DE29820086U1 - Belt retractor for a vehicle seat belt - Google Patents
Belt retractor for a vehicle seat beltInfo
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10. November 199810 November 1998
TRW Occupant Restraint
Systems GmbH & Co. KG
Industriestraße 20
D-73551 Alfdorf
5TRW Occupant Restraint
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Industriestrasse 20
D-73551 Alfdorf
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St/scSt/sc
Gurtaufroller für einen Fahrzeug-SicherheitsgurtBelt retractor for a vehicle safety belt
Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt, mit einem Rahmen, in welchem drehbar eine Gurtspule gelagert ist, einem Sperrmechanismus, mittels dem die Gurtspule gurtband- oder fahrzeugsensitiv gegen eine Drehung in der Gurtband-Abwickelrichtung gesperrt werden kann, und einem Schaltmechanismus, mit dem bei Drehung der Gurtspule Schaltfunktionen erzielt werden können.The invention relates to a belt retractor for a vehicle safety belt, with a frame in which a belt reel is rotatably mounted, a locking mechanism by means of which the belt reel can be locked against rotation in the belt unwinding direction in a belt-webbing or vehicle-sensitive manner, and a switching mechanism with which switching functions can be achieved when the belt reel rotates.
Die mittels des Schaltmechanismus erzielbaren Schaltfunktionen sind beispielsweise eine sogenannte Kindersicherungsfunktion. Die Kindersicherungsfunktion wird üblicherweise durch ein vollständiges Abziehen des Gurtbandes von der Gurtspule aktiviert. Bei aktivierter Kindersicherungsfunktion kann nachfolgend das Gurtband zwar wieder auf die Gurtspule aufgewickelt werden, jedoch nicht mehr von dieser abgezogen werden. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Kindersitz zuverlässig an einem Fahrzeugsitz mittels des Sicherheitsgurtes befestigt werden. Die Deaktivierung der Kindersicherungsfunktion erfolgt üblicherweise durch ein vollständiges Aufwickeln des Gurtbandes auf die Gurtspule.The switching functions that can be achieved using the switching mechanism include, for example, a so-called child safety lock function. The child safety lock function is usually activated by completely pulling the belt strap off the belt reel. When the child safety lock function is activated, the belt strap can then be wound back onto the belt reel, but can no longer be pulled off it. In this way, for example, a child seat can be reliably attached to a vehicle seat using the seat belt. The child safety lock function is usually deactivated by completely winding the belt strap onto the belt reel.
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Eine weitere mögliche Funktion ist eine Blockierfunktion für den Sperrmechanismus des Gurtauf rollers, die bei fast vollständig aufgewickeltem Gurtband aktiv wird. Beim Aufwickeln des Gurtbandes kann, wenn die Gurtspule gegen Ende des Aufwickeins abrupt abgebremst wird, der Sperrmechanismus des Gurtaufrollers ansprechen und die Gurtspule blockieren. Wenn dies genau in dem Moment erfolgt, in welchem das Gurtband maximal gespannt ist, kann sich der Gurtaufroller quasi selbst blockieren, da die zum Lösen des Gurtbandes erforderliche weitere Drehung der Gurtspule in der Gurtbandaufwickelrichtung nicht erfolgen kann. Diese Situation kann nur beseitigt werden, indem mit hoher Kraft unter Ausnutzen des sogenannten Filmspuleneffekts Gurtband von der blockierten Gurtspule abgezogen wird, das nachfolgend wieder freigegeben wird. Auf diese Weise kann die Gurtspule eine gewisse Drehung in der Aufwickelrichtung ausführen, was den notwendigen Weg zum Lösen des Sperrmechanismus bereitstellt. Mit einer geeigneten Blockierfunktion kann der Sperrmechanismus dann blockiert werden, wenn das Gurtband bereits fast vollständig auf die Gurtspule aufgewickelt ist. Falls es dann nach Beendigung des Aufwickeins zu einer abrupten Abbremsung der Gurtspule kommt, kann der Sperrmechanismus, da er blockiert ist, nicht ansprechen.Another possible function is a blocking function for the locking mechanism of the belt retractor, which is activated when the belt is almost completely wound up. When winding up the belt, if the belt reel is braked abruptly towards the end of the winding process, the locking mechanism of the belt retractor can respond and block the belt reel. If this happens at the exact moment when the belt is at its maximum tension, the belt retractor can essentially block itself, as the further rotation of the belt reel in the belt winding direction required to release the belt cannot take place. This situation can only be remedied by pulling belt reel off the blocked belt reel with great force, using the so-called film reel effect, which is then released again. In this way, the belt reel can perform a certain rotation in the winding direction, which provides the necessary path to release the locking mechanism. With a suitable blocking function, the locking mechanism can be blocked when the belt is almost completely wound onto the belt reel. If the belt reel then brakes abruptly after winding has finished, the locking mechanism cannot respond because it is blocked.
Solche Schaltfunktionen wurden bisher üblicherweise durch ein Planetengetriebe erzielt. Das Sonnenrad des Planetengetriebes ist drehfest mit der Gurtspule verbunden, und das Hohlrad ist feststehend am Rahmen des Gurtauf rolle rs oder an einer mit diesem verbundenen Abdeckung ausgebildet. Bei Drehung der Gurtspule laufen im Hohlrad Planetenräder um, die mit einem Schaltzahn versehen sind. Die Planetenräder sind so eingesetzt, daß nach der jeweils gewünschten Anzahl von Umdrehungen der Gurtspule oder in einer bestimmten Stellung der Gurtspule ein an dem Planetenrad vorgesehener Schaltzahn auf eine geeignet angeordnete Schaltwippe trifft und dort die erforderliche Schaltfunktion auslöst.Such switching functions have previously usually been achieved using a planetary gear. The sun gear of the planetary gear is connected to the belt reel in a rotationally fixed manner, and the ring gear is fixed to the frame of the belt reel or to a cover connected to it. When the belt reel rotates, planetary gears, which are provided with a switching tooth, rotate in the ring gear. The planetary gears are installed in such a way that after the desired number of revolutions of the belt reel or in a certain position of the belt reel, a switching tooth provided on the planetary gear hits a suitably arranged switching rocker and triggers the required switching function there.
