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    公开号:WO1989008570A1
    申请号:PCT/EP1989/000269
    申请日:1989-03-14
    公开日:1989-09-21
    发明作者:Hans-Hellmut Ernst
    申请人:Ernst Hans Hellmut；
    IPC主号:B60R22-00
    专利说明:
    [0001] _ _
    [0002] Hubrollen-Retractor für Fahrzeugsicherheitsgurte
    [0003] Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller für Fahrzeuge n dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
    [0004] Derartige Aufroller sind unter dem Begriff "Hubrollen-Retractor" beka geworden und gehören zum Stand der Technik. In der US-PS 3.074.761 wu die Basisidee erstmals beschrieben. Der Lösungsvorschlag in der DE-OS 18 378 ist die Grundlage für den ersten, serienmäßigen Hubrolle Retractor, der erstmals sowohl fahrzeugsensitiv als auch gurtbandsensi im Sperrfall die Welle mit ihrer Verzahnung synchronisiert in Verzahnung des Gehäuses überführt.
    [0005] Der entscheidende Vorteil der Hubrollen-Retractoren ist in kostengünstigen Bauausführung zu sehen, da weniger Bauteile erforderli sind und daß wegen der großflächigen Kraftübertragung von der Welle das Gehäuse einfache Werkstoffe zum Einsatz gelangen können.
    [0006] Ein systembedingter Nachteil ist darin zu sehen, daß man in d Gurtauszugsrichtung nicht sehr variabel ist. Die Gurtauszugsrichtung wi von der Lage der Verzahnung im Gehäuse bestimmt, und sie ist deshalb engen Grenzen (etwa '- 15° von der Sollrichtung) einzuhalten.
    [0007] Auch ein unkontrollierter Schrägauszug des Gurtbandes kann zu Problem führen, wenn er ein zulässiges Maß übersteigt, da ja die Welle auf beid Seiten synchronisiert einsteuern muß.
    [0008] Besteht eine zwangsmäßige Einsteuerführung nur auf einer Seite, in d
    [0009] Regel auf der Mechanikseite, ist in ungünstigen Fällen nic sichergestellt, daß die Welle auch auf der Federseite in die richtige korrespondierenen Zähne einsteuert.
    [0010] Daraus resultiert, daß eine freie, universelle Einsatzmöglichkeit nic für alle Fälle gegeben ist. Sollen aber alle Fälle abgedeckt werde müssen ggf. teure Neukonstruktionen geschaffen werden, die dem jeweilig Anwendungsfall mit seinen speziellen Eigenheiten gerecht wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, vbei kleinstmögliclen- äuße Abmessungen des Retractors eine absolut sichere Einsteuerung der We auch unter erschwerten Bedingungen (Gurtbandschrägauszug) auf- bei Seiten zu gewährleisten, wobei die Wellenlager lastfrei bleiben sol und die zulässige Gurtauszugsrichtung (vom Gurtwickel) mindestens ei Bereich von 90° abdecken soll, und eine hohe Belastungsfähigkeit erreic wird.
    [0011] Die Lösung der Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhaf Ausgestaltungen aus dem Inhalt der dieser Beschreibung vorangestell Patentansprüche.
    [0012] Mit der US-PS 3.876.164, der US-PS 3.659.800, der US-PS 3.695.545 und US-PS 3.851.837 ist ein Stand der Technik bekannt geworden, in ebenfalls eine Wellenbewegung in die endgültige Blockierlage über Abstützen gegen einen Riegel erfolgt. Im Vergleich zur vorliegen erfindungsgemäßen Lösung liegen aber eine Reihe erheblicher Nachte vor:
    [0013] Die Einsteuerung des Sperriegels erfolgt direkt unsynchronisiert. Das gefürchtete "lever bouncing" ist desh nicht mit Sicherheit auszuschließen, (lever bouncing: b Einsteuern treffen Riegelspitze und Zahnspitze aufeinander und Sperriegel wird zurückgeschlagen).
    [0014] Das Wellenlager muß im Blockierfall erhebliche Lasten übertrag was Werkstoff äßig und di ensionierungsmäßig berücksichtigt wer muß. Eine konstruktive Auslegung nur nach Gesichtspunkten Komforts und der Bauabmessungen ist nicht möglich.
    [0015] Die Wellenverzahnung ist mit Spiel neben den Gehäuseschenk angeordnet. Daraus resultiert eine breitere Bauausführung.
    [0016] Der Schwenkpunkt für die Welleneinsteuerung und der Drehpunkt den Riegel sind außerhalb des max. Gurtbandwickeldurchmess angordnet. Daraus resultieren große äußere Bauabmessungen.
