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Die Erfindung betrifft eine verbesserte Gurtspannvorrichtung bzw. ein verbessertes Gurtschloss.
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Gurtspannvorrichtungen werden verwendet, um Ladung auf einem Fahrzeug zu sichern. Auf einem Fahrzeug wird die Ladung mittels Spanngurte oder Zurrgurte stabil gegenüber dem Fahrzeug gesichert. Um die Spanngurte so vorzuspannen, dass die Ladung auf dem Fahrzeug stabil bzw. kraftschlüssig festgehalten werden kann, werden Gurtspannvorrichtungen bzw. Gurtschlösser verwendet. Ein festes Ende des Gurtes ist an der Gurtspannvorrichtung angeordnet. Ein loses Ende des Gurtes wird durch eine Wickelwelle der Gurtspannvorrichtung geführt und anschließend auf der Wickelwelle aufgewickelt, bis der Spanngurt die gewünschte Spannung aufweist. Zum Aufbringen der erforderlichen Spannung wird ein Spannhebel verwendet, der über einen Ratschenmechanismus auf die drehbar gelagerte Wickelwelle wirkt.
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An der Gurtspannvorrichtung kann ein Haken angeordnet sein. Der Haken kann mittels eines Gurtabschnittes an der Gurtspannvorrichtung bzw. am Gurtschloss angeordnet sein. Durch die Wickelwelle kann ein Gurtabschnitt aufgerollt werden, der einen Haken aufweist. Einer der Haken kann an einem Fahrzeug oder an einem Spanngurt mit einem Haken befestigt sein. Sind zwei Haken mittels Gurtabschnitten mit der Gurtspannvorrichtung verbunden, können sie mit einem Gurt mit zumindest einem Haken verbunden sein, um den Gurt zu straffen. Alternativ hierzu kann ein Haken an einem Fahrzeug und der andere Haken kann mit einem Gurt mit einem Haken verbunden sein, wobei der Gurt die Ladung sichert.
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Gurtspannvorrichtungen können eine Kurzhebelratsche, eine Langhebelratsche oder eine Schwerlastratsche aufweisen. Gurtspannvorrichtungen bzw. Gurtspannschlösser sind dem Fachmann bekannt und müssen aus diesem Grund hierin nicht detaillierter beschrieben werden.
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Ein Problem von Gurtspannvorrichtungen des Standes der Technik ist, dass die Spannung des Spanngurtes verloren geht, sobald sich die Ladung setzt bzw. verschiebt. In diesem Fall kann der Spanngurt nicht mehr an der Ladung haften und kann sich von der Ladung lösen. Ferner kann sich ein Haken der Gurtspannvorrichtung vom Fahrzeug oder vom Gurt lösen. Dabei besteht die Gefahr, dass der Spanngurt, die Gurtspannvorrichtung und/oder die Ladung auf die Fahrbahn fällt, wodurch sich ein erhebliches Gefährdungspotential ergibt.
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Die
US 2,946,563 beschreibt eine nachspannende Spanneinrichtung für ein Stahlseil, die an einem Lastwagen zum Transportieren von Holzstämmen angebracht ist, wobei ein Energiespeicher und ein Aufrollmechanismus koaxial angeordnet sind.
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Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine selbsttätig nachspannende Gurtspannvorrichtung zu schaffen, die für Gurte mit einer nahezu beliebigen Breite geeignet ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Gurtspannvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Die Erfindung offenbart auch, dass die Gurtspannvorrichtung ein Gurtspannelement zum Spannen eines Gurtes und einen Energiespeicher umfasst, der das Gurtspannelement, falls die auf den Gurt durch das Gurtspannelement ausgeübte Kraft unter einen Schwellenwert fällt, durch Energieabgabe so bewegt, dass die auf den Gurt ausgeübte Kraft über einen zweiten Schwellenwert steigt. Das Gurtspannelement kann die zuvor erwähnte Wickelwelle sein, auf die der Spanngurt aufgerollt wird. Das Gurtspannelement kann ein beliebiges Element sein, das dazu ausgebildet ist, kraftschlüssig oder formschlüssig mit dem Gurt zusammenzuwirken, um diesen zu spannen.