Abgesehen von dieser komplizierten Konstruktion ergibt sich zusätzlich das Erfordernis, daß die Planetenräder in einer genau definierten Stellung in das Hohlrad eingesetzt werden müssen. Da nämlich aufgrund der erzielbaren Übersetzungsverhältnisse die Planetenräder mehrere Umläufe im Hohlrad ausführen können müssen und nur bei einemApart from this complicated construction, there is also the requirement that the planetary gears must be inserted into the ring gear in a precisely defined position. Because, due to the achievable gear ratios, the planetary gears must be able to complete several revolutions in the ring gear and only
ganz bestimmten Umlauf eine Schaltfunktion erzielt werden soll, muß der Schaltzahn bei dem gewünschten Umlauf auf die Schaltwippe treffen, während er bei den anderen Umläufen gerade nicht auf die Schaltwippe treffen darf. Wenn das Planetenrad in einer fehlerhaften Ausrichtung montiert wird, führt dies dazu, dai3 die gewünschte Schaltfunktion entweder überhaupt nicht erzielt wird oder zu einem falschen Zeitpunkt.If a switching function is to be achieved on a specific rotation, the switching tooth must hit the switching rocker on the desired rotation, while it must not hit the switching rocker on the other rotations. If the planetary gear is mounted in an incorrect alignment, this will result in the desired switching function either not being achieved at all or at the wrong time.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen Gurtaufroller zu schaffen, der mit einem einfach ausgestalteten und einfach zu montierenden Schaltmechanismus versehen ist.The object of the invention is therefore to create a belt retractor which is provided with a switching mechanism that is simply designed and easy to install.
Zu diesem Zweck ist bei einem Gurtaufroller der eingangs genannten Art eine Schaltscheibe vorgesehen, die durch eine Untersetzung derart mit der Gurtspule gekoppelt ist, daß sie etwa eine Umdrehung ausführt, wenn die Gurtspule so viele Umdrehungen ausführt, wie zum vollständigen Abwickeln des auf der Gurtspule aufgenommenen Gurtbandes erforderlich ist. Aufgrund der hohen Übersetzung werden also sämtliche Umdrehungen der Gurtspule, die diese zwischen dem Zustand mit vollständig aufgewickeltem Gurtband und dem Zustand mit vollständig abgewickeltem Gurtband ausführen kann, auf eine einzige Umdrehung der Schaltscheibe abgebildet. Es stellt sich somit nicht mehr das Problem, daß ein und dasselbe Schaltelement mehrfach an beispielsweise einer Schaltwippe vorbeilaufen muß. Statt dessen können an der Schaltscheibe beispielsweise Vorsprünge oder Vertiefungen vorgesehen sein, die bei der Drehung der Gurtspule an beispielsweise Schaltwippen vorbeilaufen und die gewünschte Schaltfunktion ausführen.For this purpose, a belt retractor of the type mentioned above is provided with a switching disk which is coupled to the belt reel by a reduction gear in such a way that it performs approximately one revolution when the belt reel performs as many revolutions as are required to completely unwind the belt webbing on the belt reel. Due to the high gear ratio, all revolutions of the belt reel that it can perform between the state with the belt webbing completely wound up and the state with the belt webbing completely unwound are mapped onto a single revolution of the switching disk. This means that the problem of one and the same switching element having to pass a switching rocker several times, for example, no longer arises. Instead, projections or depressions can be provided on the switching disk, for example, which pass switching rockers when the belt reel rotates and carry out the desired switching function.
