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Sicherheitsgurtgeschirr Die Erfindung betrifft Sicherheitsgurtgeschirre
zur Verwendung von Fahrzeuginsassen, beispielsweise Insassen von Kraftfahrzeugen
und Luftfahrzeugen, und insbesondere trägheitsbetätigte, beschleunigungse.mpfindliche
Sicherheitsgurtgeschirre, die bei Unfällen und dergleichen den Benutzer automatisch
auf seinem Sitz hr-"lten. Sicherheitseinrichtungen dieser Art sind bereits entwickelt
worden und werden in Luftfahrzeugen, Straßen- und Schienenfahrzeugen usw. verwendet.
Bekannte Geschirre sind beispielsweise in den U.S.-Patentschriften 2,845,233 und
3,058,687 beschrieben. Solche Geschirre bestehen in allgemeinen aus einem
Gehäuse und einer Haspel, die &uf
einer Spindel drehbar montiert
ist und auf die ein Gurt automatisch aufgewickelt bzw. von der dieser abgewickelt
wird, wenn sich der Benutzer bewegt; diese Haspel treibt ein federbelastetes Trägheitsglied
an und damit zusammenwiricende Verriegelungsmittel dienen dazu, die Haspel gegen
eine Drehung zu verriegeln, wenn der Gurt, und damit der Benutzer, sich gegenüber
seinem Sitz mit übermäßiger und gefährlicher Beschleunigung bewegt.
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Im Gebrauch ist es allgemein erforderlich gewesen, diese Geschirre
auf die Rückseite des Sitzes zu montieren, oder im Fahrzeug in einer solchen Lage,
daß die spindelgestützte Haspel im wesentlichen horizontal liegt, um dafür zu sorgen,
daß das Geschirr bei der einzestellten Beschleunigung einheitlich arbeitet. Wenn
das Gehäuse des Geschirres vertikal oder geneigt liegt, so daß die Haspel nicht
horizontal 1.#tuft, ändert sich das effel:tive Gewicht des federbelasteten Trägheitsgliedes,
so daß das Geschirr bei einer Rnderen als der eingestellten Beschleunigung arbeitet
und damit unzuverlässig wird, und d,#s ist besonders bei langsameren Fahrzeugen
zu beanstanden, wie Straßenfahrzeugen, Helikoptern usw., wo die g-Einstellung des
Geschirres im allgemeinen niedriger ist als in den meisten Flugzeugen.
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Durch die Erfindung soll ein neuartiges SicherheitSgurtgeschirr verfügbar
gemacht werden, das im Betrieb zuverlässig, ist und mit der Be-Z, schleunigung arbeitet,
für die es eingestellt ist, unabhängig d9von, C> in welcher Lage da.s Geschirr im
Fahrzeug montiert ist.
Durch die Erfindung wird ein neuartiges Sicherheitsgurtgeschirr
der beschriebenen Art verfügbar gemacht, bei dem das Trägheitselement ein Schwungrad
ist, das positiv in axialer'Richtung der Spindel gehaltert ist, so daß es kein Gewicht
auf die Belastungsfeder bringt, wenn die Spindel im Betrieb geneigt ist oder einer
Längsbeschleunigung ausgesetzt ist, so daß die effektive Federspannung jederzeit
im wesentlichen gleich ist, so daß das Geschirr bei der gewünschten Beschleunigung
oder g-Einstellung des Geschirres verriegelt.
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Weiter soll durch die Erfindung ein neuartiges Sicherheitsgurtgeschirr
der beschriebenen Art verfügbar gemacht werden, bei dem Kugeln in abgeschrägten
Aussparungen verwendet werden, um die Verriegelun#isbewegung eines Verriegelungsringes
zu bewirken, der dazu verwendet wird, das Verriegeln des Geschirres herbeizuführen,
bei dem gleichzeitig das Trägheits-Schwungrad Lls Käfig für die Kugeln d- nt, so
daß diese während des Verriegelne zuverlässig arbeiten.
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Schließlich soll durch die Erfindung ein einfaches, robustes Sicherheitsgurtgeschirr
verfügbar gemacht werden, bei dem der Enddruck, der durch das Verriegeln des Gerätes
erzeugt wird, von der Haspelepindel aufgenommen wird und nicht vom Gehäuse des Geschirres,
so daß die Gehäusekonstruktion vereinfacht wird.