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Der erste Schwellenwert kann höher als der zweite Schwellenwert sein. Der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert können im Wesentlichen identisch sein. Der Energiespeicher kann beispielsweise elektrische Energie oder mechanische Energie in Form von Verformungsenergie speichern. Die elektrische Energie kann an einen Elektromotor abgegeben werden, der den Gurt mittels des Energie kann an einen Elektromotor abgegeben werden, der den Gurt mittels des Gurtspannelementes nachspannt. Bei dieser Ausführungsform können Sensoren erfindungsgemäße Gurtspannvorrichtung hat den Vorteil, dass der Gurt automatisch nachgespannt wird, wenn sich die Ladung während der Fahrt setzt. Dadurch werden die Betriebssicherheit der Gurtspannvorrichtung sowie des Kraftfahrzeuges, das die Ladung transportiert, und die Sicherheit anderer Verkehrsteilnehmer wesentlich erhöht.
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Das Gurtspannelement kann als Gurtaufrollelement ausgebildet sein, an dem der Gurt aufgerollt wird. Der Energiespeicher kann durch ein formelastisches Element ausgebildet sein. Dadurch wird ein besonders kostengünstiger Energiespeicher bereitgestellt. Das formelastische Element kann eine Feder sein. Federn können kostengünstig hergestellt werden und können die gespeicherte mechanische Energie in Form einer Kraft oder eines Drehmomentes abgeben. Ferner können Federn bei ausreichender Dimensionierung auch rauen Einsatzbedingungen über einen langen Zeitraum standhalten.
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Der Energiespeicher kann durch ein an einer ersten Seite angelegtes Drehmoment vorgespannt werden, das von einer zweiten Seite des Energiespeichers an das Gurtspannelement abgegeben wird. Der Energiespeicher kann eine Spiralfeder, eine Torosionsfeder, ein Torosionsstab, ein elastisches Kunststoffmaterial, ein natürliches oder künstliches Gummimaterial etc. sein.
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Der Energiespeicher kann einen Speicher-Ratschenmechanismus aufweisen, wobei der Engergiespeicher mit einem Drehmoment in einer ersten Richtung vorgespannt wird, das an der ersten Seite angelegt wird, und wobei der Speicher-Ratschenmechanismus dazu ausgebildet ist, dass ein vom Energiespeicher an der ersten Seite in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, abgegebenes Drehmoment zu blockieren.
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Der Speicher-Ratschenmechanismus bewirkt, dass der Energiespeicher an einer ersten Seite durch Drehen in eine erste Richtung vorgespannt wird und so Energie aufnimmt. Der Speicher-Ratschenmechanismus verhindert, dass der Energiespeicher die Energie durch eine Drehung in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, an der ersten Seite wieder abgibt. Ratschenmechanismen sind dem Fachmann bekannt und müssen daher an dieser Stelle nicht weiter beschrieben werden.
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Der Speicher-Ratschenmechanismus kann an der ersten Seite des Energiespeichers angeordnet sein. Der erste Energiespeicher kann an dessen erster Seite an einem Gehäuse der Gurtspannvorrichtung drehbar gelagert sein. Der Speicher-Ratschenmechanismus kann ein Speicher-Ratschenrad aufweisen, das an der ersten Seite des Energiespeichers angeordnet ist. An einem Gehäuse kann ein erster Speicher-Ratschenriegel vorgesehen sein, der mit dem Speicher-Ratschenrad so zusammenwirkt, dass das Speicher-Ratschenrad in die erste Richtung gedreht werden kann und eine Drehung in die zweite Richtung blockiert wird, wenn sich der erste Speicher-Ratschenriegel in seiner Sperrstellung befindet.