Vorzugsweise ist zwischen der Schaltscheibe und der Gurtspule ein Umlaufgetriebe vorgesehen, das die Drehung der Gurtspule geeignet in eine Drehung der Schaltscheibe untersetzt. Ein Umlaufgetriebe, das allgemein als Sonderform eines Planetengetriebes angesehen werden kann, besteht aus einem im wesentlichen drehfesten Sonnenrad sowie einem konzentrisch mit diesem angeordneten Abtriebsrad. Um das Sonnenrad und das Abtriebsrad läuft ein Planetenrad um, das mit zwei voneinander abgesetzten Verzahnungen versehen ist. Die eine Verzahnung kämmt in dem feststehenden Sonnenrad, und die andere Verzahnung kämmt in dem Abtriebsrad. Der Antrieb erfolgt über den Träger des Planetenrades. Wenn dieser in Drehung versetzt wird, läuft das Planetenrad um dasPreferably, an epicyclic gear is provided between the switching disk and the belt reel, which converts the rotation of the belt reel into a rotation of the switching disk. An epicyclic gear, which can generally be regarded as a special form of a planetary gear, consists of a substantially rotationally fixed sun gear and an output gear arranged concentrically with it. A planetary gear rotates around the sun gear and the output gear, which is provided with two sets of teeth that are offset from one another. One set of teeth meshes with the fixed sun gear, and the other set of teeth meshes with the output gear. The drive is via the carrier of the planetary gear. When this is set in rotation, the planetary gear rotates around the
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Sonnenrad und das Abtriebsrad um. Wird zur Verdeutlichung der Funktion angenommen, daß die Teilkreise des Sonnenrades und des Abtriebsrades denselben Durchmesser haben, ist leicht zu sehen, daß das Abtriebsrad keine Drehung relativ zum Sonnenrad ausführt. Wird dagegen angenommen, daß sich die Teilkreise unterscheiden, ist leicht nachzuvollziehen, daß bei einer Umdrehung des Trägers des Planetenrades das Abtriebsrad um einen Winkel relativ zum Sonnenrad verdreht wird, der der Differenz der jeweiligen Teilkreise entspricht. Auf diese Weise können sehr hohe Übersetzungen auf vergleichsweise kleinem Bauraum erzielt werden. Wird beispielsweise angenommen, daß das Sonnenrad eine Zähnezahl von 18 und das Abtriebsrad eine Zähnezahl von 17 hat, ergibt sich, wenn das Planetenrad auf beiden Seiten dieselbe Zähnezahl hat, eine Untersetzung von 1:17. Die Untersetzung entspricht also der Zähnezahl des Abtriebsrades. Da eine Gurtspule zwischen dem Zustand mit vollständig aufgewickeltem Gurtband und dem Zustand mit vollständig abgewickeltem Gurtband maximal etwa 17 Umdrehungen (üblicherweise etwa 12 bis 14 Umdrehungen) ausführt, läßt sich mit einer solchen Untersetzung der gesamte Umdrehungsbereich der Gurtspule auf eine einzige Umdrehung eines Schaltrades abbilden, das mit dem Abtriebsrad verbunden ist.Sun gear and the driven gear. If, to clarify the function, it is assumed that the pitch circles of the sun gear and the driven gear have the same diameter, it is easy to see that the driven gear does not rotate relative to the sun gear. If, on the other hand, it is assumed that the pitch circles are different, it is easy to understand that when the carrier of the planet gear rotates, the driven gear is rotated relative to the sun gear by an angle that corresponds to the difference between the respective pitch circles. In this way, very high gear ratios can be achieved in a relatively small installation space. For example, if it is assumed that the sun gear has 18 teeth and the driven gear has 17 teeth, a reduction ratio of 1:17 results if the planet gear has the same number of teeth on both sides. The reduction ratio therefore corresponds to the number of teeth on the driven gear. Since a belt reel makes a maximum of about 17 revolutions (usually about 12 to 14 revolutions) between the state with the belt fully wound up and the state with the belt fully unwound, such a reduction allows the entire rotation range of the belt reel to be mapped to a single revolution of a switching wheel that is connected to the output wheel.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:The invention is described below with reference to the accompanying drawings, in which:
- Figur 1 in einer schematischen Seitenansicht mit Ausbrüchen einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller;- Figure 1 shows a belt retractor according to the invention in a schematic side view with cutouts;
- Figur 2 in einer perspektivischen Ansicht einen Teil des Sperrmechanismus und des Schaltmechanismus des Gurtaufrollers von Figur 1;- Figure 2 shows a perspective view of part of the locking mechanism and the switching mechanism of the belt retractor of Figure 1;
- Figur 3 in einer perspektivischen Ansicht weitere Bauteile des Schalt- und des Sperrmechanismus;- Figure 3 shows a perspective view of further components of the switching and locking mechanism;
- Figur 4 in einer perspektivischen Ansicht eine Schaltscheibe des Schaltmechnismus von Figur 2;- Figure 4 shows a perspective view of a switching disc of the switching mechanism of Figure 2;
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- Figur 5 in einer perspektivischen Ansicht eine Schaltscheibe zusammen mit einigen Teilen des Sperrmechanismus von Figur 2;- Figure 5 shows in a perspective view a switching disc together with some parts of the locking mechanism of Figure 2;
- Figur 6 in einer Querschnittsansicht den Schaltmechanismus von Figur 2;- Figure 6 shows a cross-sectional view of the switching mechanism of Figure 2;
Figur 7 in einer weiteren Querschnittsansicht den Schaltmechanismus von Figur 2;Figure 7 shows a further cross-sectional view of the switching mechanism of Figure 2;
- Figur 8 in einer weiteren Querschnittsansicht den Schaltmechanismus von Figur 2;- Figure 8 shows a further cross-sectional view of the switching mechanism of Figure 2;
- Figur 9 in einer wiederum weiteren Querschnittsansicht den Schaltmechanismus von Figur 2;- Figure 9 shows, in yet another cross-sectional view, the switching mechanism of Figure 2;
- Figur 10 in einer Draufsicht mit Ausbrüchen den Schaltmechanismus mit zwei speziellen Schaltfunktionen;- Figure 10 shows a plan view with cutouts of the switching mechanism with two special switching functions;
- Figur 11 in einer Unteransicht den Gegenstand von Figur 10;
20- Figure 11 shows a bottom view of the object of Figure 10;
20
- die Figuren 12 und 13 in perspektivischen Ansichten den Schaltmechanismus der Figuren 10 und 11;- Figures 12 and 13 show, in perspective views, the switching mechanism of Figures 10 and 11;
- Figur 14 in einer Draufsicht mit Ausbrüchen den Schaltmechanismus mit einer anderen Schaltfunktion;- Figure 14 shows a plan view with cutouts of the switching mechanism with a different switching function;
- Figur 15 in einer Unteransicht den Gegenstand von Figur 14;- Figure 15 shows a bottom view of the object of Figure 14;
- die Figuren 16 bis 19 in perspektivischen Ansichten den Schaltmechanismus der Figuren 14 und 15;- Figures 16 to 19 show, in perspective views, the switching mechanism of Figures 14 and 15;
- Figur 20 in einer perspektivischen Ansicht die Schaltscheibe für die Schaltfunktion gemäß den Figuren 14 bis 19;- Figure 20 shows a perspective view of the switching disc for the switching function according to Figures 14 to 19;
- Figur 21 in einer perspektivischen Ansicht einen Schaltmechanismus mit einer weiteren Schaltscheibe;- Figure 21 shows a perspective view of a switching mechanism with a further switching disc;
- Figur 22 in einer perspektivischen Ansicht den Schaltmechanismus- Figure 22 shows in a perspective view the switching mechanism
-6-von
Figur 21;-6-of
Figure 21;
- Figur 23 in einer perspektivischen Ansicht den Schaltmechanismus von Figur 22 ohne Schaltscheibe; und- Figure 23 shows in a perspective view the switching mechanism of Figure 22 without the switching disk; and
- Figur 24 eine schematische Ansicht eines Umlaufgetriebes, das bei dem erfindungsgemäßen Gurtaufroller verwendet wird.- Figure 24 is a schematic view of an epicyclic gear used in the belt retractor according to the invention.
