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Die
Erfindung betrifft einen Gurtstrafferantrieb für einen Sicherheitsgurt, mit
mehreren Antriebskörpern,
die von einem Antriebsmittel beschleunigt werden können, und
mit einem Antriebsrad, das von den beschleunigten Antriebskörpern in
Drehung versetzt wird, wobei das Antriebsrad gebildet ist von einer
Mitnehmerscheibe, die um eine Mitnehmerdrehachse drehbar ist, und
von einer Klemmscheibe, die um eine Klemmscheibendrehachse drehbar
ist. Die Erfindung betrifft außerdem
einen Gurtaufroller mit einer Gurtspule und einem derartigen Gurtstrafferantrieb.
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Ein
derartiger Gurtstrafferantrieb ist beispielsweise in der
DE 203 00 429 U1 gezeigt.
Bei diesem Gurtstrafferantrieb werden Massekörper in Form von Stahlkugeln
in einem Rohr beschleunigt und treffen nach Austreten aus dem Rohr
auf das Antriebsrad. Dabei klemmen sich die Kugeln im Antriebsrad zwischen
der Klemmscheibendrehachse und der Mitnehmerdrehachse fest, wodurch
dieses in Drehung versetzt wird. Ein Problem der bekannten Gurtstrafferantriebe
besteht darin, die Kugeln wieder aus dem Antriebsrad zu entfernen.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Gurtstrafferantrieb der
vorgenannten Art zu schaffen, bei dem sich die Antriebskörper auf
einfache Weise wieder aus dem Antriebsrad lösen lassen, ohne daß dieses
dadurch zu stark abgebremst wird.
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Zu
diesem Zweck ist bei einem Gurtstrafferantrieb der eingangs genannten
Art vorgesehen, daß die
Mitnehmerachse schräg
zur Klemmscheibenachse verläuft.
Als Folge der Winkelstellung der Achsen hat der Mitnahmeraum zwischen
der Mitnehmerscheibe und der Klemmscheibe, in dem die Antriebskörper mit
dem Antriebsrad in Kontakt kommen, einen im Verlauf des Umfangs
veränderlichen
Querschnitt. Durch die Drehung des Antriebsrads werden die Antriebskörper automatisch
aus einem engeren Bereich, in dem die Antriebskörper am Antriebsrad festgeklemmt
sind und daher eine Energieübertragung
von den Antriebskörpern
an das Antriebsrad stattfinden kann, in einen weiteren Bereich befördert, in
dem die Antriebskörper
wieder vom Antriebsrad freigegeben werden.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
ausführlich
beschrieben. Dabei wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen,
in welchen zeigt:
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1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;
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2 einen Querschnitt durch
den Gurtaufroller aus 1 entlang
der Ebene II in 1;
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3 eine Explosionsdarstellung
des Gurtaufrollers aus 1;
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4 eine Ansicht eines Gurtstrafferantriebs
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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5 eine Seitenansicht des
Gurtstrafferantriebs aus 4;
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6 eine Explosionsdarstellung
des Gurtstrafferantriebs aus 4;
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7 einen Längsschnitt
durch den Gurtstrafferantrieb aus 4 entlang
der Linie VII in 5;
und
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8 einen Querschnitt durch
den Gurtstrafferantrieb aus 4 entlang
der Linie VIII in 7.
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In 1 ist ein Gurtaufroller 10 mit
einer Gurtspule 12, die in einem Rahmen 14 drehbar
gelagert ist, und einem Gurtstrafferantrieb 13 zu sehen. Die
Gurtspule 12 besteht aus einem Wickelkern 16, an
dessen Stirnseiten Flansche ausgebildet sind. Einer der Flansche
ragt durch eine Lageröffnung 18 (siehe 2) im Rahmen 14 und
bildet eine Mitnehmerscheibe 20, die eine Ebene m definiert
und um eine Mitnehmerdrehachse M drehbar ist. Die Mitnehmerdrehachse
M ist dabei identisch mit der Drehachse der Gurtspule 12 und
steht senkrecht auf der Ebene m der Mitnehmerscheibe 20.
