DE1506619B1 - Selbstsperrender Gurtaufroller für Sicherheits-Anschnallgurte von Personenbeförderungsmitteln - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller für Sicherheits-Anschnallgurte von Personenbeförderungsmitteln, mit einer in einem Gehäuse gelagerten unter Federspannung stehenden Welle, auf die der Gurt aufrollbar ist, und einem an einem Wellenende exzentrisch gelagerten trägen Sperrglied, das bei einer vorbestimmten Drehbeschleunigung der Welle in Abrollrichtung des Gurtes eine nach außen gerichtete Bewegung erfährt und gegen Anschläge am Gehäuse stößt, wobei das Sperrglied eine kurvenförmige Ausnehmung mit mindestens einem weiteren Anschlag aufweist, in die ein auf dem Wellenende sitzender Ansatz eingreift, der bei einer Relativbewegung zwischen Welle und Sperrglied als Anschlag für das Sperrglied dient, nach Patentanmeldung P 14 56 115.0-22.

Gegenstand der Hauptpatentanmeldung bildet ein selbstsperrender Gurtaufroller der vorbeschriebenen Gattung, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß das Sperrglied eine kurvenförmige Ausnehmung mit mindestens einem weiteren Anschlag aufweist, in die ein auf dem Wellenende befindlicher Ansatz eingreift, der bei einer Relativbewegung zwischen Welle und Sperrglied als Anschlag für das Sperrglied dient. Auf diese Weise ist es möglich, die ganze Vorrichtung gemäß der Hauptpatentanmeldung mit einer Mindestzahl von Einzelteilen zu fertigen. Infolge der wenigen Einzelteile liegen auch nur wenige Lager- und Reibungsstellen vor, was der langen Betriebstüchtigkeit des Gerätes und damit der Sicherheit für die Benutzer zugute kommt. Der Gurtaufroller nach der Hauptpatentanmeldung ist unempfindlich gegen Staub und Schmutz. Im übrigen kann der Gurtaufroller nach der Hauptpatentanmeldung in einfacher Weise aus Stahlblechteilen und der erforderlichen Welle gebaut werden.

Der Gurtaufroller nach der Hauptpatentanmeldung weist ein Sperrglied auf, das als im wesentlichen kreisförmige, indifferent gelagerte Scheibe ausgebildet ist, die eine Unwucht aufweist. Bei einer Ausführungsform nach der Hauptpatentanmeldung beschreibt die kurvenförmige Ausnehmung des Sperrgliedes mit ihrem äußeren Umfang im wesentlichen die Bahn einer Evolvente, ausgehend vom Mittelpunkt des Sperrgliedquerschnittes, wobei die kurvenförmige Ausnehmung jedoch nur einen Teil der Evolvente erfaßt und ungefähr halbmondförmig gestaltet ist, und zwar mit Abmessungen, die dem Querschnitt des Ansatzes der Welle entsprechen, wenn der Ansatz in dem halbmondförmigen Abschnitt der kurvenförmigen Ausnehmung von der einen in die andere Endstellung verschoben wird.

Die Erfindung bezweckt die Verbesserung oder weitere Ausbildung des Gegenstandes nach der Hauptpatentanmeldung. Durch die Erfindung soll ein selbstsperrender Gurtaufroller geschaffen werden, welcher ohne Einbuße an Funktiönstüchtigkeit in seiner technischen Gestaltung, insbesondere in der Ausbildung des Sperrgliedes noch einfacher und dadurch noch wirtschaftlicher herstellbar ist, eine günstige Befestigungsmöglichkeit besitzt und eine geringe Baubreite aufweist.