In Figur 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller zu sehen. Der Gurtaufroller enthält einen Rahmen 10, in welchem drehbar eine Gurtspule gelagert ist, von der hier die an ihren axialen Enden vorgesehenen Sperrverzahnungen 12 sichtbar sind. In die Sperrverzahnungen 12 kann eine Sperrklinke 14 eingesteuert werden, die entweder gurtband- oder fahrzeugsensitiv aktiviert werden kann. Der zu diesem Zweck vorgesehene Sperrmechanismus ist an sich bekannt und wird deshalb hier nur kurz erläutert.Figure 1 shows a schematic of a belt retractor according to the invention. The belt retractor contains a frame 10 in which a belt reel is rotatably mounted, of which the locking teeth 12 provided at its axial ends are visible here. A locking pawl 14 can be guided into the locking teeth 12, which can be activated either in a belt-webbing or vehicle-sensitive manner. The locking mechanism provided for this purpose is known per se and is therefore only briefly explained here.
An der Gurtspule ist eine Kupplungsscheibe 16 vorgesehen, die mit der Gurtspule verbunden ist. Die Kupplungsscheibe 16 dreht sich mit der Gurtspule. Ferner ist eine (nicht dargestellte) Trägheitsscheibe vorgesehen, die sich mit der Gurtspule dreht, solange eine vorbestimmte Drehbeschleunigung der Gurtspule nicht überschritten wird. Falls aber diese Drehbeschleunigung überschritten wird, kommt es zu einer Drehung der Trägheitsscheibe relativ zur Gurtspule, die in eine Schwenkbewegung einer an der Kupplungsscheibe 16 schwenkbar gelagerten Kupplungsklinke 18 in eine Verzahnung 20 eines Steuerhebels 22 hinein führt. Auf diese Weise ist die Gurtspule über die Kupplungsscheibe 16 und die Kupplungsklinke 18 mit dem Steuerhebel 22 verbunden, so daß eine Drehung der Gurtspule in eine Schwenkbewegung des Steuerhebels 22 umgesetzt wird. Am Steuerhebel ist ein Fortsatz 24 vorgesehen, der in eine entsprechende Ausnehmung 26 der Sperrklinke 14 eingreift. Eine Drehung des Steuerhebels 22 relativ zum Rahmen 10 des Gurtaufrollers wird dadurch in eine Schwenkbewegung der Sperrklinke 14 in die Verzahnung 12 des Gurtaufrolle rs hinein umgesetzt. Die Gurtspule ist damit blockiert, wobei im beschriebenen Fall die sogenannte gurtbandsensitive Blockierung ausgelöst wurde.A clutch disk 16 is provided on the belt reel, which is connected to the belt reel. The clutch disk 16 rotates with the belt reel. An inertia disk (not shown) is also provided, which rotates with the belt reel as long as a predetermined rotational acceleration of the belt reel is not exceeded. However, if this rotational acceleration is exceeded, the inertia disk rotates relative to the belt reel, which leads to a pivoting movement of a clutch pawl 18 pivotably mounted on the clutch disk 16 into a toothing 20 of a control lever 22. In this way, the belt reel is connected to the control lever 22 via the clutch disk 16 and the clutch pawl 18, so that a rotation of the belt reel is converted into a pivoting movement of the control lever 22. An extension 24 is provided on the control lever, which engages in a corresponding recess 26 of the locking pawl 14. A rotation of the control lever 22 relative to the frame 10 of the belt retractor is thereby converted into a pivoting movement of the pawl 14 into the toothing 12 of the belt retractor. The belt reel is thus blocked, whereby in the case described the so-called belt-sensitive blocking was triggered.
In Figur 1 ist der Gurtaufroller zu Beginn einer solchen Sperrung gezeigt. Die Kupplungsklinke 18 ist bereits in die Verzahnung 20 des Steuerhebels 22 verschwenkt, so daß die Gurtspule mit dem Steuerhebel 22 gekoppelt ist. Eine weitere Drehung der Gurtspule in der Richtung des Pfeils A führt dazu, daß der Steuerhebel 22 ebenfalls in der Richtung A entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder 23 verschwenkt wird, woraufhin die Sperrklinke 14 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Sperrverzahnungen 12 hineinverschwenkt wird.In Figure 1, the belt retractor is shown at the beginning of such a locking. The coupling pawl 18 has already been pivoted into the teeth 20 of the control lever 22, so that the belt reel is coupled to the control lever 22. A further rotation of the belt reel in the direction of arrow A results in the control lever 22 also being pivoted in the direction A against the action of a return spring 23, whereupon the locking pawl 14 is pivoted anti-clockwise into the locking teeth 12.
