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Auf Beschleunigungen ansprechende Sperrvorrichtung für die Aufwickelrolle
eines Anschnallgurtes Die Erfindung bezieht sich auf eine auf Beschleunigungen ansprechende
Sperrvorrichtung für die Aufwickelrolle eines Anschnallgurtes. Es ist eine Sperrvorrichtung
für die Aufwickelrolle eines Anschnallgurtes bekannt, welche auf Drehbeschleunigungen
der Aufwickelrolle beim Abspulen des Gurtes anspricht. Hierbei ist auf einer Gurtrolle
ein Gurt aufgewickelt. Wirkt plötzlich eine Kraft auf den Gurt, so ergibt sich eine
Relativbewegung zwischen einem Sperrad und der Gurtrolle. Diese Relativbewegung
dient zur Verstellung eines Hebels, der eine Schwenkwelle freigibt und über eine
Anzahl weiterer Teile bewirkt, daß eine Klinke in das Sperrad eingreift. Diese Sperrvorrichtung
besitzt den Nachteil, daß sie nur auf Drehbeschleunigungen der Aufwickelrolle anspricht.
Dies bedingt, daß der Gurt bei auftretenden Stößen um einen bestimmten Betrag von
der Rolle abgezogen werden muß. Da der sich abspulende Teil der Gurte nie genau
bestimmt werden kann, ist eine volle Funktionssicherheit dieser Vorrichtung nicht
gewährleistet. Es ist durchaus möglich, daß der Gurt um einen zu großen Teil abspult,
so daß die damit angeschnallte Person so weit freigegeben wird, daß sie auf Teile
des Fahrzeuges aufschlägt.
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Es ist weiterhin eine Sperrvorrichtung für eine Aufwickelrolle für
einen Anschnallgurt bekannt, die eine das Sperrad der Rolle arretierende federbelastete
Klinkenanordnung aufweist. Beim Auftreten linearer Beschleunigungen wird diese Klinkenanordnung,
die durch weitere Klinken in ihrer Ruhelage gehalten wird, infolge der Ortsveränderung
einer trägen Masse freigegeben und springt so in die Sperrstellung: Diese Sperrvorrichtung
wirkt also nur beim Auftreten linearer Beschleunigungen. Die Sperrvorrichtung selbst
bzw. ihr Freigabemechanismus ist relativ kompliziert aufgebaut und weist eine Anzahl
von Klinken und Federn auf, die eine Funktionssicherheit der Anordnung beeinträchtigen.
Insbesondere findet eine Auslösung nicht statt, wenn die auftretenden linearen Stöße
senkrecht zur möglichen Verschiebungsrichtung der trägen Masse auftreten. In diesem
Fall ist also die durch den Gurt gesicherte Person ungeschützt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile
zu vermeiden; insbesondere spricht die erfindungsgemäße Sperrvorrichtung sowohl
auf lineare Beschleunigungen als auch auf Drehbeschleunigungen der Aufwickelrolle
des Gurtes an. Bei einem Versagen der Sperrvorrichtung beim Auftreten linearer Beschleunigungen
spricht die Sperrvorrichtung dann immer noch auf die Drehbeschleunigungen der Aufwickelrolle
an. Weiterhin zeichnet sich die Sperrvorrichtung durch einen relativ einfachen Aufbau
aus, denn die Auslösung der die Aufwickelrolle feststellenden Klinke erfolgt bei
beiden Beschleunigungsarten über die gleichen Elemente.