Ausgehend von einem selbstsperrenden Gurtaufroller der eingangs beschriebenen engeren Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit dem scheibenförmigen Sperrglied im Eingriff stehende Ansatz der Welle im Querschnitt einen Kreisabschnitt darstellt, welcher von einer in der Nähe der Mittellinie des Kreises verlaufenden Parallelen zur Kreismittellinie begrenzt wird, und die kurvenförmige Ausnehmung in radialer Richtung des Sperrgliedes der größten Höhe des Ansatzes senkrecht zur abflachenden Parallelen im Querschnitt ent-

sprechende Form aufweist, welche in den Endstellungen der Form des Ansatzes angepaßt ist, wobei sich die äußere Begrenzungslinie der kurvenförmigen Ausnehmung aus einem Kreisbogen um den Mittelpunkt des Sperrgliedes und zu den Enden hin aus Kreisbögen um den Mittelpunkt des Wellenquerschnittes der Welle bei in der jeweiligen Endstellung befindlichem Ansatz zusammensetzt und die innere Begrenzungslinie aus einem 90 Grad überdeckenden Kreisbogen um den Mittelpunkt des Sperrgliedes, an den sich Geraden von der halben Länge der den Ansatz im Querschnitt begrenzenden Parallelen zur Mittellinie anschließen, gebildet ist, und daß die Anschlagfläche und die Vorsprungfläche mit den Seitenflächen des Sperrgliedes einen rechten Winkel bilden. Auf diese Weise läßt sich die Form der kurvenförmigen Ausnehmung leicht in das Sperrglied hineinarbeiten und auch der in dieser Ausnehmung gleitbewegliche Ansatz einfacher herstellen.

Die besondere Anordnung und Ausarbeitung der Anschlagflächen und der Vorsprungsflächen in Verbindung mit der Formgebung der kurvenförmigen Ausnehmung im Sperrglied, durch welche das Bewegungsgesetz bei Auslenkung des Sperrgliedes vorgeschrieben ist, verhilft dem Sperrglied zu einem optimalen Anschlag, der der Forderung nach einer sicher funktionierenden starren Verbindung zwischen der Welle und dem U-Profil des Gehäuses in hohem Maße gerecht wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge aus Zähnen eines an sich bekannten innen verzahnten Zahnkranzes gebildet sind, der an dem U-förmigen Gehäuse angeordnet ist. Diese Ausbildung gestattet die rationelle Herstellung und Befestigung einer Vielzahl von Anschlägen.

Eine weitere Ausführungsform eines selbstsperrenden Gurtaufrollers ist dadurch gekennzeichnet, daß sich die Welle, das Sperrglied, die Anschläge, der Ansatz, der Vorsprung u. dgl. in einem einstückigen Gehäuse befinden. Dies bietet die Möglichkeit, den Teilen des Gurtrollers mit einem einzigen Gehäuse Schutz gegen die verschiedensten äußeren Einflüsse, wie z. B. Stöße oder Staub, zu gewähren, die Zahl der Vorrichtungsteile aber nur um ein Stück zu vermehren.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen bei abgenommenem Gehäuse:

F i g. 1 eine Ansicht des Gurtauf rollers in Richtung auf die Seite, an der sich das Sperrglied befindet,

Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1, wobei ein Teil des Gurtaufrollers im Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1 veranschaulicht ist,

F i g. 3 eine Ansicht der Welle,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3,

F i g. 5 eine Ansicht auf das mit dem Sperrglied im Eingriff befindliche Ende der Welle und

F i g. 6 ein Sperrglied in der Draufsicht.

Der selbstsperrende Gurtaufroller besteht im wesentlichen aus einem die Einzelteile tragenden U-förmigen Gehäuse 1, einer Welle 2, einer Aufwickelfeder 3 und einem Sperrglied 4. Zur Befestigung des Gehäuses 1 an einer geeigneten Stelle im Innern des Beförderungsmittels dient eine mit Gewindebohrungen 5 α versehene Verstärkungsplatte 6 zur Aufnahme kräftiger Schraubenbolzen. Der ganze Gurtaufroller befindet sich in einem hier nicht dargestellten weiteren Gehäuse.