Der Sperrmechanismus kann aber auch fahrzeugsensitiv aktiviert werden. Zu diesem Zweck betätigt ein (nicht gezeigter) Sensor eine Hilfsklinke 28, die am Steuerhebel 22 gelagert ist und in eine Verzahnung 30 der Kupplungsscheibe 16 eingesteuert wird. Eine Drehung der Kupplungsscheibe wird dann über die Hilfsklinke direkt auf den Steuerhebel übertragen, so daß die Sperrklinke 14 in die Sperrverzahnungen 12 der Gurtspule hineinverschwenkt wird.The locking mechanism can also be activated in a vehicle-sensitive manner. For this purpose, a sensor (not shown) actuates an auxiliary pawl 28, which is mounted on the control lever 22 and is guided into a toothing 30 of the clutch disc 16. A rotation of the clutch disc is then transmitted directly to the control lever via the auxiliary pawl, so that the pawl 14 is pivoted into the locking teeth 12 of the belt reel.
Anhand der Figuren 2 bis 9 und 24 wird nun die grundsätzliche Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schaltmechanismus beschrieben.The basic functioning of the switching mechanism according to the invention is now described with reference to Figures 2 to 9 and 24.
Der Schaltmechanismus besteht vereinfacht ausgedrückt aus einem Untersetzungsgetriebe und einer Schaltscheibe. Das Untersetzungsgetriebe untersetzt die Drehung der Gurtspule mit einem solchen Faktor, daß sämtliche Umdrehungen der Gurtspule, die zum vollständigen Abwickeln des Gurtbandes erforderlich sind, auf eine einzige Umdrehung der Schallscheibe abgebildet werden. Die Schaltscheibe ist mit Vorsprüngen und Schaltkurven versehen, die dann zum gewünschten Zeitpunkt eine Schaltfunktion hervorrufen, beispielsweise im Zusammenwirken mit einer Schaltwippe.In simple terms, the switching mechanism consists of a reduction gear and a switching disc. The reduction gear reduces the rotation of the belt reel by such a factor that all the revolutions of the belt reel required to completely unwind the belt strap are mapped onto a single revolution of the sound disc. The switching disc is provided with projections and switching curves, which then trigger a switching function at the desired time, for example in conjunction with a rocker switch.
Das Untersetzungsgetriebe ist ein sogenanntes Umlaufgetriebe, das schematisch in Figur 24 gezeigt ist. Es enthält ein Sonnenrad 40, das feststehend ist. Im vorliegenden Fall ist es als Zahnrad an dem Steuerhebel 22 ausgebildet. Koaxial zum Sonnenrad 40 ist ein Abtriebszahnrad 42 angeordnet, das drehfest mit einer Schaltscheibe 44 verbunde &eegr; ist. Die Verbindung zwischen dem Sonnenrad 40 und dem Abtriebszahnrad 42 wird durch ein Planetenrad 46 erzielt, das mit einer Verzahnung 48 im Sonnenrad 40 und mit einer anderen Verzahnung 50 im Abtriebszahnrad 42 kämmt. Das Planetenrad 46 ist drehbar an der Kupp-The reduction gear is a so-called epicyclic gear, which is shown schematically in Figure 24. It contains a sun gear 40, which is fixed. In the present case, it is designed as a gear on the control lever 22. Coaxial to the sun gear 40 is an output gear 42, which is connected in a rotationally fixed manner to a switching disk 44. The connection between the sun gear 40 and the output gear 42 is achieved by a planet gear 46, which meshes with a toothing 48 in the sun gear 40 and with another toothing 50 in the output gear 42. The planet gear 46 is rotatable on the clutch.
lungsscheibe 16 gelagert, die sich zusammen mit der Gurlspule dreht. Wenn also die Gurtspule und damit die Kupplungsscheibe 16 gedreht wird, läuft das Planetenrad 46 um das Sonnenrad 40 um.clutch disc 16, which rotates together with the belt reel. So when the belt reel and thus the clutch disc 16 is rotated, the planet gear 46 rotates around the sun gear 40.
Das Über- oder Untersetzungsverhältnis des auf diese Weise gebildeten Getriebes hängt vom Verhältnis des Teilkreisdurchmessers des Sonnenrades 40 zum Teilkreisdurchmesser des Abtriebszahnrades 42 ab. Falls die beiden Teilkreise denselben Durchmesser haben, führt eine Drehung der Gurtspule zu keiner Drehung des Abtriebszahnrades 42; die Schaltscheibe bleibt also feststehend relativ zum Rahmen des Gurtaufrollers. Wenn dagegen das Sonnenrad eine Zähnezahl von beispielsweise 18 und das Abtriebszahnrad eine Zähnezahl von 17 hat, während die beiden Verzahnungen 48 und 50 des Planetenrades 46 jeweils dieselbe Zähnezahl haben, ergibt sich eine Übersetzung von 1:17. Dies bedeutet, daß die Gurtspule 17 Umdrehungen ausführen muß, damit die Schaltscheibe 44 eine Umdrehung ausführt.The increase or decrease ratio of the gearing formed in this way depends on the ratio of the pitch circle diameter of the sun gear 40 to the pitch circle diameter of the output gear 42. If the two pitch circles have the same diameter, a rotation of the belt reel does not lead to a rotation of the output gear 42; the switching disk therefore remains stationary relative to the frame of the belt retractor. If, on the other hand, the sun gear has a number of teeth of, for example, 18 and the output gear has a number of teeth of 17, while the two gears 48 and 50 of the planet gear 46 each have the same number of teeth, the result is a ratio of 1:17. This means that the belt reel must make 17 revolutions in order for the switching disk 44 to make one revolution.