    [0017] Für die Lastübertragung in das Gehäuse sind jeweils nur ein Z pro Seite vorgesehen. Daraus resultiert eine gerin Belastungsfähigkeit.
    [0018] Die bisher einzige serienmäßig hergestellte Ausführung gem. der DE-OS 18 378 stellt praktisch die 1. Generation von Hubrollen-Retractoren da In Abgrenzung dazu kann die erfindungsgemäße Lösung als 2. Generati bezeichnet werden.
    [0019] Aufgrund der zusätzlichen Vorblockierung der Welle über ein Doppelriegel auf beiden Seiten, die zudem sychronisiert erfolgt, ergeb sich universellere Einsatzmöglichkeiten bezüglich der Gurtbandauszug richtungen aus dem Retractor heraus. Und zwar sowohl bezüglich d Abzugsrichtung vom Gurtwickel als auch bezüglich des mögliche kritischen Schrägauszuges. Die erfindungsgemäße Lösung ist ei "heavy-duty-Lösung", auf die der Begriff "idiotensicher" im Hinblick a Belastungssicherheit und Belastungsfähigkeit angewendet werden kann.
    [0020] Die synchronisierte Vorblockierung der Welle auf beiden Seiten bewirkt i Lastfall eine zwangsgesteuerte Einsteuerung der Welle in di Blockierverzahnung unter allen denkbaren, schwierigen Umständen. Di Welle hat nicht nur auf der Mechanikseite, sondern auch auf d Federseite keinen Freiheitsgrad mehr, einem anderen Einsteuerungsweg folgen als dem konstruktiv vorgegebenen.
    [0021] Aufgrund der metallischen Ausführung des Doppelriegels können auch kein großen Streubreiten in der Einsteuerkurve auftreten, wie sie aufgrun elastischer Stoßverformungen bei Verwendung bei Steuerungsteilen nur au Kunststoff auftreten können.
    [0022] Bei einer eng tolerierbaren Einsteurkurve wie bei der erfindungsgemäße Lösung läßt sich eine größere Zähnezahl für die Welle realisieren, wa sich wiederum vorteilhaft auf kurze Gurtbandauszüge im Blockierfal auswirkt.
    [0023] Ein in den Zeichnungen wiedergegebenes Ausführungsbeispiel wir nachfolgend beschrieben:
    [0024] Es zeigen: Fig.l eine Retractor-Seitenansicht ohne Steuerungsmechanik u
    [0025] Schenkelplatte, Fig. 2 das vordere, obere Quartal des Gehäuseschenkels *in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 einen Schnitt durch den Gehäuseschenkel auf der Mechanikseite.
    [0026] Der große zulässige Gurtbandauszugsbereich von etwa 120° geht deutli aus der Fig. 1 hervor. Durch die zusätzliche Abstützkraft d Doppelriegels 2 wird die Welle 1 bei allen angedeuteten Zugrichtungen v F bis F fest in der Blockierverzahnung 4 gehalten, wodurch eine siche Lastübertragung gewährleistet ist.
    [0027] Der Wellenzapfen 23 bleibt bei der Lastübertragung völlig lastfrei, daß er zur Erzielung geringer Reibwiderstände dünn und ggf. Kunststoff ausgebildet sein kann.
    [0028] Der Doppelriegel 2 ist in der Ebene der Gehäuseschenkel 7 auf d Mechanik- und Federseite drehbar angeordnet und über einen Bügel st und drehfest als einstückiges Teil ausgebildet.
    [0029] Ein Steuerzapfen 14 des Doppelriegels 2 auf der Mechanikseite durchr eine Öffnung in der Schenkelplatte 12 und greift von hinten in ei Führungsnut 15 einer Steuerscheibe 16 ein. Diese Steuerscheibe 16 le den Doppelriegel 2 bei einer gurtband- und/oder fahrzeugsensiti Aktivierung und bei Gurtauszug in die Sperrstellung aus. Die Bewegungsvorgang der Einsteuerung des Doppelriegelzahnes 6 in ei Zahnlücke der Wellenverzahnung 3 erfolgt synchronisiert.
    [0030] Lastaufnehmende Blockierverzahnungen aus Metall können nie so ausgebil werden daß ein freier, nicht zwangsgesteuerter Einschwenkvorgang ei Riegels 100%ig sicher erfolgt. Eine Zahn - auf - Zahn - Blockierung i möglich, die den im Einschwenken begriffenen Riegel zurückschlägt. dieses Phänomen hat sich in Fachkreisen der Begriff "lever bounci eingebürgert. Einsteuerungen von/in lastaufnehmende Blockierungen müs synchronisiert erfolgen. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die synchronisierte Einsteuer des Doppelriegels 2 in die Wellenverzahnung 3 über den Steuerzapfen bewerkstelligt. Bevor auf beiden Seiten der Welle 1 je ein Wellenzah gegen die Zahnspitze 6 des Doppelriegels 2 stößt, ist der Doppelriege bereits bis zum Zahngrunddurchmesser Di eingesteuert.