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Diese und weitere eler!.-.male und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden 72eschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigens
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einen Schnitt durch ein erfindungsgemhßes Sicherheitsgurtgeschirr; Fig. 2 einen
Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig- 3 einen Schnitt längs der
Linie 3-3 in Fig. 1;
Fig- 3A eine Fi!y. 3 entsprechende
Darstellung der Teile in der Verriegelungsstellung; Fig. 4 einen Schnitt 1.,'jngs
der Linie 4-4 in Fig. 1;
Fig- 5 einen Schi-itt längs der Linie
5-5 in Fig. 1;
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie
6-6 in Fig. 1; und Fig- 7 eine Fig. 1 entsprechende
Darstellung einer etwas abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.
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Das in Figuren 1 - 6 dargestellte Sicherheitsgurtgeschirr besteht
aus einem Rahmen oder Gestell 1, das im wesentlichen U-förmig ist und eine
Basis 11 hat, die mit Befestigern 2 an einem Träger 3 'befestiL-t
werden kann, beispielsweise der Rücklehne des Sitzes, der Decke oder dem Boden des
Fahrzeuges, oder vielleicht an einem Türpfosten, beispielsweise bei Verwendung des
Geschirrs in einem Kraftfahrzeug. Die Innenseiten der Schenkel der Basis
1 weisen Verriegelungsringe 4 und 41 auf, die am Gestell befestigt, beispielsweise
angeschweißt sind. Die Schenkel der Basis 1 und die Verriegelungsringe 4
und 4' sind mit Iausgefluchteten Ylittelöffnungen versehen, in denen Lager
5 bzw. 5' liegen, die eine drehbare Mlittelspindel 6 aufweisen,
die in Form eines Bolzen mit einer Mutter 7 auf dem Gewindeteil dargectellt
ist. Der Kopf des Bolzens oder der Spindel 6 ist bei 8 etwas verbreitert
und bei 9 mit einer Abflachung versehen, um die Haspel 10 an einer
Drehung eegenUber der Spindel 6 zu
hindern, jedoch eine begrenzte
Längsbewegung der Haspel auf der Spindel zuzulassen. Die Haspel 10 weist
einen ringförmigen Endflansch 11 auf, der mit einer Mittelöffnung versehen
ist und die Spindel 6 umfaßt, und der eine angepaßte AbflachunL: aufweist,
die mit der Abflachung 9 der Spindel 6 in Eingriff steht, so daß bei
Drehung der Haspel 10 während des Betriebes sie auch die Spindel
6 in den Lagern 5 und 51 dreht. Die Haspel 10 hat einen
Scheibenflansch 12 am anderen Ende; die Flanschen 11 und 12 sind auf dem
Mittelteil der Haspel 10 beispielsweise rit Iletallzlingen 131 festgelegt.
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Die innere zylindrische Grfnung der Haspel 10 ist etvas
größer als der Bolzen oder die Spindel 6, so daß die 3riden eines
üurtes oder eines !inderen -,ugelementes 13 durch einen L-4ngsschlitz 14
eiiigeführt werden '-.önnen, --ler in der Haspel 10 vorgesehen ist, und einmal
uni die Spindel 6
teldickelt und nach außen gebracht und, wie bei
15 durgestellt, Rn die 1 art des Gurtes 1 j) nngenäht werden
hann, so d-#13 der Gurt an de-- #ipindel 6 und der Haspel 10 so befesti;t
werden Kann, da.3 er um iie letztere herum gewickelt werden kann, wie in Fig. 2
1-Irgestellt ist. Eine S.,)iraleii-i#'u61'eder 16 i2t mit einem Ende an der
hutter 7 befestigt und #-#t Jem aiideren Ende c#inem Federhaus
17, Ins beisnielsweise mit n1 #ebot#c-nen Zun-en 18 befe:-itigt
ist, die durch Öffnun#-en in einem ScLen-3-I:;is 1 hindurc-,hgreifen und