Die unterschiedlichen Teilkreisdurchmesser des Sonnenrades 40 und des Abtriebszahnrades 42 lassen sich bei identischer Zähnezahl der beiden Verzahnungen 48, 50 des Planetenrades 46 erreichen, indem profilverschobene Verzahnungen 48, 50 verwendet werden. Alternativ wäre es möglich, für das Sonnenrad 40 und das Abtriebszahnrad 42 Zahnräder mit derselben Zähnezahl zu verwenden, während die beiden Verzahnungen 48, 50 des Planetenrades 46 unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen.The different pitch circle diameters of the sun gear 40 and the output gear 42 can be achieved with an identical number of teeth of the two gears 48, 50 of the planet gear 46 by using profile-shifted gears 48, 50. Alternatively, it would be possible to use gears with the same number of teeth for the sun gear 40 and the output gear 42, while the two gears 48, 50 of the planet gear 46 have different numbers of teeth.
Weiterhin läßt sich eine Umkehr der Drehrichtung erreichen, indem beispielsweise das Durchmesserverhältnis der Teilkreise des Sonnenrades 40 und des Abtriebszahnrades 42 umgekehrt wird.Furthermore, the direction of rotation can be reversed, for example, by reversing the diameter ratio of the pitch circles of the sun gear 40 and the output gear 42.
Allgemein läßt sich das Umlaufgetriebe auch mit vier unterschiedliehen Zähnezahlen verwirklichen. Lediglich die Gesamtübersetzung über alle Verzahnungen sollte bei einem Stirnradgetriebe i = l + (l/gewünschte Übersetzung) betragen, beim obigen Beispiel also i = l + (l/17). Dies läßt sich um einfachsten durch Profilverschiebung erzielen.In general, the epicyclic gear can also be implemented with four different numbers of teeth. The only thing that the total gear ratio across all gears in a spur gear should be i = l + (l/desired gear ratio), i.e. in the above example i = l + (l/17). This can be achieved most easily by profile shifting.
Zusätzlich ist ein Umkehrzahnrad 52 vorgesehen, das am Planetenrad 46 angreift und ebenfalls drehbar an der Kupplungsscheibe 16 gelagert ist. Das Umkehrzahnrad 52 kämmt in einem zweiten Abtriebszahnrad 54, das an einer zweiten Steuerscheibe 56 (siehe Figur 22) befestigt ist.In addition, a reversing gear 52 is provided, which engages the planet gear 46 and is also rotatably mounted on the clutch disc 16. The reversing gear 52 meshes with a second output gear 54, which is attached to a second control disc 56 (see Figure 22).
Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß die zweite Steuerscheibe nachlaufend ist, während die erste Steuerscheibe vorlaufend ist.In this way, it can be achieved that the second control disc is trailing while the first control disc is leading.
Eine Verriegelung der fahrzeugsensitiven Sperrung, wie sie mit dem erfindungsgemäßen Schaltmechanismus erhalten werden kann, ist in Figur 5 gezeigt. Ein reibungsloser Gurtbandauszug wird gewährleistet, indem ein an der Steuerscheibe 44 vorgesehener Schaltnocken 60 ein Einsteuern der Hilfsklinke 28 über einen gewissen Weg des Gurtbandauszuges verhindert, da er an einem Zapfen 62 angreift, der an der Hilfsklinke 28 vorgesehen ist. Solange der Schaltnocken 28 an dem Zapfen 62 der Hilfsklinke 28 angreift, kann diese nicht in die Verzahnung 30 der Kupplungsscheibe 16 hineinverschwenkt werden, so daß eine fahrzeugsensitive Aktivierung des Sperrmechanismus des Gurtaufrollers verhindert ist.A locking of the vehicle-sensitive locking mechanism, as can be achieved with the switching mechanism according to the invention, is shown in Figure 5. Smooth belt webbing extension is ensured by a switching cam 60 provided on the control disk 44 preventing the auxiliary pawl 28 from being controlled over a certain distance of the belt webbing extension, since it engages a pin 62 provided on the auxiliary pawl 28. As long as the switching cam 28 engages the pin 62 of the auxiliary pawl 28, the latter cannot be pivoted into the toothing 30 of the clutch disk 16, so that vehicle-sensitive activation of the locking mechanism of the belt retractor is prevented.
Eine weitere Schaltmöglichkeit ist in Figuren 2 sowie 10 und 11 gezeigt. An der zweiten Schaltscheibe 56 ist ein Vorsprung 64 angebracht, der über einen vorbestimmten Bereich der Winkelstellung der zweiten Schallscheibe an der Spitze der Kupplungsklinke 18 angreift und verhindert, daß diese in die Verzahnung 20 des Steuerhebels 22 eingesteuert wird. Auf diese Weise kann sowohl die gurtband- als auch die fahrzeugsensitive Sperrung des Gurtaufrollers über einen vorbestimmten Bereich von Gurtbandabzug verhindert werden. Diese Funktion ist beispielsweise beim Einsatz von elektrischen Höhenverstellern notwendig, bei denen ein schneller Gurtbandauszug bei abgelegtem Gurtband auftreten kann.Another switching option is shown in Figures 2 and 10 and 11. A projection 64 is attached to the second switching disk 56, which engages the tip of the clutch pawl 18 over a predetermined range of the angular position of the second sound disk and prevents it from being guided into the teeth 20 of the control lever 22. In this way, both the belt strap and the vehicle-sensitive locking of the belt retractor can be prevented over a predetermined range of belt strap withdrawal. This function is necessary, for example, when using electric height adjusters, where rapid belt strap withdrawal can occur when the belt strap is laid down.
