DE1556816C3 - Gurtspule für einen Sicherheitsgurt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gurtspule für einen Sicherheitsgurt, mit einem Gehäuse, in dem eine Wikkeltrommel koaxial mit einem durch Druckmittel linear in einem Zylinder bewegbaren Kolben angeordnet ist, der mit einer mit der Wickeltrommel gekoppelten Übertragungseinrichtung mit einer Mutter und einer Gewindestange zur Umwandlung der linearen Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Wickeltrommel gekoppelt ist.

Durch die USA.-Patentschrift 30 96 957 ist eine Gurtspule für einen Sicherheitsgurt bekannt, bei der in einem zylindrischen Gehäuse eine Wickeltrommel drehbar gelagert ist, die ein Innengewinde aufweist, in das eine Gewindestange eingreift, die mit einem Kolben versehen ist, der in einem koaxial zu der Wickeltrommel angeordneten Zylinder durch ein Druckmittel bewegbar ist. Die Gurtspule dient zum Aufwickeln eines Haltegurtes, z. B. für einen Piloten in einem Flugzeug. In Notfällen ist es erforderlich, daß der Gurt vor Herausschleudern des Pilotensitzes äußerst festgezogen wird, um sicherzustellen, daß der Pilot mit dem Sitz verbunden bleibt. Im Notfall wird der Kolben durch ein Druckmittel, erzeugt durch einen kleinen Sprengsatz, betätigt; die mit ihm verbundene Gewindestange wandelt die lineare Bewegung des Kolbens durch Eingreifen in das Innengewinde der Wickeltrommel in eine Drehbewegung der Wickeltrommel um, so daß der Gurt straff gezogen wird.

Diese bekannte Gurtspule hat den Nachteil, daß der Kolben über die Gewindestange und das Innengewinde in der Trommel immer mit dieser in Wirkungsverbindung steht, so daß bei Bewegungen der Wickeltrommel, wenn also z. B. der Pilot sich in seinem Sitz bewegt, auch der Kolben in seinem Zylinder bewegt wird. Dadurch verschleißen sich die Dichtungen des Kolbens insbesondere dann, wenn die Zylinderflächen nicht in kostenaufwendiger Weise äußerst fein bearbeitet sind, und darüber hinaus wird auch die aus der Gewindestange und dem Innengewinde bestehende Übertragungseinrichtung zur Umwandlung der linearen Bewegung des Kolbens in die Drehbewegung der Wickeltrommei verschleißen. Dieser Verschleiß erhöht das Risiko im Notfall. Darüber hinaus besteht der Nachteil, daß bei teilweise angezogenem Gurt auch der Kolben bereits einen Teilhub ausgeführt hat, so daß bei Einleitung des Druckmittels, das in der Regel nur ein begrenztes VoIumen hat, nicht mehr die hohen Anfangsdrücke erreicht werden, was eine schnelle Anfangsbeschleunigung und damit ein schnelles Festziehen des Gurtes gewährleistet. Schließlich besteht auch der Nachteil, daß durch Bewegungen der Gurtspule der Kolben in dem Zylinder bewegt wird, dieser aber einen geschlossenen Raum darstellt, so daß die Bewegungen der Gurtspule gehemmt werden.

Durch die USA.-Patentschrift 30 77 324 ist eine Gurtspule für einen Sicherheitsgurt bekannt, die praktisch den gleichen Aufbau hat, wie die zuvor beschriebene bekannte Gurtspule, sich jedoch darin unterscheidet, daß die Gewindestange nicht fest mit dem Kolben verbunden ist. Bei Drehungen der Gurtspule kann sich daher die Gewindestange frei hin und her bewegen, während der Kolben immer seine Ausgangsstellung einnimmt. Bei Betätigung des Kolbens im Notfall führt dieser zunächst einen Leerhub aus, wenn er auf die Gewindestange aufschlägt. Durch diesen Schlag entstehen extrem hohe Beschleunigungen und damit Punktbelastungen in dem mit Kugeln versehenen Gewindetrieb, so daß die Gefahr von Brüchen erhöht ist. Hinzu kommt der Nachteil, daß der Druck hinter dem Kolben bei Auftreffen auf die Gewindestange bereits wesentlich abgesunken ist, so daß nur noch relativ geringe Energie zur Beschleunigung der Gurtspule zur Verfugung steht. Ein Teil dieser Energie wird sogar noch durch den Aufschlag des Kolbens auf die Gewindestange verbraucht. Die Ansprechgeschwindigkeit der Gurtspule ist daher insgesamt gering. Alle diese Nachteile fallen besonders deshalb ins Gewicht, weil der Gurt fortwährend mit geringerer Kraft durch eine Feder, die die Gurtspule in Aufwickelrichtung vorbelastet, straff gehalten wird, so daß die Gewindestange in der Regel in einer Mittelstellung sich befinden wird, wenn der Kolben im Notfall betätigt wird. Die an sich günstige Verwendung einer Feder zur Vorbelastung der Wickelspule in Aufwickelrichtung führt bei dieser bekannten Gurtspule außerdem zu dem Nachteil, daß der Gewindetrieb in besonders hohem Maße fortwährend bei Bewegungen des Piloten in seinem Sitz belastet wird. Dadurch ergibt sich eine kurze Lebensdauer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gurtspule für einen Sicherheitsgurt zu schaffen, die im Notfall durch Druckmittel den Gurt straff zieht und bei der außerdem im Notfall eine extrem hohe Ansprechgeschwindigkeit erzielt wird.

