ausgleichspendels in Eingriff mit einer am Sicherheitsgurtaufroller ortsfest ausgebildeten Sperrverzahnung ausgelenkt wird. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß aufgrund der unmittelbaren Wirkverbindung zwischen Trägheitsmasse beziehungsweise Ausgleichspendel und Pendelmasse die Gesamt-Pendeleinheit das Nachführen beziehungsweise Ausrichten des fahrzeugsensitiven Sensors auf den Mittelpunkt als geschlossene Einheit ohne Relativbewegung von Teilen zueinander ausführt, wobei jedoch bei Auftreten von horizontalen Beschleunigungen innerhalb dieser Einheit Relativbewegungen ihrer Teile zueinander erzeugt werden, die eine Sperrung der Pendeleinheit in der jeweiligen Soll-Lage bewirken. Die unmittelbare Wirkverbindung führt auch dazu, daß die Pendeleinheit beziehungsweise deren Teile bei sehr niedrigen Beschleunigungen aufgrund innerer Reibung zueinander verharren, so daß auch bei sehr niedrigen Beschleunigungen eine Auslenkung des fahrzeugsensitiven Sensors außerhalb seiner Soll-Lage ausgeschlossen ist. Demnach ist die erfindungsgemäße Pendeleinheit so aufgebaut, daß jeder Pendelausschlag aufgrund einer auf die Pendeleinheit einwirkenden horizontalen Beschleunigung eine Sperrung der Pendeleinheit in ihrer jeweiligen Lage bewirkt, und zwar für den Zeitraum der Einwirkung der betreffenden Beschleunigung. Soweit bei dem im Vordergrund der Erfindung stehenden Ausführungsbeispiel eine Trägheitsmasse in Form eines Ausgleichpendels vorgesehen ist, ist die Pendeleinheit für Beschleunigungen in einer Richtung ausgelegt, also sinnvollerweise für die Bremsungen des Kraftfahrzeuges.

Hierzu ist es aus DE 78 11 279 U1 bekannt, einen der Steuerung der Blockiereinrichtung des Sicherheitsgurtaufrollers dienenden Fahrzeugsensor aus einem gemeinsam ein stabiles Pendel bildenden stabilen und einem instabilen Pendel auszubilden, was zu einer Verbesserung der Ansprechgeschwindigkeit des Fahrzeugsensors führen soll.

Weiterhin ist aus der US-PS 41 64 337 ein Sicherheitsgurtaufroller mit Neigungsausgleich für den Fahrzeugsensor bekannt, bei welchem der nach Art eines Pendels ausgebildete Fahrzeugsensor seinerseits in einer indifferent gelagerten und ein Ausgleichsgewicht aufweisenden Pendeleinrichtung angeordnet ist, so daß bei einer Änderung der Neigung einer den Gurtaufroller tragenden Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes eine Ausrichtung der Pendeleinrichtung mit daran gehaltertem Fahrzeugsensor zum Erdmittelpunkt gegeben ist. Bei Auftreten von Fahrzeugbeschleunigungen erfolgt dann die Sperrung sowohl der Pendeleinrichtung als Ganzes als auch der zugeordneten Gurtaufwickelwelle.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß das Sperrglied mit einem seine Auslenkung ermöglichenden Langloch auf dem Lagerzapfen von Pendelmasse und Ausgleichs­ pendel gelagert ist und sein Schwerpunkt im Drehpunkt von Pendelmasse und Ausgleichspendel liegt. Hierbei kann vorgesehen sein, daß das Sperrglied in den Bewegungsrichtungen des Fahrzeuges jeweils seitlich horizontal abstehende Arme mit darin angeordneten Langlöchern zur Aufnahme von darin in entgegengesetzter Zuordnung eingreifenden Zapfen von Pendelmasse einerseits und Ausgleichspendel andererseits aufweist.

Soweit eine Festlegung des Pendels auch bei in der Gegenrichtung zu Beschleunigungen wirkenden Beschleunigungen, also beim Anfahren, gewünscht ist, sieht die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel vor, daß zum Ausgleich einer beim Anfahren des Fahrzeuges auftretenden Beschleunigung ein zweites Ausgleichspendel über ein zweites Sperrglied mit der Pendelmasse gekoppelt ist.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Pendelmasse über eine Stößelverbindung für die Nachführung des fahrzeugsensitiven Sensors sorgt, wie dies grundsätzlich bei einem nachstellbaren Fahrzeugsensor aus der DE 36 11 004 A1 bekannt ist.