Anhand der Figuren 10 bis 13 wird nun eine Kindersicherungsfunktion beschrieben. An dem Steuerhebel 22 ist ein Rasthebel 70 angespritzt, der elastisch verformbar ist und mit der Verzahnung 30 der Kupplungsscheibe 16 in Eingriff gebracht werden kann. An der Steuerscheibe 44 ist ein Steuernocken 72 ausgebildet, der mit einem am Rasthebel 70 ausgebildeten Schaltvorsprung 74 zusammenwirken kann.A child safety lock function is now described using Figures 10 to 13. A locking lever 70 is molded onto the control lever 22, which is elastically deformable and can be brought into engagement with the teeth 30 of the clutch disc 16. A control cam 72 is formed on the control disc 44, which can interact with a switching projection 74 formed on the locking lever 70.
Der Steuernocken und der Schaltvorsprung 74 sind mit ihren in Umfangsrichtung betrachtet vorne- und hintenliegenden Stirnseiten so ausgestaltet, daß sich die folgende Funktion ergibt:The control cam and the switching projection 74 are designed with their front and rear end faces viewed in the circumferential direction in such a way that the following function is achieved:
Beim Gurtbandabzug dreht sich die Steuerscheibe 44 in der in Figur 11 angegebenen Richtung 1, wodurch der Steuernocken 72 den Schaltvorsprung 74 am Rasthebel 70 nach außen drückt. Der Steuernocken 72 kann dann unter dem Schaltvorsprung 74 des Rasthebels 70 hindurchgleiten. Wenn anschließend das Gurtband wieder auf die Gurtspule aufgewickelt wird, läuft der Steuernocken 72 mit seiner dann vorneliegenden, abgeschrägten Stirnseite in der Richtung 2 auf die ebenfalls abgeschrägte Stirnfläche des Schaltvorsprungs 74 auf. Dieser wird dabei nach innen gedrückt, so daß die Vorderseite des Rasthebels 70 in die Verzahnung 30 der Kupplungsscheibe 16 eingreift. Wenn in diesem Zustand wieder Gurtband von der Gurtspule abgezogen wird, wird der Sperrmechanismus der Gurtspule aktiviert. Ein Gurtbandauszug ist nicht möglich. In diesem Fall in den Rasthebel 70 eingeleitete Kräfte können durch am Rasthebel 70 und an dem Steuerhebel 22 ausgebildete Anschläge 76, 78 in den Steuerhebel abgeleitet werden. Wenn das Gurtband weit genug auf die Gurtspule aufgewickelt ist und der Steuernocken 72 den Schaltvorsprung 74 des Rasthebels 70 wieder freigegeben hat, kehrt der Rasthebel 70 aufgrund seiner Eigenelastizität wieder in seine Ausgangslage zurück, in der er nicht in die Verzahnung 30 eingreift.When the belt is pulled off, the control disc 44 rotates in the direction 1 shown in Figure 11, whereby the control cam 72 pushes the switching projection 74 on the locking lever 70 outwards. The control cam 72 can then slide under the switching projection 74 of the locking lever 70. When the belt is then wound back onto the belt reel, the control cam 72 runs with its beveled front face in the direction 2 onto the also beveled front face of the switching projection 74. This is pushed inwards so that the front of the locking lever 70 engages in the teeth 30 of the clutch disc 16. If belt is pulled off the belt reel again in this state, the locking mechanism of the belt reel is activated. It is not possible to pull out the belt. In this case, forces introduced into the locking lever 70 can be diverted into the control lever by stops 76, 78 formed on the locking lever 70 and on the control lever 22. When the belt webbing is wound far enough onto the belt reel and the control cam 72 has released the switching projection 74 of the locking lever 70 again, the locking lever 70 returns to its initial position due to its inherent elasticity, in which it does not engage with the teeth 30.
Eine alternative Möglichkeit zur Verwirklichung der Kindersicherungsfunktion ist in den Figuren 14 bis 20 gezeigt. Es wird ein am Steuerhebel 22 angebrachter Rasthebel 80 verwendet, der mit einer Rastnase 81 versehen ist. In der in Figur 18 gezeigten Ausgangsstellung befindet sich die Rastnase außer Eingriff mit der Verzahnung 30 der Kupplungsscheibe 16. An der Rastnase 81 ist ein Steuernocken 82 vorgesehen, der mit zwei an der Schaltscheibe 44 ausgebildeten Schaltvorsprüngen 84, 85 zusammenwirken kann. Wenn das Gurtband vollständig ausgezogen ist und die Rückdrehung beginnt, wird der Rasthebel 80 durch Zusammenwirken des Steuernockens 82 mit dem Schaltvorsprung 84 zur Mitte des Steuerhebels 22 hin gedrückt, so daß eine am freien Ende des Rasthebels 80 ausgebildete Nase 86 über einen Anschlag 87 am Steuerhebel 22 rutscht. Durch Zusammenwirken der Nase 86 mit dem Anschlag 87 wird der Rasthebel 80 in seiner nach innen verstellten Lage gehalten, in der die Rastnase 81 in die Verzahnung 30 der Kupplungsscheibe 16 eingreift. Wenn nun das Gurtband weiter auf der Gurtspule aufgewickelt wird, rutscht jeder Zahn der Verzahnung 30 unter der Rastnase 81 hindurch, ohne daß sich der Hebel vom Anschlag 87 löst.An alternative way of implementing the child safety function is shown in Figures 14 to 20. A locking lever 80 is used which is attached to the control lever 22 and is provided with a locking lug 81. In the initial position shown in Figure 18, the locking lug is not engaged with the teeth 30 of the clutch disc 16. A control cam 82 is provided on the locking lug 81, which can interact with two switching projections 84, 85 formed on the switching disc 44. When the belt is fully pulled out and the reverse rotation begins, the locking lever 80 is pressed towards the middle of the control lever 22 by the interaction of the control cam 82 with the switching projection 84, so that a lug 86 formed on the free end of the locking lever 80 slides over a stop 87 on the control lever 22. Through the interaction of the nose 86 with the stop 87, the locking lever 80 is held in its inwardly adjusted position, in which the locking nose 81 engages in the toothing 30 of the clutch disc 16. If the belt webbing is now wound further onto the belt reel, each tooth of the toothing 30 slips under the locking nose 81 without the lever coming loose from the stop 87.