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Zusammen
mit einer Klemmscheibe 24 bildet die Mitnehmerscheibe 20 ein
Antriebsrad 22. Die Klemmscheibe 24 hat die Gestalt
einer Scheibe, die eine Ebene k definiert und in deren Mitte eine
Lagerkugel 30 ausgebildet ist. Sie weist eine Gleitfläche 26 und
eine Klemmfläche 28 auf
und ist um eine Klemmscheibendrehachse K drehbar, die senkrecht
zur Ebene k steht. Der Mittelpunkt der Lagerkugel 30 liegt
am Schnittpunkt zwischen der Klemmfläche 28 und der Klemmscheibendrehachse
K.
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Die
Lagerkugel 30 ist einerseits an einer Ausnehmung 34 in
der Mitnehmerscheibe 20 und andererseits an einem Gehäuseblech 36 gelagert,
welches am Rahmen 14 angebracht ist und das Antriebsrad 22 umgibt.
Dadurch ist die Klemmscheibe 24 um den Mittelpunkt der
Lagerkugel 30 schwenkbar.
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Das
Gehäuseblech 36 dient
außerdem
der Befestigung eines Antriebsrohrs 38, welches das Antriebsrad 22 zu
einem großen
Teil seines Umfangs umgibt und ein Antriebsmittel für in dem
Antriebsrohr 38 untergebrachte Antriebskörper bildet.
Als Antriebskörper
sind in der vorliegenden Ausführungsform
Stahlkugeln 40 vorgesehen, die in bekannter Weise von einem
pyrotechnischen Treibsatz beschleunigt werden können, um durch eine Austrittssöffnung 42 am
Ende des Antriebsrohrs 38 austreten zu können. Das
Antriebsrohr 38 ist so angeordnet, das die Austrittsöffnung 42 in
einen zwischen der Klemmfläche 28 und
der Mitnehmer scheibe 20 gebildeten Mitnehmerkanal 46 mündet, in
dem die Stahlkugeln 40 aufgenommen werden können, sobald
sie aus dem Antriebsrohr 38 austreten.
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Im
Gehäuseblech 36 ist
weiterhin eine Ausformung 44 vorgesehen, an der die Gleitfläche 26 der Klemmscheibe 24 anliegt,
so daß die
Klemmscheibendrehachse K gegenüber
der Mitnehmerdrehachse M schräg
verläuft,
also gekippt ist (siehe den Winkel α in 2). Daher weist der Mitnehmerkanal 46 im
Verlauf des Umfangs des Antriebsrades 22 keinen gleichbleibenden
Querschnitt auf. Vielmehr ist der Querschnitt an dem als Perigäum 48 bezeichneten Punkt
des Umfangs am geringsten, wo die Ausformung 44 an der
Klemmscheibe 24 anliegt. Am gegenüberliegenden Apogäum 50 hingegen
ist der Querschnitt des Mitnehmerkanals 46 am größten.
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Zur
Auslösung
eines Gurtstraffvorgangs wird das Antriebsmittel aktiviert, wodurch
die Stahlkugeln 40 beschleunigt werden und durch die Austrittsöffnung 42 austreten.
Die Stahlkugeln 40 treten dann in den Mitnehmerkanal 46,
und zwar im Bereich des Perigäums 48,
so daß sie
zwischen der Mitnehmerscheibe 20 und der Klemmscheibe 24 eingeklemmt werden.
Dabei findet durch Reibung oder durch Verformung der Scheiben eine
Kraftübertragung
an das Antriebsrad 22 statt, wodurch die Gurtspule 12 in Drehung
versetzt wird, um gegebenenfalls loses Gurtband aufzurollen.
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Durch
die Drehung des Antriebsrads 22 werden die Stahlkugeln 40 weiter
transportiert in Richtung des Apogäums 50, wo der Mitnehmerkanal 46 einen
größeren Querschnitt
aufweist. In diesem Bereich werden die Stahlkugeln 40 von
der Mitnehmerscheibe 20 und der Klemmscheibe 24 freigegeben, so
daß sie
das Antriebsrad 22 verlassen und dadurch Platz machen für nachrückende Stahlkugeln 40.