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Die Gurtspannvorrichtung kann einen Spannhebel mit einem zweiten Speicher-Ratschenriegel aufweisen, der mit dem Speicher-Ratschenrad so zusammenwirkt, dass, falls der Spannhebel in die erste Richtung bewegt wird, der Energiespeicher in die erste Richtung vorgespannt wird, und dass der Spannhebel in eine zweite, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung im Wesentlichen frei bewegt werden kann. Mittels der Betätigung des Hebels wird der Energiespeicher an seiner ersten Seite durch Drehen vorgespannt. Mittels des Hebels und des Ratschenmechanismuss kann eine erhebliche Verformungsenergie im Energiespeicher gespeichert werden. Der Speicher-Ratschenmechanismus verhindert, dass der Energiespeicher die Energie durch Abgeben eines Drehmomentes bzw. durch eine Drehung an dessen erster Seite in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, abgeben kann.
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Die Gurtspannvorrichtung kann ein Speicher-Antriebsrad aufweisen, das an der zweiten Seite des Energiespeichers angeordnet ist und das das Gurtspannelement antreibt. Im Einsatz wird der Gurt in das Gurtspannelement eingeführt und um das Gurtspannelement gewickelt. Der Spannhebel betätigt den Energiespeicher an dessen erster Seite durch eine Drehung in einer ersten Richtung. Der Energiespeicher gibt das gespeicherte Moment an das Gurtspannelement weiter. Folglich dreht sich das Gurtspannelement und der Spanngurt wird aufgerollt. Sobald der Spanngurt eine Spannung erreicht hat, die die Ladung stabil sichert, dreht sich das Gurtspannelement nicht mehr weiter, wenn der Spannhebel betätigt wird. In diesem Fall wird die durch den Spannhebel aufgebrachte Energie bzw. Kraft im Energiespeicher, beispielsweise als Verformungsenergie, gespeichert. Sobald sich der Gurt lockert, wird ein Teil der im Energiespeicher gespeicherten Energie, beispielsweise in Form mechanischer Energie, an das Gurtspannelement weitergegeben, so dass das Gurtspannelement durch Drehen den Gurt weiter aufrollen kann. Dieser Vorgang kann jedes Mal wiederholt werden, wenn sich der Gurt lockert, solange ausreichend Federspannung vorhanden ist.
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Der erste Speicher-Ratschenriegel und der zweite Speicher-Ratischenriegel können mittels einer Feder in einer Sperrstellung gehalten werden, in der der Speicher-Ratschenmechanismus so arbeitet, wie zuvor beschrieben wurde. Der erste Speicher-Ratschenriegel und/oder der zweite Speicher-Ratschenriegel können in eine Entriegelungsstellung bewegt werden, in der der Gurt vom Gurtspannelement abgerollt werden kann.
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Das Speicher-Antriebsrad und das Speicher-Ratschenrad können koaxial angeordnet sein und zueinander drehbar sein. Der Ausdruck Speicher-Antriebsrad umfasst beispielsweise ein Zahnrad, ein Reibrad und dergleichen. Das Gurtspannelement kann ein Spannelement-Zahnrad aufweisen, das durch das Speicher-Antriebsrad direkt, ein weiteres Zahnrad oder über eine Kette angetrieben wird.
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Um die Drehachse des Speicher-Antriebsrades und des Speicher-Ratschenrades kann eine Spiralfeder angeordnet sein, die das Speicher-Antriebsrad und das Speicher-Ratschenrad verbindet. Dadurch kann der Energiespeicher besonders kostengünstig und platzsparend aufgebaut werden, da das Speicher-Ratschenrad und das Speicher-Antriebsrad auf einer Welle angeordnet werden können. Um diese Welle kann die Feder angeordnet sein, die beispielsweise als Spiralfeder ausgebildet ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren detaillierter beschrieben, die nicht beschränkende Ausführungsformen der Erfindung erläutern. Die Figuren und die zugehörige Beschreibung sind veranschaulichend und nicht beschränkend aufzufassen. Der Schutzbereich der Erfindung wird nur durch die beigefügten Ansprüche definiert.