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Bei einer auf Beschleunigungen ansprechenden Sperrvorrichtung für
die Aufwickelvorrichtung eines Anschnallgurtes mit einer das Sperrad der Rolle fest-"stellenden
federbelasteten Klinkenanordnung, welche beim Auftreten linearer Beschleunigungen
infolge der Ortsveränderungen ihrer trägen Masse in Sperrstellung springt, wird
erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Klinke über eine keilförmige Ausnehmung durch
einen Stift in bekannter Weise in Ruhestellung gehalten wird, wobei der Stift auf
einem um die Rollenachse drehbaren pendelförmigen Hebel angeordnet ist, auf dem
weiterhin eine Drehmasse angeordnet ist, die über Zahnräder mit der Aufwickelrolle
so verbunden ist, daß der pendelförmige Hebel durch auf sie wirkende lineare Beschleunigungen
und Drehbeschleunigungen der Aufwickelrolle bzw. der Drehmasse aus seiner die Klinke
verriegelnden Ruhelage gedreht wird.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel
zeigt, näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Schnittbild der Aufwickelrolle
von oben gesehen, F i g. 2 eine Seitenansicht der Aufwickelrolle, F i g. 3 ein Teilschnittbild
der Sperrvorrichtung, F i g. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 der F i g. 1, F
i g. 5 einen Schnitt wie F i g. 4, wobei die Verriegelungsklinke in der eingerasteten
Stellung dargestellt ist, F i g. 6 einen Schnitt wie F i g. 4 und 5, der die Betätigung
der Handverriegelung darstellt, F i g. 7 einen Querschnitt nach Linie 7-7 der F
i g. 1, F i g. 8 einen Teillängsschnitt durch die Sperrvorrichtung, F i g. 9 eine
Teildarstellung einer Einzelheit der Sperrvorrichtung.
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Der rechte Gehäuseabschnitt des Gehäuses 12 enthält eine Spiralfeder
30, deren inneres Ende an der Achse der Rolle 20 befestigt ist. Das äußere
Ende der Spiralfeder 30 ist an dem Gehäuse 12 z. B. durch eine Schraube
31 befestigt. Die Feder 30 ist so mit Bezug auf die Trommel
20 angeordnet, daß die Rolle (F i g. 7) bei Drehung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn
den Gurt 28 von der Rolle abwickelt und die Feder 30 aufgewickelt wird. Dadurch
wird die Feder gespannt. Sobald die Kraft von dem Gurt wegfällt, dreht die Feder
die Rolle 20 im Uhrzeigersinn und wickelt den Gurt auf die Rolle auf. Die
Feder 30 übt eine nahezu konstante Spannkraft auf den Gurt 28 aus, wenn dieser von
der Rolle 20 abgezogen wird. In dem linken Teil des Gehäuses 12 ist ein Trägheitssperrmechanismus
38 angeordnet, der in Kombination mit der bereits beschriebenen Anordnung den Hauptsteuerteil
der Vorrichtung bildet. Dieser Mechanismus enthält ein Sperrad 41, welches mit einem
Ansatz der Rolle 20 fest verbunden ist, den Trägheitsmechanismus 50 bis
59, die automatische Riegelklinke 60 und die dazugehörigen Teile
60 bis 69 sowie die Handriegelklinke 71 mit den dazugehörigen Teilen 72 bis
79.
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Aus der Seite des Gehäuses 12, die den linken Gehäuseabschnitt abdeckt,
steht eine Welle 70 hervor, die einen Handriegel 71 drehbar trägt.
Auf der Welle 70 ist ein unter Federkraft stehender Griff 80 zum Drehen mit der
Hand befestigt. Die Drehung erfolgt entweder direkt oder indirekt durch einen Seilzug
od. dgl. Der Handgriff 80 wird in seine Lage nach F i g. 2 durch eine Blattfeder
82 gedrückt, die an dem Handgriff 80 in der Nähe des Drehpunktes befestigt ist und
an einen Zapfen 84 anschlägt, der ausder-Seite 12a des Gehäuses hervorsteht und
als Anschlag des Griffes 80 im Uhrzeigersinn wirkt. Vorzugsweise wird der Handgriff
80 durch eine biegsame Verbindung betätigt, deren Steuerung und Feststellung
an einer entfernten Stelle angeordnet ist, die für den Flugzeugführer oder irgendeine
andere Person geeignet ist, die die Riegelvorrichtung benutzt.