in Schlitze 19 des Verriegelungsringes "' passen. Die Füder 16 ver,ucht,
len Gurt 13 -#uf die Huspel 10
urid der Gurt 13 ist mit dem
('#esciiirr des Benutzer- verbunen, sü .#A ""ewöhnliche Bewegungen de,-- Benatzers
durch Auf- und Abwic#,eln
des Gurtes 13 auf der Haspel
10 durch die Rückwickelfeder 16 zugelassen werden. Vorzugsweise sind
Kunststoffringe 40, beispielsweise aus Polyäthylen, auf der Ilaspel 10 an
den Kanten des Gurtes oder Bandes 13
vorgesehen$ um diese Kanten gel#.,en
Abnutzung im Betrieb zu schützen. Der Haspelendflansch 11 ist mit einer Reihe
winkelmäßig gegeneinander versetzter ?,ugelaufnghmen oder Aussp-#-run'-en 20 versehen,
die verjüngte Teile 21 (vgl. Fi#-uren 3 und 4) zur Äufriahme von l#u,-eln
22 haben. Die Kugeln 22 greifen ferner in ähnliche Aufnahmen oder Aussparunjen 201
eines Kupplungsringes 23, der um die Spindel 6 liegt und in der dargestellten
Ausführungsform mit Zähnen 24 varsehen ist, die formschlüssig in Zähne 241 auf dem
7erriegelungsring 4 eingreifen f'--önnen.- Vorzugsweise besteht der Kupplungsring
23 aus einem leichten 'Werkstoff, wie CD A
Aluminium, und die Kugeln 22 vorzu"jsweise
aus Stahl oder ebenfalls einem leichten vIerk-stoff, beispielsweise ein;3r lklui#iiniumlet:ierulig.
#,in relativ schweres Trä-heitsj-Iied oder Schwungrad 25, beispielsweise
aus -Stahl, liegt ur.,i #.en Flansch 11 und den 23 herum und weist
eine Yiabe 26 auf, die irehb",#r auf einem Lar-er 27 montiert L't, d#-,.s
am Kopf 8 der Blindel 6 befesti,-t ist und zwijehen dern Plansch
11 und dem Verriegeluri_.,srin#; l liegt. Das Sch#xun..r:#--d 25 weist
einen radialen '29 auf, der die äußere Schwun.,ri.dmasse ..iit der llrbe
26 verhindet und mit einer heihe von winkelmä3ig gegeneinander versetzten
kreiaför-!1,#;en Üffnungen 30 versehen ist, die die Zugeln 22 formschlüssig
aufnehmen, wie besonderz in Figuren 1 und 4 ersichtlich ist. Dieser Gteg
dient i.,la Käfig für die 1..u-,eln 22 im Betrieb, so laß, wenr, das SchtrunCr#-#d
25
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gegenüber dem Haspelflansch 33 winkelmiißig versetzt
wird, es dazu dient, die Kugeln 22 die verjüngten Teile 21 der Aussparungen 20 und
201 heraufzuzwingen, so deß der Kupplungsring in LänL-srichtung gegenüber der Spindel
6 ve--rschoben wird, so daß die Zähne 24 in die Zilihne 241 des Verriegelungsringes
4 eingreifen, wie noch erläutert wird.
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Das Scilwun&radluger 27 ist in der dargestellten Ausführungsform
mit einem Radialflansch 28 versehen, der am Verriegeluni-ur-ing 4 anliegt,
und dieser Flansch dient nls Drucklager für iie Nabe 26 des '-cliwungrades
25-Wenn jetzt die Lipindel 6 beispielsweise auf ihr Ende Gestellt wird, wird
das Gewicht des Sil#wurigr#,des 25 von der Ii.-be 26 ?uf deil Lagerflansch
28
oder Puf den Flansch 11 der Ilaspel 10 übertragen, so d#42
das Schwungrad 25 in einer Bewegung in axialer Ric'#itung länGs ti(Ir Spindel
6 gehindert ist. Eine Druck-Belastungsfeder 31 umf##-'3t die I#'abe
26 und ist zwif-cliezi den Kupplungsring 21 und einen Uchnappring
32 ein#_eLlemmt, der auf der 'it-be 21# befesti6t ist. Der Druch dieser Belastungsfeder
31 dient dazu, den 11-upplungsring 23 gegen die'Kugeln 22 zu drängen,
so daß diese norine#lerweise im tiefsten Teil der Aufnahmen 20 und 201 liegen.