Das U-förmige Gehäuse 1 wird durch einen U-förmig gebogenen Blechabschnitt gebildet und weist eine Basis la und zwei Schenkel Ib und Ic auf, die rechtwinklig an die Basis 1 α anschließen. In der Basis 1 α befinden sich Durchganglöcher 5 b für Schraubenbolzen. Ungefähr in der Mitte jedes Schenkels Ib, Ic sind Bohrungen9, 10 angeordnet. Diese Bohrungen dienen als Lager für die Enden der Welle 2. An dem Schenkel 1 b des Gehäuses 1 sind außen vier Anschläge 11 vorgesehen, die symmetrisch längs der Umfangslinie eines gedachten Kreises um den Mittelpunkt der Bohrung 9 herum angeordnet sind, wie es sich aus F i g. 1 ergibt. Die Anschläge 11 sind durch aus der Ebene des Schenkels 1 b herausgedrückte Blechabschnitte gebildet, die dadurch entstanden sind, daß das Blech an den betreffenden Stellen an drei Seiten eines Rechtecks eingeschnitten worden ist.

Die Anschlagfläche der Anschläge schließt mit dem Schenkel 1 b einen Winkel von 90 Grad ein.

Die Welle 2 ist länger als der Abstand zwischen den Schenkeln 1 b und 1 c und ragt infolgedessen auf jeder Seite mit Endteilen über die Schenkel hinaus.

Die Welle 2 besitzt einen Längsschlitz 13 mit einem an einer Wellenseite befindlichen Ansatz 13 a, der den Querschnitt des Längsschlitzes nach außen hin erweitert und sich an den Stirnseiten des Längsschlitzes verjüngt, so daß er an deren Scheitelpunkt verschwindet. Durch den Längsschlitz 13 hindurch nimmt die Welle das Gurtende auf und hält es fest. Auf der Seite der Aufwickelfeder 3 weist die Welle 2 einen angedrehten Ansatz 12 auf, der mit einem Querschlitz zum Festhalten des inneren Endes der schneckenförmig gebogenen als Bandfeder ausgebildeten Aufwickelfeder 3 versehen ist. Das äußere Ende der Aufwickelfeder 3 wird in nicht dargestellter bekannter Weise an geeigneter Stelle befestigt, beispielsweise an einer Schraube 7. Die Aufwickelfeder 3 übt ihre Kraft in der Weise aus, daß die Welle 2 bestrebt ist, sich in Aufwickelrichtung zu drehen (in F i g. 1 im Uhrzeigersinn), d. h., der nicht dargestellte Gurt, dessen Ende mittels des Längsschlitzes 13 mit der Welle 2 verbunden ist, kann nur gegen den Widerstand der Aufwickelfeder 3 von der Welle 2 abgezogen werden.

Auf der Seite des Sperrgliedes 4 ragt die Welle 2 mit ihrem vollen Durchmesser über die Bohrung 9 hinaus, jedoch ist dieses Ende der Welle 2 in besondere Weise zugerichtet, und zwar in einer Form, die sich insbesondere aus F i g. 5 ergibt. Die Stirnfläche der Welle ist danach zu mehr als der Hälfte weggenommen, so daß nur ein durch eine Parallele zur Mittellinie des Kreisquerschnitts der Welle 2 begrenzter Kreisabschnitt im Querschnitt verbleibt und einen vorspringenden Ansatz 15 am Wellenende ergibt. Auf der Stirnseite der Welle 2 befindet sich neben dem Ansatz 15 noch eine Bohrung 16, die den Zylinderstift 17 (F i g. 1) aufnimmt.

