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Die
Erfindung betrifft eine Gurtbandaufwickelvorrichtung.
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Aufwickelvorrichtungen
für Gurtaufroller
haben üblicherweise
eine Aufwickelfeder, wobei sich die Auszugskraft der Aufwickelfeder
beim Abrollen des Gurtaufrollers erhöht. Je mehr Gurtband abgezogen
wird, desto höher
ist die Federkraft, die am Körper
des Insassen anliegt. Um die auf den Fahrzeuginsassen wirkende Kraft
gering zu halten, werden Federsysteme eingesetzt, mit denen die
auf den Fahrzeuginsassen wirkende Kraft verringert wird. Dies wird
zum Beispiel dadurch erreicht, indem die Aufwickelfeder von der
Gurtspule abgekoppelt wird und ein zweites Federsystem zwischengeschaltet
wird, was platzaufwendig ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Gurtbandaufwickelvorrichtung
bereitzustellen, die den Tragekomfort der Fahrzeuginsassen verbessert,
einfach herzustellen ist und wenig Platz benötigt.
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Zu
diesem Zweck sieht die Erfindung eine Gurtbandaufwickelvorrichtung
mit einer Aufwickelfeder vor, einem Fadengetriebe und einem Untersetzungsgetriebe,
dessen Abtrieb mit einer Gurtspule eines Gurtaufrollers koppelbar
ist, wobei das Fadengetriebe eine Antriebskurvenscheibe und eine
Abtriebsrolle aufweist. Bei einem Gurtbandabzug wird die Drehung
der Gurtspule über
das Untersetzungsgetriebe auf das Fadengetriebe übertragen. Beim Gurtbandabzug
wird die Abtriebsrolle gedreht, weshalb ein Faden, der die Antriebskurvenscheibe
mit der Abtriebsrolle verbindet, auf die Abtriebsrolle aufgewickelt
wird. Dies hat wiederum zur Folge, daß eine Aufwickelfeder vorgespannt
wird. In Abhängigkeit von
der Ausbildung der Antriebskurvenscheibe wird eingestellt, in welcher
Weise die Aufwickelfeder vorgespannt wird. Vorteilhaft ist die variable
Einstellung der wirkenden Federkraft.
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Insbesondere
führt die
Antriebskurvenscheibe zwischen einem Zustand mit maximal aufgewickeltem
Gurtband und maximal abgezogenem Gurtband eine Drehung um weniger
als 360° aus.
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Vorzugsweise
weist die Antriebskurvenscheibe einen Wirkradius auf, der bei zunehmendem Gurtbandabzug
kontinuierlich ansteigt. Das heißt, je mehr Gurtband von der
Gurtspule abgezogen wird, desto weniger Faden wird auf die Abtriebsrolle
aufgewickelt, und desto weniger wird die Aufwickelfeder vorgespannt.
Damit wird die Federkraft, insbesondere wenn bereits viel Gurtband
von der Gurtspule abgezogen ist, bei einem weiteren Gurtbandabzug
nicht wesentlich erhöht.
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Vorzugsweise
verdoppelt sich der Wirkradius mindestens, so daß anfangs die Aufwickelfeder
stark vorgespannt wird und, wenn bereits einiges an Gurtband abgezogen
ist, die Aufwickelfeder weniger vorgespannt wird.
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Vorzugsweise
weist die Aufwickelfeder ein Federherz auf, das mit der Antriebskurvenscheibe gekoppelt
ist. Eine Drehung der Antriebskurvenscheibe bewirkt eine Drehung
des Federherzens und damit die Vorspannung der Aufwickelfeder.
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Insbesondere
berühren
sich die Windungen der Aufwickelfeder nicht, weshalb beim Vorspannen wenig
Reibung auftritt.
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Vorzugsweise
weist die Antriebskurvenscheibe eine Nut zur Führung des Fadens auf, so daß der Faden
sicher an der Antriebskurvenscheibe gehalten ist.