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Die grundsätzliche Wirkung der Sperrvorrichtung besteht darin, die
Rolle 20 unter gewissen Bedingungen zu verriegeln, um ein weiteres Ausziehen der
Anschnallgurte 28 zu verhindern, gleichzeitig aber die Drehung der Rolle 20 zuzulassen,
wenn die Person, die den Sicherheitsgurt trägt, sich normal bewegt. Diese doppelte
Funktion wird durch die Benutzung des Sperrades 41 ermöglicht, welches an einem
ersten axialen Ansatz 43 der Rolle 20 befestigt ist und sich mit diesem dreht. Wie
aus den F i g. 4, 5 und 6 ersichtlich, ist das Sperrad so gestaltet und angeordnet,
daß es eine Drehung im Uhrzeigersinn (abwickeln) der Rolle 20 zuläßt, auch wenn
die Klinke 60 oder die Klinke 71 mit dem Sperrad im Eingriff stehen, um eine Drehung
der Rolle entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zu verhindern (F i g. 5 und 6). Die
beiden Verriegelungsvorrichtungen, die Klinke 60 und die Klinke 71, die eine Drehung
des Sperrades entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verhindern, arbeiten unabhängig
voneinander und dienen dazu, die Rolle 20 gegen ein Abwickeln automatisch oder von
Hand festzustellen.
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Die selbsttätige Riegelklinke 60 kann durch eine Bjattfeder
65 in Eingriff mit dem an der Rolle montierten Sperrad 41 durch zwei getrennte Bedingungen
gedrückt werden. Die erste dieser Bedingungen besteht in dem Auftreten eines bestimmten
Ausmaßes an Drehbeschleunigung in der Rolle 20. Die zweite besteht in dem Auftreten
eines Stoßes oder dem plötzlichen Auftreten außerordentlicher negativer Beschleunigungen
etwa in der Längsachse des Fahrzeuges, so daß eine sitzende Person heftig in die
Gurte geworfen wird, wenn das Fahrzeug sehr rasch verzögert wird. Die Größe der
Beschleunigung, die notwendig ist, um die selbsttätige Riegelklinke 60 auszulösen,
kann durch die Auslegung der Vorrichtung bestimmt werden.
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Die Riegelklinke 60 ist schwenkbar auf einer Welle 63 angeordnet,
die den linken Gehäuseabschnitt 12 durchquert und die durch fluchtende Lagerbohrungen
in dem Ende 12a des Gehäuses und der linken senkrechten Trennwand 24 desselben gehalten
ist. Aus F i g. 4 ist erkennbar, daß die Klinke 60 im Uhrzeigersinn durch eine Blattfeder
65 um den Schwenkpunkt 63 herum gedrückt wird. Die Blattfeder legt sich gegen das
obere Ende der Klinke 60. Die Druckfeder 65 ist dem einen Ende in einem diametralen
Schlitz eines drehbaren Haltezapfens 66 befestigt, der in eine Bohrung der Gehäusetrennwand
24 eingeschraubt oder eingesetzt sein kann. Durch leichte Drehverstellung des Zapfens
66 wird die Druckkraft der Feder 65 gesteigert oder vermindert. An der unteren Nokkenkante
67 der Klinke 60 ist eine kleine Ausnehmung 68 vorgesehen, in die ein Stift
57 a einfällt, der in Längsrichtung aus dem unteren Schenkel eines pendelförmigen
Hebels 57 hervorsteht, der von einem zweiten Ansatz 52 der Rolle
20 geringeren Durchmesserrs -hdiäbhärigt und an diesem montiert ist. Ebenso
wie ein Pendel hängt der Hebel 57 von der Rolle 52 herab und ist mit Bezug auf den
Rollenansatz drehbar.
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Wie später noch zu erläutern ist, drückt die Feder 65 die Klinke 60,
sofern der Stift 57 a durch irgendeine Kraft aus der Ausnehmung 68 austritt,
im Uhrzeigersinn (F i g. 5), so daß die Zähne des Sperrades 41 erfaßt werden. Die
Sperrklinke 60 kann aus dem Sperrad 41 durch Drehung des Lösefingers 73 im Uhrzeigersinn
ausgehoben werden, der ebenfalls auf der Welle 70 angeordnet ist. Wie aus
F i g. 3 erkennbar, ist der Lösefinger 73 vertikal fluchtend mit dem Hebel 57 angeordnet,
und da der Hebel 57 durch die Drehung des Lösefingers 73 im Uhrzeigersinn
berührt wird (F i g. 5), stößt der Stift 57 a an die untere Kante 67 der selbsttätigen
Sperrklinke 60 an und verdreht die Sperrklinke 60, wodurch diese aus dem Sperrad
41 ausgehoben wird und ermöglicht, daß der Stift 57a selbst in die Klinkenausnehmung
68 (F i g. 6) eingreift.