Das Sperrglied 4, welches sich im einzelnen aus F i g. 6 ergibt, hat eine kreisförmige Grundgestalt; in der Mitte ist eine Bohrung 18 vorgesehen, welche auf den Zylinderstift 17 am zugehörigen Ende der Welle 2 aufgesteckt wird. Das Sperrglied 4 weist am Umfang eine in F i g. 6 rechts gelegene im wesentlichen dreieckförmige Aussparung auf, die sich aus der statischen Auswuchtung des Sperrgliedes ergibt und durch die Unterbrechung der Umfangslinie durch

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zwei im Winkel zueinander stehende gerade Linien die Anschläge 11 in einem solchen Abstand vom

19 gebildet wird. Die eine Linie 19 geht über einen Querschnittsmittelpunkt der Welle 2 angeordnet sind,

Vorsprung 20 mit radial verlaufender Kante 21 in die daß sie außerhalb des in diesem Zustand umlaufen-

Umfangslinie über, wodurch eine Anschlagsfläche als den Vorsprunges 20 des Sperrgliedes 4 bleiben, geht

Gegenstück zu den Anschlägen 11 entsteht. Die An- 5 der Aufwickelvorgang unbehindert vonstatten,
schlagfläche der Kante 21 liegt senkrecht zur Ebene Wenn sich nun die Person, die mit dem Sicher-

des Sperrgliedes 4, damit sich ein flächiges Anliegen heitsgurt angeschnallt ist, in ihrem Sitz nach vorn

zwischen dem Vorsprung 20 und dem jeweiligen An- beugt oder sonstwie von der Rückenlehne wegbe-

schlag 11 ergibt, deren Anschlagfläche durch doppelt wegt, wird der Gurt von der Welle 2 gegen die Kraft

gekrümmtes Herausbiegen aus dem Schenkel des io der Feder 3 abgewickelt, wobei sich die Welle 2 ge-

U-Profils ebenfalls mit der Ebene des Sperrgliedes maß Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. So-

oder des Schenkels des U-Profils einen Winkel von fern die Drehbeschleunigung der Welle 2 während

90° einschließt. des Abwickeins unterhalb eines bestimmten Grenz-

Im Umkreis der Bohrung 18 weist das Sperrglied 4 wertes bleibt, drehen sich Welle 2 und Sperrglied 4 in

eine kurvenförmige Ausnehmung 22 auf, deren Ge- 15 der aus Fig. 1 ersichtlichen Relativstellung links

stalt der Form des zugehörigen Endes der Welle 2 herum, und die Kante 21 des Vorsprunges 20 bleibt

entspricht, und zwar des vorstehenden Ansatzes 15 wiederum innerhalb des von den Anschlägen 11 um-

dieser Welle, jedoch mit dem größenmäßigen Unter- schriebenen Bereiches, so daß dem Drehen der Teile

schied, daß sich der Ansatz 15 in der Ausnehmung 22 nichts entgegensteht.

bewegen kann. Die Bahn der Bewegung umkreist die 20 Sobald die Drehbeschleunigung einen bestimmten Bohrung 18 zu einem Teil und läßt zwei Endstellun- Grenzwert erreicht, bewegt sich das Sperrglied gemäß gen zu. Um dies zu ermöglichen, ist die innere Be- der ihr durch die Form ihrer Ausnehmung, welche grenzungslinie 22 α der Ausnehmung 22 mit einem das Wellenende umfaßt, vorgeschriebenen Bahn relamittleren Abschnitt von halbkreisförmig um den Mit- tiv zur Welle 2 und exzentrisch aus ihrer ersten Endtelpunkt des Sperrgliedes verlaufender Gestalt verse- 25 stellung, der Normallage, in die zweite Endstellung, hen, und an diesen halbkreisförmigen Abschnitt in der das Sperrglied so weit radial vom Mittelpunkt schließen sich zu den Enden der Ausnehmung hin des Kreisquerschnittes der Welle 2 ausgelenkt ist, daß Geraden mit der halben Länge der das Wellenende ihre Anschlagfläche bzw. Kante 21 gegen dieselbe im Querschnitt begrenzenden Parallelen zur Mittelli- eines der Anschläge 11 stößt und damit den Stillstand nie des Kreisquerschnitts der Welle an. 30 der Welle 2 infolge Sperrung bewirkt. Die Größe der

Die gleichermaßen stetige äußere Begrenzungslinie Drehbeschleunigung, bei der die Auslösung der Sper-