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Der Scheibenflansch 12 der Haspel 10 ist in der d;-rge#-tellten
Ausführungsform r-.it einem abgewinkelten Ansatz 33 am Umfang versehen, der
mit dem Verriegelungsring 41 iii kraftschlüs.-igen 1,ont,-kt kofrirnen kann, wie
noch be.- -1-.--iebc-ii -vird. Eine Tellerfeder 394 umf#ißt die Spindel
6 und dr;«,ckt -Leicht am Umfing gegen den Verriegelungsring 4' und am X.ittelteil
den Scheitenflpnsch 12 df,i, Haspel 10, so dziß diese Ilaspel nach &Psehen
in Fig. 1, i-edrän-t wird, wodurch normalerweise
der Flansch
11 leicht gegen die Schulter 42 gedrückt wirdl die zwischen der Abflachung
9 und dem Kopfteil 8 der Spindel 6 gebildet istg und die Schwungradnabe
26 gegen den radialen Lagerflansch 28 hält. Ein Staubschutz
36 mit einem Schlitz 37 zur Aufnahme des Gurtes 13 ist längs
bei 38 gespalten, so daß er leicht über die Verriegelungeringe 4 und 4t geschnappt
werden kann, um die Innenteile des Sicherheitagurtsgeschirrs gegen Staub und Schmutz
zu schützen. Diese Abdeckung ist gewünschtenfalls leicht abzunehmen, indem sie am
Spalt 38 auseinandergezogen wird. Wenn sich der Benutzer im Betrieb auf seinem
Sitz bewegt, wickelt sichder Gurt je nach den Bewegungen auf und ab. Wenn
sich der Gurt bewegt, dreht er die Haspel 10, und da die Feder
31 die Kugeln 22 in den tiefsten Teilen der Aufnahmen 209 201 hält, drehen
sich auch das Schwungrad 259 der Kupplungsring 23 und die Feder
31- Falle der Benutzer jedoch einer übertriebenen Beschleunigung ausgesetzt
ist, wie sie bei Unfällen und dergleichen auftreten, zieht der Benutzer den Gurt
13
aus der Abdeckung 36 heraus, wobei die Beschleunigung des Gurtes
davon abhängt, wie schnell das Fahrzeug verzögert wird. Die Spannung der Belastungsfeder
31 bestinmt die Beschleunigung, bei der das Geschirr verriegelt. Je steifer
diese Feder ist, umso höher ist die Beschleunigung. Wenn angenommen wirdt daß die
Belastungsfeder 31 so%eingestellt ist, daß das Gerät bei 2 g arbeitet,
wird, wenn der Gurt 13 mit einer Beschleunigung von 2 g herausgezogen
wird, die Trägheit des Schwungrades 25 gegen die Spannung der Feder
31 die Kugeln 22 an der Illitdrehung hindern, so daß diese Kugeln aus ihren
Aufnahmen 20 und 201 heraustreten I
und den Kupplungsring
23 nach links, gesehen in Fig. 1, bewegen, so daß die Zähne 24 in
die Zähne 24' im Verriegelungiring 4 eingreifen, wodurch eine weitere Drehbewegung
des Gurtes 13 verhindert wird, so daß der Benutzer auf seinem Sitz festgehalten
wird.
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*Wenn die Belastung des Gurtes nicht zu stark ist, reichen die Zähne
24 und 241 aus, den Gurt an einer weiteren Bewegung zu hindern. Falls die Spannung
des Gurtes 13 jedoch sehr stark ansteigt, wandern die Kugeln 22 weiter aus
den Aufnahmen 20 und 201 heraus, so daß die Haspel 10
insgesamt nach rechts
gedrückt wird, gesehen in Fig. 1, und zwar gegen die Spannung der relativ
steifen Tellerfeder 34, so daß der Winkelvorsprung 33 des Plansches 12 am
Verriegelungsring 41 anliegt, so daß beide Enden der Haspel am Drehen gehindert
werden. In dieser Situation trägt ersichtlich die Spindel 6 die volle Endbelastung
der Verriegelungseinrichtungen, d.h. den Druck des Kupplungsringes 23 gegen
den Verriegelungsring 4 und den Druck des Vorsprunges 33 gegen die Verriegelungsring
V, so daß das Gestell 1 von dieser hohen Belastung entlastet wird und deshalb
relativ leicht konstruiert werden kann, während bei bekannten Gurtgeschirren das
Gehäuse des Geschirrs diese Last aufnehmen mußte, so daß ein außerordentlich starkes
und damit teures Gehäuse erforderlich wurde, was nicht benötigt wird, wenn ein erfindungsgemäßes
Geschirr verwendet wird.