Alternativ kann aber auch der fahrzeugsensitive Sensor unmittelbar an der Pendelmasse festgelegt und die Spitze des die Blockierung des Sicherheitsgurtaufrollers einleitenden Impulshebels in dem Drehpunkt von Pendelmasse und Ausgleichspendeln angeordnet sein, womit der Vorteil verbunden ist, daß bei Verschwenkungen der Pendeleinheit die Position des Impulshebels nicht beeinträchtigt wird. Hierzu ist die Anbringung eines fahrzeugsensitiven Sensors unmittelbar an einer Pendelmasse eines entsprechend ausgebildeten Sicherheitsgurtaufrollers aus der US-PS 3 552 676 bekannt.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Pendeleinrichtung mit Pendelmasse und Ausgleichspendeln in der Abdeckkappe des Gurtaufrollers angeordnet ist und die Abdeckkappe innenseitig die Sperrverzahnung für das zugeordnete Sperrglied aufweist. Eine entsprechende Anordnung ist beispielsweise aus der US-PS 5 289 986 bekannt. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß die Pendeleinrichtung in platzsparender Weise an dem Gurtaufroller angebracht werden kann, wie dies auch für den in der US-PS 5 289 986 beschriebenen Sicherheitsgurtaufroller gilt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine aus Pendelmasse und Trägheitsmasse bestehende Pendeleinheit in einer auseinandergezogenen schaubildlichen Darstellung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die an einem Gurtaufroller montierte Pendeleinheit gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Pendeleinheit gemäß Fig. 1.

Wie zunächst zu entnehmen ist, besteht die Pendeleinheit aus einer Pendelmasse 10, die mit einem ein Schwenklager 12 ausbildenden Zapfen 11 in nicht dargestellter Weise an einem Teil des Sicherheitsgurtaufrollers schwenkbar gelagert ist. Der Schwerpunkt 13 der Pendelmasse 10 liegt unterhalb des Drehpunktes 22, woraus sich die Pendelfunktion ergibt. Wie sich aus der Darstellung in Fig. 2 entnehmen läßt, beträgt der gesamte Schwenkbereich der Pendelmasse 10 vierzig Grad, und zwar jeweils zwanzig Grad aus der Mittellage heraus (Winkel β), wie dies den praktischen Anforderungen entsprechen dürfte.

Auf dem Lagerzapfen 11 der Pendelmasse 10 ist ein Sperrglied 14 mit einem an diesem ausgebildeten Langloch 15 derart gelagert, daß das Sperrglied 14 gegenüber den Zapfen 11 der Pendelmasse 10 linear verschiebbar ist. Der Schwerpunkt 16 des Sperrgliedes 14 ist im Drehpunkt 22 der gesamten Pendeleinheit angeordnet, so daß sich bei der Auslenkung der Pendelmasse 10 das Sperrglied 14 pendelneutral verhält. Das Sperrglied 14 weist in den Bewegungsrichtungen des Fahrzeuges jeweils seitlich horizontal abstehende Arme 17 auf, in denen jeweils Langlöcher 18 angeordnet sind.

Ebenfalls auf dem Lagerzapfen 11 der Pendelmasse 10 ist ein Ausgleichspendel 19 mit einer Lagerbohrung 20 gelagert, wobei das Ausgleichspendel 19 von der Masse her deutlich schwächer gegenüber der Pendelmasse 10 ausgelegt und mit seinem Schwerpunkt 21 oberhalb des Drehpunktes 22 instabil gelagert ist. Insgesamt hat die gesamte Pendeleinheit einen aus Fig. 2 zu entnehmenden Gesamtschwerpunkt 23, der für die eigentliche Aufgabe der Pendeleinheit, das permanente Ausrichten des fahrzeugsensitiven Sensors zum Erdmittelpunkt, verantwortlich ist, und der demzufolge ebenfalls unterhalb des Drehpunktes 22 liegt.

Sowohl die Pendelmasse 10 als auch das Ausgleichspendel 19 greifen jeweils mit einem Mitnehmerzapfen 24 beziehungsweise 25 in die zugeordneten Langlöcher 18 des Sperrgliedes 14 ein; aufgrund der Zuordnung der Mitnehmerzapfen 24, 25 zu den Langlöchern 18 sind die Relativbewegungen von Pendelmasse 10 zu Sperrglied 14 einerseits und Ausgleichspendel 19 zu Sperrglied 14 beziehungsweise damit auch zur Pendelmasse 10 vorgegeben. So kann bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Pendelmasse 10 sich nur im Uhrzeigersinn drehen, wenn in Richtung des Pfeils a einwirkende horizontale Beschleunigungen (Bremsungen) auftreten; in gleicher Weise kann sich das Ausgleichspendel 19 aufgrund seiner Verbindung über den Mitnehmerzapfen 25 mit dem Sperrglied 14 nur entgegen dem Uhrzeigersinn drehen. Die gegenläufige Drehbewegung der Pendelmasse 10 wie auch des Ausgleichspendels 19 wird jeweils in eine aufwärts gerichtete Hubbewegung des Sperrgliedes 14 umgesetzt; dabei ist der Hub durch die Länge des Langloches 15 begrenzt beziehungsweise auch durch die seitliche Erstreckung der Langlöcher 18 vorgegeben. Zusätzlich wird der Hub aber auch durch den Eingriff der am Sperrglied vorgesehenen Sperrgliedspitze 31 in die Innenverzahnung 30 der Abdeckkappe 29 des Sicherheitsgurtaufrollers begrenzt, wie sich dies aus Fig. 2 ergibt.