Wie insbesondere aus F i g. 6 erkennbar,
bewegt die Drehung der Griffwelle 70 im Uhrzeigersinn nicht nur den Lösefinger 73,
sondern auch die Handriegelklinke 71, die in die Zähne des Sperrades 41 eingreift
und eine Drehung des Sperrades und der Rolle 20 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn
verhindert. Solange die Welle 70, die die Riegelklinke 71 trägt, in verdrehter Lage
wie in F i g. 6 gezeigt verbleibt, bleibt die Rolle 20 gegen eine Abwicklung
verriegelt. Sobald die Klinke 71 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verdreht wird,
kann das Sperrzahnrad sich in jeder Richtung frei drehen. Um eine Drehung der Rolle
20 im Uhrzeigersinn zu ermöglichen, während die Rolle von Hand verriegelt
ist, ist eine Feder 75 an der Oberfläche des Lösefingers 73 vorgesehen und so angeordnet,
daß sie die Riegelklinke 71 im Uhrzeigersinn um die Welle 70 dreht. Eine Drehung
der Klinke über die Enden der Feder 75 hinaus wird durch einen Anschlagzapfen 76
verhindert, der an dem einen Ende der Klinke 71 anschlägt.
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Der Handgriff 80 muß in Riegellage gehalten werden, um die Riegelklinke
71 auf der Stelle festzuhalten, und zwar z. B. durch einen Handgriff und einen Riegel
hierfür, der an dem anderen Ende eines Seiles befestigt ist, welches den Handgriff
80 betätigt.
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F i g. 8 zeigt in erster Linie den Trägheitsmechanismus. Auf dem Ansatz
52 der Rolle 20 ist ein erstes Stirnzahnrad 56 angeordnet, welches etwa den gleichen
Durchmesser besitzt, wie das Sperrad 41. Auf dem gleichen Ansatz
52 der Rolle 20 ist der bereits erwähnte pendelförmige Hebel 57 angeordnet,
der auf die Welle 52 mit einer solchen Toleranz aufgepaßt ist, daß er lediglich
von der Welle 52 getragen wird und sich nicht mit dieser dreht. Der Hebel 57 wird
in seiner Lage auf der Welle 52 durch eine mit Preßsitz aufgepaßte Scheibe 58 gehalten,
die sich an dem Ende der Welle 52 anlegt und verhindert, daß dei Hebel 57 von dem
Ende der Welle abfällt.
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In einer Mittelbohrung des Hebels 57 unter dem Umfang des ersten Zahnrades
56 ist eine Lagerhülse 53 b angeordnet. Die Hülse ist genau in die Öffnung eingepaßt
und bildet ein festes, stabiles Lager zui Lagerung einer Welle 53, die eine Drehmasse
51 an einem Ende trägt, sowie ein zweites kleines Zahnrad 50 an dem anderen
Ende. Das zweite Zahnrad 50
steht im Eingriff mit den Zähnen des ersten Zahnrades
56, so daß die Drehung des ersten Zahnrades 56 eine Drehung des zweiten Zahnrades
50 hervorruft.
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Während des normalen Betriebes der Vorrichtung, das ist, wenn die
Rolle 20 mit normaler Geschwindigkeit beim Ausziehen des Gurtes 28 gedreht
wird, drehen sich das zweite Zahnrad 50 und die Drehmasse 51 ebenfalls infolge des
Eingriffes in das erste Zahnrad 56. Wird dagegen die Massenträgheit der Drehmasse
51 infolge einer stärkeren Drehbeschleunigung des ersten Zahnrades 56 größer, dann
versucht das zweite Zahnrad 50 sich entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn am
Umfang des ersten Zahnrades in Richtung seiner Drehung zu bewegen. Dies wird durch
die Pendelanordnung des Hebels 57 möglich. Wenn der Hebel 57 auf diese Weise um
seinen Drehpunkt verdreht wird, wird der Stift 57 a aus der Ausnehmung 68 der Sperrklinke
60 ausgelöst, und die Klinke kommt in Eingriff mit dem Sperrad 41.