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Da die Xugeln 22 und der Kupplun:,sring 23 leicht aufgebaut
sind, und die U
Belastungsfeder 31 das Gewicht des relativ schweren
Schwungrades 25
nicht aufzunehmen braucht, arbeitet das
Geschirr genau bei dem gewünschten g-Wert, auch wenn das Gehäuse beispielsweise
mit vertikaler oder gegen die Vertikale geneigter Spindel montiert wird, was nicht
der Fall wäre, wenn das Gewicht des Trägheits-Schwungrades 25 von dieser
Feder aufgenommen würde, wie bei bekannten Geschirren. Da die Kugeln 22 vom Schwungrad
25 formschlüssig betätigt werden,*ist die Verriegelungswirkung des erfindungsgemäßen
Geschirre zuverlässigg besonders bei Benutzung in langsameren Fahrzeugen, beispielsweise
Kraftfahrzeugen und anderen Land- oder Wasserfahrzeugen, in denen das Geschirr so
einge-17 stellt wird, daß es bei relativ kleiner Beschleunigung arbeitet. iach der
Verriegelung entriegeln die Federn 31 und 34 automatisch die Haspel, wenn
die Last des Gurtes 13 weggenommen wird, so daß die Haspel in den normalen
Betriebszustnnd zurückgeführt wird.
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Die Ausführungsform nach Fig. 7 ist ähnlich aufgebaut wie die
beschriebene, nur daß sie etwas vereinfacht ist; den Teilen der zunächst beschriebenen
Ausführungsform entsprechende Teile sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ersichtlich sind bei dieser Ausführungsform die Verriegelun"#sringe 4 und 4' weggelassen
worden, Ansätze 41 und-411 an den Schenkeln des Gestells 1 nehmen ihre Stelle
ein. Der Kupplungsring 23 verriegelt direkt gegen den Ansatz 41 am Schenkel
des Gestells 1, und auch der Winkelvorsprung 33 verriegelt direkt
gegen den Ansatz 41' am Gestell 1, so daß die Konstruktion vereinfacht wird.
Weiter ist das Geschirr kompakter aufgebaut, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist.
Die Nabe 261 des Schwungrades 25 ist verkürztp und diese verkürzte
Nabe wird mit einem Schnappring 39 an Ort und Stelle gehalten,
der
auf dem Kopfteil 8 des Bolzens 6 sitzt. Der Betrieb dieses Geschirrs
ist ähnlich dem nach der ersten Ausführungsform. Es soll jedoch darauf hingewiesen
werden, daß bei den dargestellten Ausführungsformen zwar Zähne 24 und 241 als Verriegelungsmittel
verwendet wurden, solche Zähne brauchen jedoch nicht verwendet zu werden und die
Bremsflächen oder Eingriffsflächen des Kupplungsringes 23 und des Verriegelungsringes
4 können aufgerauht oder gerändelt oder sogar ziemlich glatt ausgebildet werden,
und trotzdem arbeitet das Geschirr. In ähnlicher Weise können die einander gegenüberliegenden
Flächen des Ansatzes 33 und des Verriegelungsringes 41 gerändelt oder aufgerauht
sein, wenn das gewünscht wird. Ersichtlich ist ilso die relativ hohe Trägheit des
Schwungrades 25 im Gebrauch durch den Lagerflansch 28 gemäß Fig.
1 oder den Schnappring 39
gemäß Fige 7 an einer axialen Bewegung
gehindert, aber frei, zu drehen und auf die Kugeln 22 einzuwirken. Der Vorte
1 dieser Konstruktion besteht darin, daß das Verhältnis der Systemträgheit,
d.h. das Schwungrad 25, zur Federmasse, d.h. dem VerHegelungsring
23 und den Kugeln 22, hoch ist und die Achsenempfindlichkeit des Sicherheitsgurtgeschirrs
verringert, so daß kleinere Beschleunigungseinstellun,en des Geschirrs mögc; lich
sind.