Da aufgrund der eingestellten Massen- und Hebelverhältnisse eine Sperrung der Pendelmasse 10 schon bei kleinsten Pendelausschlägen stattfindet, treten keine großen Sperr­ kräfte auf, so daß auch die Zahnhöhe der Sperrverzahnung 30 gering gehalten werden kann. Je kleiner aber der Sperrhub des Sperrgliedes 14 ausgelegt werden kann, desto geringer kann der Drehwinkel von Pendelmasse 10 und Ausgleichspendel 19 gehalten werden, damit also auch die Abweichung des fahrzeugsensitiven Sensors von seiner Idealposition. So läßt sich eine Sperrung der Pendelmasse 10 schon bei einer Auslenkung ab einem Schwenkwinkel drei Grad realisieren, was einem ausgesprochen geringen Fehler für das Ansprechniveau des fahrzeugsensitiven Sensors entspricht.

Aus der Darstellung der Fig. 2 ergibt sich die Verbindung zwischen dem fahrzeugsensitiven Sensor 26 und der Pendelmasse 10; bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der fahrzeugsensitive Sensor 26 an der Pendelmasse 10 festgelegt derart, daß die Spitze 28 des Impulshebels 27, welcher den Sperrhebel für die Blockierung des Sicherheitsgurtaufrollers aktiviert, in dem Drehpunkt 22 der Pendeleinheit liegt, so daß bei Verschwenkungen der Pendeleinheit die Position des Sperrhebels nicht beeinträchtigt wird. Wie nicht weiter dargestellt, kann alternativ auch vorgesehen sein, die Pendelmasse über eine Stößelverbindung mit dem fahrzeugsensitiven Sensor im Sinne von dessen Nachführung zu koppeln.

Bei dem in den Fig. 1, 2 dargestellten Ausführungsbeispiel bestimmt die Position der Pendelmasse 10 gleichzeitig die Position des fahrzeugsensitiven Sensors 26. Dabei findet zwischen den drei Bauteilen der Pendeleinheit, nämlich der Pendelmasse 10, dem Sperrglied 14 und dem Ausgleichspendel 19 keine Relativbewegung statt, da das instabil angeordnete Ausgleichspendel 19 alle Bewegungen der Pendelmasse 10 über das Sperrglied 14 geführt mitmacht. Nur bei horizontalen Beschleunigungen in Fahrtrichtung, also rechtwinklig zu der durch den Drehpunkt 22 verlaufenden Schwenkachse (angedeutet durch den Pfeil a), verschwenken die Pendelmasse 10 und das Ausgleichspendel 19 gegeneinander und heben dabei das Sperrglied 14 in dessen Sperrlage mit Eingriff seiner Spitze 31 in die Innenverzahnung 30 der Abdeckkappe 29. Geht die Beschleunigung auf Null zurück, wird das Ausgleichspendel 19 durch das Gewicht des Sperrgliedes 14 in seine Ausgangslage zurückgeführt; das Sperrglied 14 kann dabei durchaus sehr leicht ausgebildet sein, da das instabile Ausgleichspendel bei dem geringen Auslenkwinkel noch kein nennenswertes Drehmoment entwickeln kann, um in die stabile Lage zu kommen. Diese Hubbewegung ist mit den Pfeilen 33 in Fig. 2 angedeutet.