Die der Erfindung zugrunde gelegte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen der Übertragungseinrichtung und der Wickeltrommel eine Klauenkupplung angeordnet ist, deren einrückbares Teil mit der Übertragungseinrichtung verbunden und durch eine Feder in Ausrückrichtung gedruckt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Gurtspule ist die Einrich-

tung, die die Gurtspule im Notfall antreibt, bei Normalgebrauch von der Gurtspule entkoppelt, so daß sie auch nicht verschleißen kann. Gleichzeitig ist damit der Vorteil verbunden, daß der freie Lauf der Gurtspule von dieser Einrichtung nicht behindert wird. Da sich diese Antriebseinrichtung immer in einer Anfangsstellung befindet, ist das zwischen Kolben und Zylinderwandung vorhandene Volumen gering, so daß sich mit einem in der Regel vorhandenen begrenzten Druckmittelvolumen äußerst hohe Anfangsdrücke ergeben, die für eine große Anfangsbeschleunigung aller bewegten Teile sorgen. Der Eingriff der Klauenkupplung erfolgt zu Beginn der Beschleunigung, wenn also die Geschwindigkeit noch am geringsten ist, so daß keine merklichen Eingriffsstöße entstehen. Die Klauenkupplung stellt ein einfaches und zuverlässiges Konstruktionselement dar, das die Gurtspule insgesamt nicht kompliziert oder verteuert.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß sich in dem Kolben ein Kugelgewinde befindet, in das die Gewindestange eingreift, und daß Mittel vorgesehen sind, die den sich geradlinig bewegenden Kolben gegen Drehung sichern.

Bei dieser Lösung befindet sich die Übertragungseinrichtung zur Umwandlung der linearen Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung praktisch im Bereich des Kolbens, so daß sich eine besonders raumsparende Konstruktion ergibt, insbesondere in Verbindung mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Klauenkupplung zwischen Übertragungseinrichtung und Gurtspule.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Spindel der Wickeltrommel art ihrem einen Ende eine Bohrung aufweist, in der ein Lagerzapfen der Gewindestange drehbar und axial verschieblich gelagert ist, und daß das axial einrückbare Kupplungsteil mit der Gewindestange und das andere Kupplungsteil mit der Wickeltrommel verbunden ist.

Bei dieser Weiterbildung ist eine besonders gute Führung zwischen Gewindestange und Wickeltrommel gewährleistet, und die Gegenkraft der Übertragungseinrichtung dient gleichzeitig zum axialen Einrücken der Klauenkupplung.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt die Gurtspule im Längsschnitt;

F i g. 2 ist eine Außenansicht der Gurtspule in Richtung eines Pfeiles 2 in F i g. 1.

Die in den Zeichnungen dargestellte Gurtspule weist ein zylindrisches Gehäuse 11 auf, in dem Lager 12 für eine Spindel 13 angeordnet sind, die koaxial zu dem Gehäuse liegt. Ein zwischen Flanschen 14 liegender Teil der Spindel 13 dient als Wickeltrommel, auf der ein Sicherheitsgurt 15 aufgewickelt ist, der durch eine öffnung 16 in der Umfangswandung des Gehäuses 11 läuft. Eine lose äußere Hülse 17 umgibt einen Teil des Gehäuses mit der öffnung 16 und weist einen schmalen Schlitz 18 auf, durch den der Sicherheitsgurt 15 läuft. Diese Hülse bildet einen zylindrischen Gurtschutz, der sich frei drehen kann und dessen Zweck darin besteht, zu verhindern, daß sich der Gurt verdreht, wenn er eingezogen wird. Ein Verdrehen des Gurtes würde zu einem Verklemmen auf der Wickeltrommel führen und damit ein vollständiges Aufwickeln verhindern. Zu einem Ende der Wickeltrommel hin ist die Spindel 13 von einer spiralförmigen Rückholfeder 19 umgeben, die die Spindel in eine Richtung zu drehen sucht, in der der Sicherheitsgurt 15 aufgewickelt wird.

Hinter der Rückholfeder 19 ist die Spindel mit einer durch Trägheit betätigten Blockiereinrichtung 20 bekannter Bauart versehen.