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Es zeigen:
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1 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht aus einer ersten Richtung;
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2 eine zweite perspektivische Ansicht aus einer anderen Richtung;
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3 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht;
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4 einen Schnitt entlang der Linie A-A der 1;
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5 die teilweise weggeschnittene Seitenansicht gemäß 3, in der eine zweite Schnittline B-B eingezeichnet ist; und
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6 eine teilweise weggeschnittene Draufsicht entlang der Schnittline B-B gemäß 5.
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Gleiche Komponenten werden in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Es wird auf 1 und 2, die perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Gurtspannvorrichtung zeigen, sowie 3 Bezug genommen, die eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht der Gurtspannvorrichtung zeigt. Die Gurtspannvorrichtung 1 weist ein Gurtaufrollelement 2 auf, das im Wesentlichen als Walze mit einem Schlitz 8 durch den Walzenzylinder ausgebildet ist. Durch den Schlitz 8 wird der Gurt eingeführt und anschließend um das Gurtaufrollelement 2 aufgerollt. Am Aufrollelement ist ein Aufroll-Ratschenrad 4 angeordnet, das mit einem Aufroll-Ratschenriegel 6 zusammenwirkt. Befindet sich der Aufroll-Ratschenriegel in der in den Figuren gezeigten Sperrstellung, wird verhindert, dass sich das Gurtaufrollelement bei der in den Figuren gezeigten Darstellung im Uhrzeigersinn bewegt, da am Aufroll-Ratschenrad 4 Nasen 4a ausgebildet sind.
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Das Aufroll-Ratschenrad 4 kann sich bei der in den Figuren gezeigten Darstellung entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen, um den Gurt aufzurollen. Bewegen sich das Gurtaufrollelement 2 und somit das Aufroll-Ratschenrad 4 bei der in den Figuren gezeigten Darstellung entgegen dem Uhrzeigersinn, wird der Aufroll-Ratschenriegel 6 durch die Nasen 4a in seine offene Stellung bewegt, in die er aufgrund eines mit dem Aufroll-Ratschenriegel 6 verbundenen elastischen Element ausweichen kann. Sobald die Nase 4a den Aufroll-Ratschenriegel 6 passiert hat, wird letzterer durch das elastische Element in seine Sperrstellung zurückbewegt, so dass sich das Gurtaufrollelement 2 bei der in den Figuren gezeigten Darstellung nicht im Uhrzeigersinn bewegen kann und der Gurt (nicht gezeigt) nicht abgerollt werden kann.
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Koaxial mit dem Gurtaufrollelement 2 ist ein Aufroll-Zahnrad 5 angeordnet. Das Gurtaufroll-Zahnrad 5 wird durch ein optionales Zwischenzahnrad 12 angetrieben, das auf einer Zwischenzahnradwelle 14 am Gehäuse gelagert ist. An beiden Seiten des Gehäuses 10 kann jeweils ein Aufroll-Zahnrad 5 und ein Zwischenzahnrad 12 vorgesehen sein.
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Das Zwischenzahnrad 12 wird durch ein Speicher-Zahnrad 16, das ein Speicher-Antriebsrad bildet, angetrieben. Durch die Zahnräder und deren Zahnanzahl kann ein beliebiges Übersetzungsverhältnis eingestellt werden, um die Ergonomie zu erhöhen und die am Spannhebel erforderliche Kraft reduzieren. Das Speicher-Zahnrad 16 ist mit einer Spiralfeder 18 verbunden, die den Energiespeicher bildet. Die Spiralfeder 18 ist an ihrem ersten Ende mit einem Speicher-Ratschenrad 20 und an ihrem zweiten Ende mit dem zuvor genannten Speicher-Zahnrad 16 verbunden. Bewegt ein Bediener den Hebel 26 mittels des Griffs 28 vom Gehäuse 10 weg, wird das Speicher-Ratschenrad 20 mittels des zweiten Ratschen-Riegels 22 bei der in den Figuren gezeigten Darstellung entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt und torsionsmäßig vorgespannt.