Soll nun auch eine Sicherung der Pendelmasse 10 gegen beim Anfahren des Kraftfahrzeuges einwirkende Beschleunigungen (Pfeil -a in Fig. 3) erfolgen, so ist gemäß dem in Fig. 3 vorgesehenen Ausführungsbeispiel ein weiteres Ausgleichspendel 19a sowie ein weiteres Sperrglied 14a auf einem entsprechenden Lagerzapfen der Pendelmasse 10 angeordnet, wobei analog zu dem zu den Fig. 1, 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel das Ausgleichspendel 19a mit einer Lagerbohrung 20a auf dem zugehörigen Zapfen 11 gelagert ist und einen oberhalb des Drehpunktes 22 gelegenen Schwerpunkt 21a aufweist. Mit einem zugeordneten Mitnehmerzapfen 25a greift das Ausgleichspendel 19a in ein zugeordnetes Langloch 18a des Sperrgliedes 14a ein, wobei zusätzlich an der Pendelmasse 10 ein weiterer Mitnehmerzapfen 24a vorgesehen ist, der in das zugeordnete Langloch 18a des Sperrgliedes 14a eingreift. Die Zuordnung der Mitnehmerzapfen zu den Langlöchern des Sperrgliedes 14a ist dabei so gewählt, daß sich eine mit der Auslenkung der Pendelmasse 10 gleichgerichtete Auslenkung des zweiten Ausgleichspendels 19a ergibt. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die den Mitnehmerzapfen 24 beziehungsweise 24a zugeordneten Langlöcher 18a der beiden Sperrglieder 14 beziehungsweise 14a jeweils nach unten vergrößert, um der jeweils inaktiven Bewegungsrichtung der Pendelmasse 10 mit ihren Mitnehmerzapfen 24 beziehungsweise 24a Bewegungsfrei­ raum zu gestatten. Im übrigen ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Funktion wie zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2 beschrieben entsprechend.

Claims (7)

1. Sicherheitsgurtaufroller mit Neigungsausgleich, wobei ein den Sicherheitsgurtaufroller tragender Teil des Fahrzeugsitzes wie Rückenlehne oder Sitzteil in der Neigung zu einer zum Erdmittelpunkt gerichteten Achse verstellbar ist, wobei der Sicherheitsgurtaufroller einen jeweils zum Erdmittelpunkt auszurichtenden fahrzeugsensitiven Beschleunigungssensor sowie eine Pendeleinrichtung mit einer den Beschleunigungssensor bei Neigungsänderung in seine Sollage nachführenden Pendelmasse aufweist, und eine aufgrund von einwirkenden Beschleunigungen ansprechende Trägheitsmasse vorgesehen ist, die über ein Sperrglied die Pendeleinrichtung in ihrer Lage gegenüber dem Sicherheitsgurtaufroller festlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse als instabiles Ausgleichspendel (19) im Drehpunkt (22) der Pendelmasse (10) gelagert ist, wobei das sowohl mit der Pendelmasse (10) als auch mit dem Ausgleichspendel (19) gekoppelte Sperrglied (14) bei Auftreten horizontaler Beschleunigungen (Pfeil a) durch die gegenläufigen Drehbewegungen der Pendelmasse (10) und des Ausgleichspendels (19) in Eingriff mit einer am Sicherheitsgurtaufroller ortsfest ausgebildeten Sperrverzahnung (30) ausgelenkt wird.

2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (14) mit einem seine Auslenkung ermöglichenden Langloch (15) auf einem Lagerzapfen (11) von Pendelmasse (10) und Ausgleichspendel (19) gelagert ist und sein Schwerpunkt (16) im Drehpunkt (22) von Pendelmasse (10) und Ausgleichspendel (19) liegt.

3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (14) in den Bewegungsrichtungen des Fahrzeuges jeweils seitlich horizontal abstehende Arme (17) mit darin angeordneten Langlöchern (18) aufweist zur Aufnahme von Zapfen (24 bzw. 25) , die an der Pendelmasse (10) bzw. an dem Ausgleichspendel (19) vorgesehen sind.

4. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich einer beim Anfahren des Fahrzeuges auftretenden Beschleunigung (Pfeil -a) ein zweites Ausgleichspendel (19a) über ein zweites Sperrglied (14a) mit der Pendelmasse (10) gekoppelt ist.

5. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelmasse (10) über eine Stößelverbindung für die Nachführung des fahrzeugsensitiven Sensors (26) sorgt.

6. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der fahrzeugsensitive Sensor (26) unmittelbar an der Pendelmasse (10) festgelegt und die Spitze (28) des die Blockierung des Sicherheitsgurtaufrollers einleitenden Impulshebels (27) in dem Drehpunkt (22) der Pendelmasse (10) und den Ausgleichspendeln (19, 19a) liegt.

7. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelmasse (10) und die Ausgleichspendel (19, 19a) in der Abdeckkappe (29) des Gurtaufrollers angeordnet sind und die Abdeckkappe (29) innenseitig die Sperrverzahnung (30) für die zugeordneten Sperrglieder (14, 14a) aufweist.