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Insbesondere
weist das Untersetzungsgetriebe ein Eingangs- und ein Ausgangsglied
auf, wobei die Abtriebsrolle mit dem Eingangsglied des Untersetzungsgetriebes
gekoppelt ist. Das Untersetzungsgetriebe untersetzt die Drehung
der Gurtspule, so daß nur
ein Bruchteil der Drehung der Gurtspule auf die Abtriebsrolle übertragen
wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist das Eingangsglied eine Seilscheibe, die mit dem Abtriebsglied
in der Form einer Seilrolle gekoppelt ist. Die Seilscheibe und die
Seilrolle sind mittels eines Seils miteinander verbunden, wobei
die Drehung der Seilrolle, die mit der Gurtspule verbunden ist, über das Seil
auf die Seilscheibe übertragen
wird und dabei die Drehung untersetzt wird.
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Vorzugsweise
ist die Seilscheibe mit einer Führungsnut
für ein
Seil versehen, damit dieses sicher in der Seilscheibe aufgenommen
ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist das Eingangsglied eine Zahnriemenscheibe, die über einen
Zahnriemen mit dem Abtriebsglied in der Form eines Zahnriemenritzels
gekoppelt ist. Bei einem Zahnriemen sind auf der Innenseite ähnlich einer Kette
Zähne aus
Kunststoff angeformt, die in ein spezielles Zahnrad eingreifen.
Vorteil bei dieser Form ist, daß die
Kraftübertragung
keinen Schlupf aufweist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist das Eingangsglied ein Zahnrad, in das das Abtriebsglied in der
Form eines Ritzels eingreift. Die Kraftübertragung zwischen dem Zahnrad
und dem Ritzel erfolgt ohne Schlupf.
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Vorzugsweise
beträgt
die Untersetzung vom Abtriebsglied des Untersetzungsgetriebes zur
Antriebskurvenscheibe etwa 14:1. Die Untersetzung ist dabei so gewählt, daß ein vollständiger Gurtbandauszug
keine vollständige
Drehung der Antriebskurvenscheibe bewirkt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsformen beschrieben, die
in den Zeichnungen dargestellt sind. in den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Seitenansicht auf einen Gurtaufroller mit einer schematisch dargestellten
erfindungsgemäßen Gurtbandaufwickelvorrichtung
und einem Deckel, der durchsichtig dargestellt ist, um die Gurtbandaufwickelvorrichtung
zu zeigen,
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2 eine
Ansicht des Gurtaufroller von 1 in Pfeilrichtung
P,
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3 eine
Explosionsansicht der Bauteile der Gurtbandaufwickelvorrichtung
der 1 und 2 gemäß einer ersten Ausführungsform,
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4 eine 3 entsprechende
Explosionsansicht einer Gurtbandaufwickelvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
und
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5 eine 3 entsprechende
Explosionsansicht einer Gurtbandaufwickelvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform.
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In
den 1 und 2 ist ein Gurtaufroller 10 gezeigt.
Der Gurtaufroller 10 hat eine Gurtspule 12, auf
die Gurtband 14 aufgewickelt bzw. abgezogen werden kann
und die in einem Rahmen 16 aufgenommen ist. Auf der bezüglich 2 rechten Seite ist
eine Gurtbandaufwickelvorrichtung 18 an dem Rahmen 16 angebracht,
die drehfest mit der Gurtspule 12 verbunden ist.
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Die
Gurtbandaufwickelvorrichtung 18 ist in 3 in
einer ersten Ausführungsform
gezeigt, auf die im folgenden eingegangen wird. Die Hauptbestandteile
der Gurtbandaufwickelvorrichtung 18, die in einem Raum
aufgenommen sind, der von einer Schale 26 und einem Deckel 28 gebildet
ist, sind ein Untersetzungsgetriebe 20, ein Fadengetriebe 22 und eine
Aufwickelfeder 24.