    [0031] Bei weiterem Zug am Gurtband 13 schwenkt sodann die Welle zwangsgesteuert auf beiden Seiten in die Blockierverzahnung 4 e Entscheidend ist hierbei, daß dies nicht nur auf der Mechanikse passiert, sondern auch auf der Federseite. Für beide Wellenseiten gibt unabhängig von Störeinflüssen (überlagerte Beschleunigungen insbesondere Gurtbandschrägauszüge) keine andere Möglichkeit ordnungsgemäß in die korrespondierenden Zahnlücken der Blockierverzahn 4 einzuschwenken. Diese Art der Welleneinsteuerung kann als abso sicher bezeichnet werden.
    [0032] Aufgrund der zusätzlichen Abstützkomponente, die der eingelen
    [0033] Doppelriegel 2 erzeugt, ergibt sich auf die Welle 1 bei al
    [0034] Gurtauszugsrichtungen von F bis F, immer ein in die Blockierverzahnun a z einlenkendes Moment. Diese Tatsache macht auch die Lastübertragung un allen eventuellen Störeinflüssen (z. B. zusätzliche Stöße entgegen Einsteuerrichtung) absolut sicher. Somit ist eine h Belastungsfähigkeit gegeben.
    [0035] Die Fig. 2 zeigt den entscheidenden Ausschnitt mit dem Doppelriegel 2 vergrößerten Maßstab. Die Lage der Schwenkpunktachse S wird da deutlich. Der Winkel oc kann zwischen 0° und 15° betragen. Die Zahnspi 6 des Doppelriegels 2 ist mit einem Winkel ^f versehen, dem Schwenkwin der Welle 1, damit in voll blockiertem Zustand zu den Wellenzähnen 3 e vollflächige Anlage besteht.
    [0036] Der Bügel 8 des Doppelriegels 2 ist nach vorne und hinten Abstützflächen 19 verbreitert ausgeführt, die sich ständig hinter Gehäuseschenkeln 7 bewegen. Im eingelenkten Zustand des Doppelriegels ergibt sich daraus eine formschlüssige Abstützmöglichkeit für die Well in axialer Richtung. In einer Sonderausführung kann der Flansch 17 der Welle 1 so gr ausgeführt werden, daß mit dem Zahnbereich 6b des Doppelriegeis 2 auch Ruhezustand eine ständige uberdeckung besteht. Dann werden axiale Stö auf die Welle 1 schon vor einer Auslenkung mit Gurtauszug sicher üb einen unelastischen, metallischen Formschluß abgefangen.
    [0037] Die zentrale Drehführung und Lagefixierung des Doppelriegels 2 erfol über einen Zapfen 11 der Schenkelplatte 12, der in die Bohrung 10 d Doppelriegels 2 eingreift.
    [0038] Die kraftmäßige Abstützung des Doppelriegels 2 erfolgt gegen ei kreisbogenförmige Ausnehmung 9 in der Ebene der Gehäuseschenkel 7. D Drehbewegung des Doppelriegels wird abgefangen durch den Anschlag eines Steges 24 gegen die Schenkelwandung 25.
    [0039] Die Fig. 3 verdeutlicht den konstruktiven Aufbau im Schnitt. D Schwenkpunkt der Steuerscheibe 16 liegt auf der gleic Schwenkpunktachse S für die Welle 1. Ein Zapfen 20 an der betreffen Stelle an der Schenkelplatte 12, der in eine Bohrung 21 der Steuerschei 16 eingreift, sorgt für die örtliche Lagefixierung. Die Bohrung 21 i dabei als kurzes Langloch mit Radien um den Wellenmittelpunkt ausgebildet, da die Steuerscheibe 16 zwei Bewegungsabläufe hintereinan absolviert. Zunächst dreht sie sich um den Wellenmittelpunkt M um ei kleinen Winkelf_(max. 5°), um den Doppelriegel 2 in die Wellenverzahnun einzulenken. In diesem Zustand sind die Welle 1 und die Steuerscheibe über einen eingesteuerten Sensorriegel miteinander formschlüs verbunden.