Neben der selbsttätigen Blockiermöglichkeit, die auf einen plötzlichen Zug an dem Gurt anspricht, ist außerdem eine von Hand über einen Zug betätigbare Blokkiereinrichtung 31 vorgesehen.

Am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 11 der Gurtspule sind Gasleitungen 32 zur Einspeisung von unter hohem Druck stehendem Gas in eine Zylinderkammer 33 vorgesehen, die zwischen Endwandungen 34 des Gehäuses und einem Kolben 35 gebildet ist, der innerhalb des Gehäuses gleitet. Zur Abdichtung des Gases dienen Dichtungen 50. Der Kolben ist mit einer Stange 36 versehen, die durch die Endwandung 34 des Gehäuses hindurchläuft und mit einem Drehmomente aufnehmenden Stift 37 versehen ist, der in Nuten einer Gehäuseverlängerung 38 gleitet und den Kolben gegen Drehung sichert. Eine Gewindestange 39 verläuft koaxial zu der Spindel 13 und zu dem Gehäuse 11 und weist an einem Ende einen glatten Lagerzapfen 40 auf, der drehbar in einer Bohrung 41 in der Spindel 13 gelagert ist, während ein mit Gewinde versehenes, gegenüberliegendes Ende 42 in einem axialen, rücklaufenden Kugelgewinde 43 innerhalb des Kolbens 35 gelagert ist. Eine Klauenkupplung 44 ist mit einem ihrer beiden zusammenwirkenden Teile auf der Gewindestange 39 verzahnt, während das andere Teil auf dem Ende der Spindel 13 für die Gurtspule verzahnt gehalten ist. Normalerweise werden die beiden Teile der Klauenkupplung durch eine Feder 45 außer Eingriff gehalten.

Normalerweise behindern der Kolben 35 und die Gewindestange 39 nicht die Gurtspule, die Klauenkupplung 44 ist außer Eingriff, und in die Zylinderkammer 33 ist kein Druck eingespeist. In Notfällen jedoch oder bei Einleiten des Herausschleuderns aus dem Flugzeug durch den Piloten mit Hilfe des Schleudersitzes wird unter Druck stehendes Gas einer Sprengkapsel oder einer anderen Druckgasquelle in die Zylinderkammer 33 eingespeist, so daß der Kolben 35 nach rechts in der Zeichnung gedrückt wird. Die Gewindestange 39 bewegt sich zusammen mit dem Kolben nach rechts gegen die Wirkung der Feder 45, bis rHe Klauenkupplung 44 eingekuppelt ist. Da sich die Gewindestange dann nicht weiter nach rechts bewegen kann, bewirkt eine weitere Bewegung des Kolbens eine Drehung der Gewindestange auf Grund der Gewindeverbindung mit dem Kolben, und da die Klauenkupplung 44 eingekuppelt ist, wird auch die Spindel 13 der Gurtspule gedreht. Die Drehung erfolgt in der Richtung, in der der Sicherheitsgurt 15 aufgewickelt wird, was zu dem Ergebnis führt, daß der Pilot sehr schnell mit großer Kraft festgezogen wird, indem die Gurtspule an dem Schultergurt zieht und den Piloten fest nach hinten und nach unten an den Sitz preßt.

Bei der beschriebenen Anordnung wird ein Sicherheitsgurt direkt von der Gurtspule aufgewickelt. Natürlich ist es möglich, im wesentlichen den gleichen Mechanismus auch in dem Fall zu verwenden, in dem jeweils ein Zugseil an dem Sicherheitsgurt befestigt ist und an Stelle des Gurtes auf der Wickeltrommel aufläuft.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gurtspule für einen Sicherheitsgurt, mit einem Gehäuse, in dem eine Wickeltrommel koaxial mit einem durch Druckmittel linear in einem Zylinder bewegbaren Kolben angeordnet ist, der mit einer mit der Wickeltrommel gekoppelten Übertragungseinrichtung mit einer Mutter und einer Gewindestange zur Umwandlung der linearen Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Wickeltrommel gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Übertragungseinrichtung (39, 43) und der Wickeltrommel (13, 14) eine Klauenkupplung (44) angeordnet ist, deren einrückbares Teil mit der Übertragungseinrichtung (39, 43) verbunden und durch eine Feder (45) in Ausrückrichtung gedrückt ist.

2. Gurtspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Kolben (35) ein Kugelgewinde (43) befindet, in das die Gewindestange (39) eingreift, und daß Mittel (36, 37, 38) vorgesehen sind, die den sich geradlinig bewegenden Kolben (35) gegen Drehung sichern.

3. Gurtspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (13) der Wickeltrommel (13, 14) an ihrem einen Ende eine Bohrung (41) aufweist, in der ein Lagerzapfen (40) der Gewindestange (39) drehbar und axial verschieblich gelagert ist, und daß das axial einrückbare Kupplungsteil mit der Gewindestange (39) und das andere Kupplungsteil mit der Wickeltrommel (13,14) verbunden ist.