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Ein Abziehen von Gurtband von der Gurtspule hat zur Folge, daß der Sperrmechanismus aktiviert wird, so daß die Gurtspule blockiert wird. Erst nachdem eine vorbestimmte Menge von Gurtband auf der Gurtspule aufgewickelt ist, kommt es zum Eingriff zwischen dem Steuernocken 82 und dem Schaltvorsprung 85, der dazu führt, daß der Hebel soweit nach außen gedrückt wird, daß die Nase 86 vom Anschlag 87 freikommt. Der Rasthebel befindet sich nunmehr wieder in seiner Ausgangsstellung, in der sich die Kupplungsscheibe frei unter der Rastnase drehen kann.Pulling the belt strap off the belt reel results in the locking mechanism being activated so that the belt reel is blocked. Only after a predetermined amount of belt strap has been wound onto the belt reel does the control cam 82 and the switching projection 85 engage, which causes the lever to be pushed outwards until the lug 86 is released from the stop 87. The locking lever is now back in its original position in which the clutch disc can rotate freely under the locking lug.
Eine weitere Variante der Schaltfunktion für die Kindersicherung ist in den Figuren 21 bis 23 gezeigt. In diesem Fall wird die zweite Steuerscheibe 56 verwendet, um die Schaltfunktion zu erzielen. Bei dieser Variante wird der Sperrmechanismus des Gurtaufrollers nicht über die Verzahnung 30 der Kupplungsscheibe 16, sondern direkt durch Betätigen des Kupplungshebels 18 aktiviert.Another variant of the switching function for the child safety lock is shown in Figures 21 to 23. In this case, the second control disc 56 is used to achieve the switching function. In this variant, the locking mechanism of the belt retractor is not activated via the teeth 30 of the clutch disc 16, but directly by operating the clutch lever 18.
Am Innenschaltrad 56 ist eine Kulisse 90 angebracht, die dann, wenn die Steuerscheibe 56 in eine Endlage gedreht wird, über eine Schaltfläche 92 einen bistabilen Hebel 94, der mit einem Schaltvorsprung 96 versehen ist, aus der in Figur 21 gezeigten Stellung im Uhrzeigersinn in eine Stellung verschwenkt, in der der Hebel 94 an der Kupplungsklinke 18 angreift und diese in Eingriff mit der Verzahnung 20 des Steuerhebels 22 drückt. In dieser Stellung wird der Hebel 94 dadurch gehalten, daß ein Rastvorsprung 97 auf der anderen Seite eines von einer Biegung einer Feder 98 gebildeten Totpunkts gehalten wird, als dies in Figur 21 gezeigt ist. In diesem Zustand kann das Gurtband nur noch auf die Gurtspule aufgewickelt werden. Wenn versucht wird, es von der Gurtspule abzuziehen, wird der Sperrmechanismus aktiviert, der die Gurtspule blockiert. Wenn das Gurtband weit genug auf die Gurtspule aufgewickelt ist, wird der Hebel 94 durch Zusammenwirken des Schaltvorsprungs 96 mit einer Flanke 99 an der zweiten Steuerscheibe 56 wieder in seine in Figur 21 gezeigte Ausgangsstellung zurückgestellt, wobei der Rastvorsprung 97 über die Biegung der Feder 98 rutscht.A link 90 is attached to the inner switching wheel 56, which, when the control disk 56 is rotated to an end position, pivots a bistable lever 94, which is provided with a switching projection 96, from the position shown in Figure 21 clockwise to a position in which the lever 94 engages the clutch pawl 18 and presses this into engagement with the teeth 20 of the control lever 22. The lever 94 is held in this position by a locking projection 97 on the other side of a dead center formed by a bend in a spring 98 than is shown in Figure 21. In this state, the belt webbing can only be wound onto the belt reel. If an attempt is made to pull it off the belt reel, the locking mechanism is activated, which blocks the belt reel. When the belt strap has been wound far enough onto the belt reel, the lever 94 is returned to its initial position shown in Figure 21 by the interaction of the switching projection 96 with a flank 99 on the second control disk 56, whereby the locking projection 97 slips over the bend of the spring 98.
Claims (7)
Systems GmbH & Co. KG
Industriestraße 20
D-73551 AlfdorfTRW Occupant Restraint
Systems GmbH & Co. KG
Industriestrasse 20
D-73551 Alfdorf
30the clutch disc (16) is rotatably mounted and meshes with the planetary gear (46) and with a further output gear (54) which is formed on a second control disc (56) which rotates opposite to the belt reel.
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