    [0040] Ist der Doppelriegel 2 im Zahneingriff, schlägt die Steuerscheibe 16 ihrem Langloch 21 gegen den Zapfen 20 an. Dieser Zusammenhang i strichpunktiert aus der Fig. 2 zu ersehen. Bei weiterem Gurtaus schwenkt sodann die Welle 1 mit der Steuerscheibe 16 (beide gekuppelt) die Schwenkpunktachse S' in die endgültige Blockierstellung ein. Bewegungsabfolge der Steuerscheib 16 ist also: 1. Drehen, 2. Schwenken. Der Steuerungsbewegung der Wickelwelle kommt bei ein
    [0041] Hubrollen-Retractor eine besondere Bedeutung zu, da sie im Gefahrenfa in Bruchteilen von Sekunden synchronisiert von der federbelastet
    [0042] Ruhelage in die Blockierlage überführt werden muß. Man kann von ein fliegend gelagerten Wickelwelle sprechen.
    [0043] Die Überführung der Wickelwelle in die Blockierlage ist eine kritisc Phase, da äußere Störeinflüsse nachteilige Funktionsabläufe bewirk können. So kann z. B. ein seitlicher Schrägauszug des Gurtbandes ei zeitlich versetzte Einsteuerung auf Mechanik- bzw. Federsei herbeiführen, überlagerte Stöße beim Crash können bei ungenügend Führung ungewollte Bewegungsrichtungen der Wickelwelle in d Überführungsphase bewirken. Auch Vibrationen können die Steuerbewegu der Wickelwelle in eine unkontrollierte Richtung beeinflussen.
    [0044] Die erfindungsgemäß vorgeschlagene konstruktive Steuerungsabfolge:
    [0045] 1. Kuppeln von Steuerscheibe und Wickelwelle über Sensor
    [0046] 2. Drehen der Steuerscheibe mit Winkel ß> um Punkt M
    [0047] 3. Schwenken mit Winkel ~ auf Federseite mit Schwenklager und a Mechanikseite mit Steuerscheibe um Achse S'
    [0048] bedeutet eine deutliche Verbesserung der Funktionssicherheit für ein Hubrollen-Retractor.
    [0049] Durch die erfindungsgemäße Lösung, den Schwenkpunkt S' auf den Zah grunddurchmesser Di anzuordnen, sowie die Verschwenkung auf beiden Seit um S' ablaufen zu lassen, ergibt sich der Vorteil, daß sich die Blockie zähne 100 -ig deckungsgleich zu den Wellenzähnen 3 ausbilden lassen. D Tragbild im Zahneingriff ist also optimal - somit auch die Lastübe tragung.
    [0050] Die Belastungsfähigkeit wird dadurch weiter unterstützt, indem d Doppelriegel 2 während der Belastung die Welle sichernd fixiert und nach Gurtauszugsrichtung ggf. auch einen kleinen Teil der Last überträg
    权利要求:
    Claims Patentansprüche
    1. Hubrollen-Retractor für Fahzeugsicherheitgurte mit einer- drehbaren Wickelwelle zum Speichern des Gurtbandes, dessen. Abziehbewegung durch eine fahrzeugsensitive und/oder gurtbandsensitive Sperrvorrichtung im Gefahrenfall blockierbar ist, wobei das Blockieren über eine Verzahnung an der im Gehäuse radial verschwenkbar gelagerten Welle dadurch erfolgt, daß die Welle gegen die Kraft einer Feder in die Blockierlage verschwenkt wird, wobei die beidseitigen Wellenverzahnungen mit gehäusefesten Verzahnungen in Eingriff gelangen und die wellenseitigen Verzahnungen auf beiden Seiten innerhalb der Ebenen der beiden Gehäuseschenkel verlaufen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Aktivierungsbewegung der Welle (1) in die gehäusefeste Blockierverzahnung (4) nach der Kupplung mit der Steuerscheibe (16) über Sensorteile (22) aus einer e s t e n Drehbewegung um den Punkt (M) mit dem Winkel (fl) besteht, während der beidseitig ein Doppelriegel (2) in die Wellenverzahnung (3) einsteuert und einer z w e i t e n Schwenkbewegung um den Punkt (S1) mit dem Winkel (^*) während der sich die Welle (1) beidseitig gegen die Zahnspitzen (6) des Doppelriegels (2) abstützt.
    2. Hubrollen-Retractor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrum der Blockierverzahnuπg (4) zum Schwenkpunkt (S) einen Winkel von etwa 90° bildet, wobei der Schwenkpunkt (S) im oberen, dem Gurtabzug abgewandten Viertel auf einem Winkel (Ä) von etwa 15° angeordnet ist.