Dabei hängt
es von der Verformbarkeit der Scheiben und der Antriebskörper und
von dem Kippwinkel zwischen der Klemmscheibendrehachse K und der
Mitnehmerdrehachse M ab, in welchem Winkelbereich die Stahlkugeln 40 im
Mitnehmerkanal 46 festklemmen, d.h. wie weit sie von dem
Antriebsrad mitgenommen werden.
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Zwischen
der Mitnehmerscheibe 20 und der Klemmscheibe 24 befindet
sich vorzugsweise auch noch ein Auswurfkeil 52, der bezüglich des
Antriebsrades 22 drehfest am Rahmen 14 befestigt
ist. Dieser Auswurfkeil 52 unterstützt dabei den Auswurf der Stahlkugeln 40 im
Bereich des Apogäums 50.
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Da
die Stahlkugeln 40 das Antriebsrad 22 verlassen,
nachdem sie es in Drehung versetzt haben, ist die Gurtspule 12 nach
dem Straffvorgang nicht blockiert. Daher ist eine Kupplung zwischen dem
Gurtstrafferantrieb und der Gurtspule 12 nicht erforderlich.
Die Lagerung der Klemmscheibe 24 durch die Lagerkugel 30 vermindert
in vorteilhafter Weise Geräusche
und Reibung während
der Drehung des Antriebrads 22 bei einem Straffvorgang.
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In
den 4 bis 8 ist ein Gurtstrafferantrieb 113 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zu sehen, bei dessen Beschreibung für bereits bekannte
Bauteile um 100 erhöhte
Bezugszeichen verwendet wurden. Für eine bessere Übersicht
sind in den Zeichnungen Gehäuseteile
und Bestandteile eines anzutreibenden Gurtaufrollers weggelassen.
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Das
Antriebsrad 122 des Gurtstrafferantriebs 113 besteht
wiederum aus einer Mitnehmerscheibe 120 und einer Klemmscheibe 124.
Die Mitnehmerscheibe 120 sitzt auf einem Wellenfortsatz 112,
der mit einer Gurtspule verbunden oder ein Teil derselben sein kann.
Die Mitnehmerscheibe 120 besitzt auf ihrer zur Klemmscheibe 124 weisenden
Seite ein an die Antriebskörper 140 angepaßtes ausgerundetes Profil.
Ein selbiges Profil besitzt auch die Klemmscheibe 124 auf
ihrer Klemmfläche 128.
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Auf
der gegenüberliegenden
Seite 126 der Klemmscheibe 124 ist ein Wellenfortsatz 130 vorgesehen,
mit dem die Klemmscheibe 124 in einem nicht dargestellten
Gehäuse
des Gurtstrafferantriebs 113 gelagert ist. Dabei ist die
Klemmscheibe 124, wie in 8 zu
sehen ist, so gelagert, daß die
Klemmscheibendrehachse K gegenüber
der Mitnehmerdrehachse M gekippt ist. Außerdem befindet sich zwischen der
Mitnehmerscheibe 120 und der Klemmscheibe 124 ein
Auswurfkeil 152.
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Die
Winkelstellung der Drehachsen von Mitnehmerscheibe 120 und
Klemmscheibe 124 ergibt wiederum einen im Verlauf des Umfangs
des Antriebrades 122 veränderlichen Querschnitt des
Mitnehmerkanals 146, wobei durch das Profil der Klemmscheibe 124 und
der Mitnehmerscheibe 120 besonders vorteilhaft der Kontakt
zwischen dem Antriebsrad 122 und den Antriebskörpern 140 hergestellt
werden kann.
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Die
Funktion des Gurtstrafferantriebs 113 entspricht im übrigen derjenigen
des Gurtstrafferantriebs 13 der vorbeschriebenen Ausführungsform
eines Gurtaufrollers.