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Insbesondere
besteht das Untersetzungsgetriebe 20 aus einem Abtriebsglied 30 und
einem Eingangsglied 34. Das Abtriebsglied 30 ist
in Form einer Seilrolle ausgebildet und mittels einer Lagerplatte 32, die
am Deckel 28 befestigt ist, gelagert. Das Abtriebsglied 30 ist
besonders reibungsarm in der als Spitzenlager ausgebildeten Lagerplatte 32 aufgenommen
und drehfest mit der Gurtspule 12 verbunden, so daß eine Drehung
der Gurtspule 12 eine Drehung des Abtriebsglieds 30 bewirkt.
Dabei ist das Antriebsglied 30 z. B. auf die Gurtspule 12 aufgepreßt (vgl. 2).
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Das
Abtriebsglied 30 ist über
ein Seil 38 mit dem Eingangsglied 34 verbunden,
das als Seilscheibe ausgebildet ist, und eine Führungsnut 40 für das Seil 38 hat.
Das Eingangsglied 34 ist drehbar um eine Achse 36 gelagert,
die an der Schale 26 befestigt ist. Eine Drehung des Abtriebsglieds 30 wird über das Seil 38 auf
das Eingangsglied 34 übertragen,
wobei die Drehung untersetzt wird, da die Durchmesser des Abtriebsgliedes 30 und
des Eingangsgliedes 34 unterschiedlich groß sind.
Das Untersetzungsverhältnis ist
dabei durch Änderung
der Durchmesser des Abtriebs- und/oder des Eingangsgliedes 30, 34 beliebig einstellbar.
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An
das Eingangsglied 34 ist eine Abtriebsrolle 42 gekoppelt,
die ebenfalls drehbar um die Achse 36 gelagert ist und
Teil des Fadengetriebes 22 ist. An der Abtriebsrolle 42 ist
ein Faden 44 befestigt, der bei einem Gurtbandabzug auf
die Abtriebsrolle 42 aufgewickelt wird. Die Abtriebsrolle 42 kann
dabei eine Nut (nicht gezeigt) zur Aufnahme des Fadens 44 haben. Das
zweite Ende des Fadens 44 ist an einer Antriebskurvenscheibe 46 befestigt,
die ebenfalls Teil des Fadengetriebes 22 ist. Die Antriebskurvenscheibe 46,
die drehbar um einen Lagerstift 48 gelagert ist, hat eine
Nut 50, in der der Faden 44 aufgenommen ist. Die
Antriebskurvenscheibe 46 ist ein unsymmetrischer Körper, wobei
der Wirkradius bei zunehmendem Gurtbandabzug kontinuierlich ansteigt.
Beispielhaft ist in 3 ein Radius R1,
der bei geringem Gurtbandabzug wirkt, und ein Radius R2,
der bei einem größeren Gurtbandabzug
wirkt, gezeigt. Der Wirkradius R2 ist dabei
um ein Vielfaches größer als
R1, mindestens jedoch doppelt so groß.
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Der
Lagerstift 48, um den die Antriebskurvenscheibe 46 drehbar
gelagert ist, ist in der Schale 26 und/oder dem Deckel 28 fixiert
und mit einem Federherz 52 der Aufwickelfeder 24 gekoppelt,
so daß die
Aufwickelfeder 24 bei einem Gurtbandabzug vorgespannt wird.
An dem Federherz 52 ist ein Ende der Aufwickelfeder 24 festgelegt,
und das zweite Ende der Aufwickelfeder 24 ist im Deckel 28 festgelegt.
Die Windungen der Aufwickelfeder 24 berühren einander nicht.
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Im
folgenden wird auf die Funktionsweise des Gurtaufrollers 10 mit
der Gurtbandaufwickelvorrichtung 18 eingegangen.
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Wird
das Gurtband 14 von der Gurtspule 12 abgezogen,
so dreht sich das Abtriebsglied 30 ebenfalls in Gurtbandabzugsrichtung
(vgl. Pfeil P in 3). Diese Drehung wird über das
Seil 38 auf das Eingangsglied 34 übertragen,
wobei die Drehung untersetzt wird, da die Durchmesser des Abtriebsgliedes 30 und
des Eingangsgliedes 34 unterschiedlich groß sind.