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Das Speicher-Ratschenrad 20 wirkt auch mit einem ersten Speicher-Ratschenriegel 30 zusammen, der verhindert, dass sich das Speicher-Ratschenrad 20 im Uhrzeigersinn dreht und die Spannung in der Spiralfeder 18 verloren geht. Der erste Ratschen-Riegel 30 und der zweite Ratschen-Riegel 22 werden durch jeweils zumindest ein elastisches Element (nicht gezeigt) in der in den Figuren gezeigten Sperrstellung gehalten. Es versteht sich, dass der erste Speicher-Ratschenriegel 30 in seine geöffnete Position durch die Nase 20a geschoben wird, wenn sich das Speicher-Ratschenrad 20 bei der in den Figuren gezeigten Darstellung gegen den Uhrzeigersinn bewegt. Ebenso versteht es sich, dass der zweite Speicher-Ratschenriegel 22 durch die Nase 20a in seine geöffnete Position verschoben wird, wenn der Hebel 26 zum Gehäuse bewegt wird.
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Die Funktionsweise der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 detailliert erläutert, wobei 4 ein horizontaler Schnitt durch die Gurtspannvorrichtung entlang der durch die Linie A-A in 3 definierten Ebene ist, 5 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht ist, die 3 entspricht und eine Schnittebene entlang der Linie B-B definiert, und 6 eine teilweise entlang der durch die Linie B-B definierten Ebene weggeschnittene Draufsicht ist. Ein Bediener bewegt den Hebel 26 mittels des Griffs 28. Am Hebel 26 ist der zweite Speicher-Ratschenriegel 22 angeordnet, der die Bewegung des Hebels 26 auf das Speicher-Ratschenrad 20 weiterleitet, die auf einer Speicherwelle 32 gelagert ist. Durch die Bewegung des Hebels 26 und mittels des zweiten Speicher-Ratschenriegels 22 wird das Speicher-Ratschenrad 20 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt. Es wird eine Kraft auf die Spiralfeder 18 ausgeübt, da die Spiralfeder 18 mit dem Speicher-Ratschenrad 20 verbunden ist. Das Speicher-Ratschenrad 20 ist mittels einer Speicher-Ratschenrad-Hohlwelle 21 auf der Speicherwelle 32 gelagert.
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Die Spiralfeder 18 ist auch mit dem Speicher-Antriebsrad 16 verbunden, das mittels einer Speicher-Antriebsrad-Hohlwelle 17 auf der Speicherwelle 32 gelagert ist. Die Spiralfeder 18 gibt das durch das Speicher-Ratschenrad 20 abgegebene Drehmoment an das Speicher-Zahnrad 16 weiter. Das Speicher-Zahnrad 16 gibt das Drehmoment auf das optionale Zwischenzahnrad 12 weiter, das über das Aufroll-Zahnrad 5 das Gurtaufrollelement 2 antreibt.
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Das Gurtaufrollelement 2 wickelt den Gurt auf, bis der Gurt so stark gespannt ist, dass ein vorbestimmter Schwellenwert überschritten ist. Sobald der vorbestimmte Schwellenwert überschritten ist, kann das Speicher-Antriebsrad 16 das Gurtspannelement 2 über die Zwischenzahnräder 12 und die Spann-Zahnräder 5 nicht mehr bewegen, da der Gurt so stark gespannt ist, dass er die Drehung des Gurtspannelementes 2 blockiert. Folglich ist auch jegliche Drehung des Speicher-Zahnrades 16 blockiert. Wird das Speicher-Ratschenrad 20 weiterhin durch den Hebel 26 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, wird das durch das Speicher-Ratschenrad 20 an die Spiralfeder 18 angelegte Drehmoment in Verformungsenergie umgewandelt, da die Spiralfeder 18 eine Torsion erfährt. Die Feder 18 kann bis zu ihrer mechanischen Stabilitätsgrenze weiter vorgespannt werden.