22 b der Ausnehmung 22 ist ebenfalls aus einem rung erfolgt, ist abhängig von der Rückstellkraft der halbkreisförmig um den Mittelpunkt des Sperrgliedes Feder 23 und aller zwischen Welle 2 und Sperrglied 4 verlaufenden Mittelteil und an den Enden aus Kreis- auftretenden Reibungen.

bögen um den Mittelpunkt des Wellenquerschnitts 35 Sobald die Beschleunigung des Gurtabzuges groß bei in der jeweiligen Endstellung befindlichem Ansatz genug ist und eine Drehbeschleunigung der Welle er-15 zusammengesetzt. zeugt, die die stabile Endstellung der Welle 2 und Die Art und Weise, wie das Sperrglied 4 auf dem Sperrglied 4 in der Normallage auflöst, bewegt sich zugehörigen Wellenende sitzt, ergibt sich aus Fig. 1. der Ansatz 15 der Welle2 in der Ausnehmung 22 Danach ist die Achse der Welle2 gegen die Achse 40 nach rechts (Fig. 1). Durch die besondere Formgedes Zylinderstiftes 17 und damit gegen den Mittel- bung der Teile geschieht eine von der Drehbewegung punkt des scheibenförmigen Sperrgliedes 4 versetzt, der Welle 2 unabhängige Drehbewegung des Sperrso daß das Sperrglied 4 exzentrisch auf der Welle 2 gliedes 4 um den Zylinderstift 17, und zwar im Uhrlagert. Welle und Sperrglied sind durch eine aus zeigersinn, obwohl die Drehrichtung der Welle 2 und Draht gebogene Feder 23 miteinander verbunden, 45 auch die übergeordnete Drehrichtung des Sperrglie- und zwar steckt das innere Ende der als Bogenfeder des 4 im Gegenuhrzeigersinn verlaufen. Das Ergebnis ausgebildeten Feder 23 in einer Querbohrung 24 der ist ein Heraustreten des Vorsprunges 20 mit der Welle 2, während das äußere Ende der Feder 23 in Kante 21 des Sperrgliedes 4 über dessen inneren Beeinem Loch 25 des Sperrgliedes 4 — in der Nähe des wegungskreis und damit in den Bereich der An-Vorsprunges 20 — angreift. Die Spannung der Feder 50 schlage 11 hinein. Die Kante 21 schlägt sofort gegen

23 wirkt derart, daß das Sperrglied 4 bestrebt ist, die den nächsten Anschlag an, wodurch das Sperrglied 4 in F i g. 1 gezeigte Stellung zur Welle 2 bzw. zu deren ruckartig zum Stehen kommt. Im Bruchteil einer Se-Ende mit dem Ansatz 15 einzunehmen. Die Feder 23 künde schlägt nun auch das Wellenende mit dem dient zur Festlegung derjenigen Drehbeschleuni- stumpfen Ende seines Ansatzes 15 gegen das entspregungsgröße der Welle 2, bei welcher die Blockierung 55 chende Ende der Ausnehmung 22 an, und die ausgelöst wird, und nach Entlastung des Gurtes zur Welle 2 ist ebenfalls ruckartig blockiert. In den Fäl-Zurückverbringung des Sperrgliedes 4 in deren Aus- len größerer Drehbeschleunigung beim Abziehen des gangs- oder Normallage. Gurtes liegt das Wellenende mit seinem Ansatz 15 so-

Das Zusammenwirken der Teile geschieht fol- wieso gleich in der zweiten Endstellung — in F i g. 1

gendermaßen: Auf der Welle 2 ist ein nicht darge- 60 rechts — an. Nur im unmittelbaren Bereich des

stelltes Gurtband in einer Mehrzahl von Windungen Grenzwertes der Drehbeschleunigung ist dies nicht

aufgewickelt, und zwar unter der Kraft der Aufwik- immer der Fall.