    3. Hubrollen-Retractor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelriegel (2) mit seinem Zahnbereich (6,6b) und seinem Drehbereich (D) auf beiden Seiten in der Ebene der Gehäuseschenkel (7) und innerhalb des maximalen Gurtbandwickeldurchmessers (Dmax) gelagert ist und daß ein Bügel (8) außerhalb des Gurtbandwickeldurchmessers (Dmax) die beiden Seiten verbindet.
    4. Hubrollen-Retractor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierverzahnung (4) im Gehäuse (5) auf beiden Seiten geometrisch derart ausgebildet ist, daß sie der äußeren Kontur der Wellenverzahnung (3) entspricht, die um den Punkt (S1) mit dem Winkel ( fr) geschwenkt ist, wobei das Zentrum der Blockierverzahnung (4) im Bereich des Rückens des Gehäuses (5) angeordnet ist.
    5. Hubrollen-Retractor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (21) in der Steuerscheibe (16) ein Langloch mit Radien um den Wellenmittelpunkt (M) ist, und daß die Steuerbewegung der Steuerscheibe (16) zunächst als Drehen um den Wellenmittelpunkt (M) geschieht, wobei über den Steuerzapfen (14) der Doppelriegel (2) ausgelenkt wird, und sodann ein Verschwenken der mit der Welle (1) gekuppelten Steuerscheibe (16) um die Schenkpunktachse (S) in die endgültige Blockierstellung erfolgt.
    6. Hubrollen-Retractor nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnt, daß der Schwenkpunkt der Steuerscheibe (16) auf der Schwenkpunktaςhse (S) liegt, der vom Zahngrund¬ durchmesser (Di) der Welle (1) und dem Winkel («) definiert und von einer Bohrung-Zapfen-Konstruktion (20/21) zwischen Schenkelplatte (12) und Steuerscheibe (16) gebildet wird.
    7. Hubrollen-Retractor nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung des Doppelriegels (2) im Sperrfall gegen je eine kreisförmige Ausnehmung (9) in den Schenkeln (7) erfolgt und die drehbare Lagerfixierung über Bohrungen (10) im Doppelriegel (2), in die jeweils ein Zapfen (11) der Schenkelplatten (12) auf Mechanik- und Federseite eingreift.
    8. Hubrollen-Retractor • nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelriegel (2) auf der Mechanikseite einen Steuerzapfen (14) aufweist, der.durch die: Schenkelplatte (12) hindurch in eine rückseitige Führungsnut (15) einer Steuerscheibe (16) ragt und von dieser in die Ruhe- und Sperrstellung bewegt wird.
    9. Hubrollen-Retractor nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelriegel (2) mit Abstutzelementen (19) zum Abstützen gegen die Schenkel (7) versehen ist, mit deren Hilfe im Sperrfall eine axiale Verschiebung der Welle (1), die sich mit ihren Wellenflansehen (17) gegen den Doppelriegel (2) abstützt, vermieden wird.
    10. Hubrollen-Retractor nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung und Federkraft¬ beaufschlagung der Steuerscheibe (16) so ausgelegt ist, daß der Drehwiderstand bei der e r s t e n Verdrehung zum Einschwenken des Doppelriegels (2) geringer ist als der Schwenkwiderstand beim .z e i t e n Verschwenken der Welle (1) zum Eingriff in die Blockierverzahnung (4).
    11. Hubrollen-Retractor nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenlager auf der Federseite innerhalb der Schenkelplatte (12) um die Schwenkpunktachse (S1) schwenkbar gegen eine Federkraft gelagert ist.
    12. Hubrollen-Retractor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, d die Federkassette auf der Federseite als Schenklager für di
    Wickelwelle (1) ausgelegt ist und die Federkassette gegen di
    Kraft einer Feder um den Schwnkpunkt S' gemeinsam mit d Wickelwelle (1) in die Blockierlage verschwenkt.
    13. Hubrollen-Retractor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerbewegung der Wickelwelle (1) auf der Mechanikseit (7) von einer Steuerscheibe (16) bewerkstelligt wird, die übe Sensorteile die Wickelwelle (1) bei überschreiten eine vorgegebenen Verzögerung formschlüssig kuppelt und auf de Federseite von einem Schwenklager, wobei beide Teile Steuerscheibe (16) und Schwenklager um die gleiche Schwenkachs (S1) die Wickelwelle (1) in die Blockierlage verschwenken.
    14. Hubrollen-Retractor nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurc gekennzeichnet, daß die Federkraftbeaufschlagung der Steuerscheib (16) so ausgelegt ist, daß der Widerstand gegen das anfänglich Drehen geringer ist als der Widerstand gegen das nachfolgend Schwenken.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    1989-09-21| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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