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In diesem Zustand ist der Gurt mittels des Gurtspannelementes 2 gespannt. Der Gurt wird in dieser gespannten Position mittels des Spann-Ratschenrades 4, der Nase 4a und des Spann-Ratschenriegels 6 gehalten. Ferner ist die Spiralfeder 18 vorgespannt und wird in dieser vorgespannten Stellung aufgrund des Speicher-Ratschenrades 20, der Nase 20a und des Speicher-Ratschenriegels 30 gehalten.
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Während des Transportes kann sich eine Ladung, die mittels eines an der Gurtspannvorrichtung 1 befestigten Gurtes gesichert ist, setzen oder bewegen. Folglich verliert der Gurt seine ursprüngliche Spannung.
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Sobald der Gurt seine ursprüngliche Spannung verliert, d. h., dass die Spannung unter einen ersten Schwellenwert fällt, ist das Gurtaufrollelement 2 nicht mehr durch den Gurt blockiert und kann sich drehen. Folglich gibt die Spiralfeder 18 Verformungsenergie in Form eines Drehmomentes auf das Speicher-Zahnrad 16 ab, das seinerseits die Zwischenzahnräder 12 und die Spann-Zahnräder 15 dreht, bis der Gurt das Gurtaufrollelement blockiert, d. h. die auf den Gurt ausgeübte Kraft über einen zweiten Schwellenwert steigt. Dieser Vorgang kann wiederholt werden, sobald sich der Gurt nochmals lösen sollte, bis die in der Feder 18 gespeicherte Energie oder Spannung aufgebraucht ist.
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Zur Übersichtlichkeit wurde der Gurt nicht in den Figuren gezeigt. Es versteht sich, dass an einem Ende der Gurtspannvorrichtung 1 ein festes Ende des Gurtes angeordnet sein kann. Das lose Ende des Gurtes kann vom Gurtaufrollelement 2 aufgerollt werden. Ferner kann an einem Ende der Gurtspannvorrichtung ein Haken direkt am Gehäuse 10 oder über einem kürzeren oder längeren Gurtabschnitt befestigt sein. Das Gurtaufrollelement 2 kann einen Gurtabschnitt aufrollen, an dem ein Haken befestigt ist.
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Mittels der erfindungsgemäßen Gurtspannvorrichtung kann sichergestellt werden, dass der Gurt stets korrekt gespannt ist, auch wenn sich die Ladung während des Transportes aufgrund von Vibrationen oder der gleichen setzt bzw. bewegt. Somit stellt die erfindungsgemäße Gurtspannvorrichtung Verkehrsteilnehmern eine höhere Sicherheit bereit, da vermieden wird, dass sich der Gurt und die Gurtspannvorrichtung aufgrund von Vibrationen und einem damit einhergehenden Setzen der Ladung lösen, von einem Kraftfahrzeug herunterfallen und somit für andere Verkehrsteilnehmer ein Sicherheitsrisiko werden. Ferner stellt die erfindungsgemäße Gurtspannvorrichtung sicher, dass die Ladung ausreichend gesichert ist, auch wenn sich die Ladung aufgrund von Vibrationen setzt.
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Das Gurtaufrollelement 2 hält aufgrund des Aufroll-Ratschenrades und des Aufroll-Ratschenriegels 6 den Gurt gespannt, selbst wenn der Energiespeicher, beispielsweise die Feder, defekt sein sollte oder verlorengegangen ist.