kelfeder 3. Beim Aufwickeln dreht sich die Welle 2 Bei vollständiger Entlastung des Gurtes und damit gemäß F i g. 1 in Uhrzeigerrrichtung. Dabei liegt die Wegfall der Anschlagreibung zwischen der Kante 21 Endkante des Ansatzes 15 des Wellenendes in dem 65 und dem betreffenden Anschlag 11 springt das Sperrzugehörigen Ende der Ausnehmung 22 des Sperrglie- glied 4 nach etwa 1/4 Umdrehung der Welle 2 im des 4 an. Somit dreht sich beim Aufwickeln auch das Uhrzeigersinn unter der Wirkung der Bogenfeder 23 Sperrglied 4 gemäß F i g. 1 in Uhrzeigerrichtung. Da in ihre Ausgangslage gemäß F i g. 1 zurück, worauf-

hin entweder das Aufwickeln des Gurtes oder ein weiteres Ausziehen unterhalb der Grenzbeschleunigung erfolgen kann.

Die Blockierung des Gurtes geschieht bei jeder beliebigen Ausziehlänge. Auch Zugrichtungen am Gurt,

die schräg zur Längsachse des Beförderungsmittels verlaufen, lösen den Gurtaufroller aus, sofern der Gurt in einem gewissen Abstand von der Welle 2 in üblicher Weise über einen Umlenkbeschlag geführt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

209 523/35

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Selbstsperrender Gurtaufroller für Sicherheits-Anschnallgurte von Personenbeförderungsmitteln, mit einer in einem Gehäuse gelagerten unter Federspannung stehenden Welle, auf die der Gurt aufrollbar ist, und einem an einem Wellenende exzentrisch gelagerten tragen Sperrglied, das bei einer vorbestimmten Drehbeschleunigung der Welle in Abrollrichtung des Gurtes eine nach außen gerichtete Bewegung erfährt und gegen Anschläge am Gehäuse stößt, wobei das Sperrglied eine kurvenförmige Ausnehmung mit mindestens einem weiteren Anschlag aufweist, in die ein auf dem Wellenende sitzender Ansatz eingreift, der bei einer Relativbewegung zwischen Welle und Sperrglied als Anschlag für das Sperrglied dient, nach Patentanmeldung P 14 56 115.0-22, dadurch gekennzeichnet, daß der so mit dem scheibenförmigen Sperrglied (4) im Eingriff stehende Ansatz (15) der Welle (2) im Querschnitt einen Kreisabschnitt darstellt, welcher von einer in der Nähe der Mittellinie des Kreises verlaufenden Parallelen zur Kreismittellinie begrenzt wird, und die kurvenförmige Ausnehmung (22) in radialer Richtung des Sperrgliedes (4) der größten Höhe des Ansatzes (15) senkrecht zur abflachenden Parallelen im Querschnitt entsprechende Form aufweist, welche in den Endstellungen der Form des Ansatzes (15) angepaßt ist, wobei sich die äußere Begrenzungslinie (22 b) der kurvenförmigen Ausnehmung (22) aus einem Kreisbogen um den Mittelpunkt des Sperrgliedes (4) und zu den Enden hin aus Kreisbögen um den Mittelpunkt des Wellenquerschnittes der Welle (2) bei in der jeweiligen Endstellung befindlichem Ansatz (15) zusammensetzt und die innere Begrenzungslinie (22 a) aus einem 90 Grad überdeckenden Kreisbogen um den Mittelpunkt des Sperrgliedes (4), an den sich Geraden von der halben Länge der den Ansatz (15) im Querschnitt begrenzenden Parallelen zur Mittellinie anschließen, gebildet ist, und daß die Anschlagfläche (11 a) und die Vorsprungsfläche (21) mit den Seitenflächen des Sperrgliedes (4) einen rechten Winkel bilden.

2. Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (11) aus Zähnen eines an sich bekannten innen verzahnten Zahnkranzes gebildet sind, der an dem U-förmigen Gehäuse (1) angeordnet ist.

3. Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Welle (2), das Sperrglied (4), die Anschlage (11), der Ansatz (15), der Vorsprung (20)

u. dgl. in einem einstückigen Gehäuse befinden.