Bei einer Drehung des Eingangsgliedes 34 dreht sich auch
die Abtriebsrolle 42 in Gurtbandabzugsrichtung. Dabei wird
der Faden 44 auf die Abtriebsrolle 42 gewickelt.
Da der Faden 44 an der Antriebskurvenscheibe 46 befestigt
ist, dreht sich diese, um den Faden 44 freizugeben. Die
Antriebskurvenscheibe 46 hat einen sich ändernden
Wirkradius, der so gewählt
ist, daß die
Antriebskurvenscheibe 46 bei einem anfänglichen Gurtbandabzug mehr
gedreht wird. Die Drehung der Antriebskurvenscheibe 46 wird auf
das Federherz 52 übertragen,
da es mit der Antriebskurvenscheibe 46 gekoppelt ist. Dabei
wird die Aufwickelfeder 24 vorgespannt, und zwar bei einem anfänglichen
Gurtbandabzug mehr, als wenn bereits Gurtband abgezogen ist. Das
heißt,
die auf den Fahrzeuginsassen wirkende Federkraft der Aufwickelfeder 24 steigt
nicht kontinuierlich mit der Gurtbandabzugslänge an. Die Aufwickelfeder 24 wird
mit zunehmendem Gurtbandabzug weniger vorgespannt. Der Federkraftverlauf
kann über
die Ausbildung der Wirkradien der Antriebskurvenscheibe 46 eingestellt
werden.
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Sobald
ein Fahrzeuginsasse den Sicherheitsgurt löst, wird das Gurtband 14 aufgrund
des Drehmomentes der Aufwickelfeder 24 aufgewickelt.
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Die
Antriebskurvenscheibe 46 führt zwischen einem Zustand
mit maximal aufgewickeltem Gurtband 14 und maximal abgewickeltem
Gurtband 14 eine Drehung um weniger als 360° aus, und
die Untersetzung vom Antriebsglied 30 des Untersetzungsgetriebes 20 zur
Antriebskurvenscheibe 46 beträgt etwa 14:1.
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In 4 ist
eine zweite Ausführungsform
der Gurtbandaufwickelvorrichtung 18 gezeigt, die anstelle
der in 3 gezeigten Gurtbandwickelvorrichtung 18 mit
der Gurtspule 12 gekoppelt werden kann.
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Für die aus
der ersten Ausführungsform
bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und
es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Die
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Ausbildung
des Untersetzungsgetriebes 20. 4 zeigt das
Abtriebsglied 30 als Zahnriemenritzel und das Eingangsglied 34 als
Zahnriemenscheibe, wobei das Abtriebsglied 30 und das Eingangsglied 34 über einen
Zahnriemen 54 miteinander verbunden sind. Der Zahnriemen 54 ist
beispielsweise aus Kunststoff und hat auf seiner Innenseite Zähne, die
in das Zahnriemenritzel bzw. die Zahnriemenscheibe eingreifen.
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In 5 ist
eine dritte Ausführungsform
der Gurtbandaufwickelvorrichtung 18 gezeigt, die anstelle
der in 3 gezeigten Ausführungsform mit der Gurtspule 12 gekoppelt
werden kann.
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Wiederum
unterscheidet sich die in 5 gezeigte
Ausführungsform
von der in 3 gezeigten Ausführungsform
in der Ausbildung des Untersetzungsgetriebes 20. Das Abtriebsglied 30 ist
ein Ritzel, das in das Eingangsglied 34 in Form eines Zahnrades
eingreift.
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Die
Abtriebsrolle 42 ist hier einstückig mit dem Zahnrad, also
dem Eingangsglied 34, ausgebildet. Ferner ist die Lagerplatte 32 hier
an der Schale 26 angebracht.