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Die Sperrvorrichtung arbeitet ohne Rücksicht auf die Richtung des
Abzuges des Gurtes 28 von der Rolle, sobald eine gewisse Drehbeschleunigung an dei
Rolle auftritt. Die Fähigkeit der Sperrvorrichtung, auf mehrere Abspulrichtungen
anzusprechen, ist nicht von der Lage der Vorrichtung abhängig. Die Vorrichtung umfaßt
dagegen die Merkmale einer nur in einer Richtung arbeitenden Vorrichtung, wenn diese
so angeordnet ist, daß eine Ebene durch die Schwenkachse des Hebels 57 senkrecht
zur Längsachse des Fahrzeuges verläuft und die rechte Seite des Mechanismus (F i
g. 4) vorwärts liegt. Aus der F i g. 4 ist erkennbar, daß, sofern die rechte Seite
dieser Figur in Vorwärtsrichtung eines Flugzeuges liegt, eine plötzliche Verzögerung
in der Vorwärtsrichtung die Masse in Schwingung versetzen würde. (Diese besteht
aus dem Hebel 57, dem Zahnrad 50 und der Drehmasse 51, die entgegen dem Uhrzeigersinn
um den Mittelpunkt der Drehung verschwenkt würden, wodurch der Stift ausgelöst würde
und der selbsttätige Sperriegel 60 in das Sperrad 41 einfallen würde.) Es
wurde festgestellt, daß eine rasche Aufnahme des Gurtes von der Rolle 20, begleitet
durch ein plötzliches Stoppen der Gurtaufnahme, die Sperrklinke 60 auslöst. Dies
ergibt sich aus der Trägheit der Drehmasse 51 zusammen mit dem zweiten Zahnrad 50,
welches nicht zuläßt, daß die Drehmasse so schnell wie die Rolle 20 stehenbleibt.
Wenn die Rolle 20 ihre Drehung im Uhrzeigersinn (F i g. 4) plötzlich aufhört, so
hat das zweite Zahnrad 50 die Tendenz, die Drehung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn
fortzusetzen und entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um den Umfang des ersten Zahnrades
56 herumzulaufen, wodurch der Stift 57a, wie bereits beschrieben, ausgehoben wird.
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In Fällen, in denen diese Form der automatischen Verriegelung nicht
zweckmäßig erscheint, kann eine Entriegelungsvorrichtung, wie sie in F i g. 9 dargestellt
ist, der bereits vorhandenen Vorrichtung hinzugefügt werden. Auf den Nabenflansch
51a der Drehmasse 51 wird eine radial nach außen ragende Feder 95 aufgeklemmt,
und das eine Ende der Feder ragt in einen Hohlraum 91 eines Anschlages 90, der auf
der Welle 70 fest montiert ist, und zwar fluchtend mit und in dergleichen Ebene
wie die Nabe 51 a der Drehmasse 51. Der Hohlraum 91 besitzt zwei senkrechte
Stufen 92 und 93, wobei die Stufe 93 tiefer in dem Hohlraum liegt als die Stufe
92. Dreht sich die Drehmasse 51 abhängig von der Auszugdrehung der Rolle (in F i
g. 9 im Uhrzeigersinn) so wird die Feder 95 so gedreht, daß sie auf die tiefe Stufe
93 weist. Sucht der Hebel 57 sich so zu drehen, daß der Stift 57a
ausgelöst wird, so kann er dies frei ausführen, weil die Feder 95 in Richtung auf
die Stufe 93 ausweichen kann. Eine Aufwickeldrehung der Rolle indessen ergibt eine
Drehung der Drehmasse 51 (F i g. 4) im Gegenuhrzeigersinn, so daß das Ende der Feder
95 angehoben wird und an die Stufe 92 des Hohlraumes anstößt. Dadurch kann eine
rasche Drehverzögerung der Rolle beim Aufwickeln des Gurtes 28 das zweite Zahnrad
nicht veranlassen, um den Umfang des ersten Zahnrades herumzulaufen und die Rolle
zu blockieren, weil die Feder 95, die nunmehr an der Stufe 92 anstößt, eine Drehung
des Hebels 57 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verhindert.