DE2230994A1

DE2230994A1 - Sicherheitsgurt-sperrvorrichtung

Info

Publication number: DE2230994A1
Application number: DE2230994A
Authority: DE
Inventors: Norbert Tandetzke
Original assignee: KANGOL TEKA SICHERHEITSGURT GM
Current assignee: KANGOL TEKA SICHERHEITSGURT GM
Priority date: 1972-06-24
Filing date: 1972-06-24
Publication date: 1974-01-17
Also published as: BR7304634D0; GB1440232A; DE2230994C2; JPS4950620A; ZA733443B; NL7307030A; CA1002025A; BE801061A; AU5639173A; IT986517B; AU467487B2; US3881667A; FR2190016A5

Description

betreffend:
¹¹ Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung"

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung, bei der das Abrollen des im wesentlichen undehnbaren Gurtes bei Sperrung des Freilaufs unter Bremsung erfolgt.

Bekanntlich dienen Sicherheitsgurts dazu, Insassen eines Fahr- oder Flugzeuges fest mit dem Sitz verbunden zu halten, wenn das Fahrzeug oder Flugzeug unnormalen Beschleunigungen in Querrichtung oder Verzögerungen in Fahrtrichtung unterworfen wird. In allen übrigen FahrSituationen hingegen · soll der Gurt von seiner Tromnel abrollbar sein, um die Bewegung der Insassen möglichst wenig zu behindern.

Die Steuereinrichtungen zum Sperren bzw. Entsperren des Gurt trommelfreilaufs bilden keinen Gegenstand der Erfindung; sie sind in verschiedener Ausführung bekannt.

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Es isij&uch bekannt, daß im Idealfall der Gurt nicht starr festhalten, sondern - etwa bei einem Aufprall in Fahrtrichtung gebremst nachgeben soll und damit die aus der Verzögerung und der Insassenmasse resultierende Kraft auf ein Bremssystem überträgt. Man hat versucht, die Gurte plastisch verformbar zu gestalten, und es ist auch bereits versucht worden, ein Bremsaggregat mit einem im wesentlichen undehnbaren Gurt zu kombinieren.

Auf diese letztjenannte Bauart bezieht sich die Erfindung. Sie sucht die Aufgabe au löaen, eine Bremseinrichtung für das Abrollen des Gurtes zu schaffen, deren Raumbedarf so gering ist, daß die gesamte Anordnung aus Sicherheitsgurt trommel, Sperr- und Freilaufsteuerung und Bremse ohne weiteres in einem Fahroder Flugzeug einbaubar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Bremseinrich tang im Innern der hohl ausgebildeten

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Gurttrommelnabe untergebracht ist«..

Verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend im einzelnen erläutert«.

Fig. 1 bis 4

zeigen ein erstes Äusführungsbeispiel, und zwar stellt Fig. 1 halbschematisch einen Axialschnitt durch dia Gurttrommel dar, Fig. 2 einen Axial schnitt durch die Trommelnabe, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3»3 der Fig. 1, und Fig. 4 vergrößert, einen strichpunktiert umrahmten Ausschnitt aus Fig. 1;

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Fig. 5 bis 7

zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, und zwar ist Fig. 5 ein Axiallängsschnitt ähnlich Fig. 1, Fig. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5, und Fig. 7 der vergrößert dargestellte, strichpunktiert umrahmte Ausschnitt aus Fig. 5;

Fig. 8 zeigt im Axiallängsschnitt ähnlich wie Fig.. 1 ein weiteres Ausführungsbeispiel, und

Fig. 9 bis 13

betreffen ein viertes Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 9 ein Axiallängsschnitt ähnlich Fig. 1 ist, Fig. 10 eine Draufsicht auf die mit der Sperreinrichtung verbundene Spiralnutenscheibe ist, Fig. 11 eine Teildraufsicht auf die Gurttrommelnabel aus Richtung ^MX" in Fig. 9 ist, und Fig. 12 und 13 jeweils Darstellungen von Schnitten nach Linien 12-12 bzw. 13-13 der Fig. 9 sind.

In Fig. 1 erkennt man den auf die Nabe 22 aufgespulten sogenannten Gurtcoil 21 (also die Windungen des Gurtes). Rechts ist schema tisch der Freilauf- und Sperrmechanismus 20 angedeutet, dessen konstruktive Gestaltung Im Rahmen der vorliegenden Erfindung nur insoweit Bedeutung hat, als bei abnormalen Beschleunigungsverhältnissen der Sperrmechanismus eine mit der Nabe koaxiale Welle 24 drehfest blockiert. Solange die Welle 24 entsperrt ist, läuft sie zusammen mit der Nabe 22 während des Auf- und Abrollens des Gurtes um, weil zwischen beiden die Kugeln eingespannt sind. Die Kugeln liegen einerseits in einer Axial.-nut 28 der Welle und sind so tief in diese Nut eingelassen, daß

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sie seitlich geführt werden (siehe Fig. 3). In dieser Lage werden sie durch die Madenschrauben 30 gesichert, welche radial in die Nabe 22 eingeschraubt sind. Ansehlagseg mente 32 verhindern einersefcs, daß die Nabe sich frei zur Welle drehen kann, sind aber andererseits so schmal ausgebildet, daß sie bei festgehaltener Welle 24 und auf den Gurt 21 ausgeübtem Zug plastisch verformt werden, wobei die gehärteten Kugeln längs einer schraubenlinienförmigen Bahn 33 abrollen. Man erkennt, daß bei zwei Kugeln eine Art doppelgängiges Innengewinde ms* der Nabe als Führung und zugleich als Verlängerung des Verformungsweges vorgesehen ist. Jeder Kugel sind vier Gänge zugeordnet, so daß die Nabe nach vier Umläufen gegenüber der Welle blockiert ist, wenn die Kugeln die in Fig. 1 strichpunktiert gezeichnete Lage am (in der Zeichnung) rechten Ende der Welle erreicht haben.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 bis 7 sind wieder der Sperrmechanismus 20, der Gurtcoil 21, die Nabe 22 und die Welle 24 erkennbar, die wie im vorigen Ausführungsbeispiel zusammenwirken mit der Ausnahme, daß hier die Nabe vier Axialnuten 40 und die Welle 24 ein Bolzengewinde (hier: ein Trapezgewinde, siehe Fig. 7) aufweist, Am (in der Zeichnung) linken Ende der Nabe sind die Nuten radial nach außen erweitert, und dort ist eine Mutter 42 mit vier Keilnasen oder Keilfortsätzen 44 auf die Welle 24 geschraubt. Sobald die Welle 24 gegenüber der Nabe festgehalten wird, verdreht die Nabe die mit ihr über die Keilnasen in Eingriff stehende Mutter 42. Da auch die Keilnasen sich nach außen erweitern, muß dabei die Nabe 22 im Bereich der Nuten 40 nach außen plastisch verformt werden. Solange die Welle 24 entsperrt ist, wird aus demselben Grunde die Welle von der Nabe einfach mitgenommen, sobald am Gurt gezogen wird. In Fig. 7 erkennt man das Maß "X" der radialen Verformung.

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Das Aufuhrungsbeispiel nach Fig. 8 umfaßt wiederum den Sperrmechanismus 20, den Gurtcoil 21, die Nabe 22 und die Welle 24. Zwischen Nabe 22 und Welle 24 ist ein gegen die Welle 24 abgedichteter Hohlkolben 50 eingebaut, der mit der Nabe 22 über einen Abs^er^fstift 52 einerseits, eine Nut-Feder-Verbindung 54 andererseits in Verbindung steht. Am (in der Zeichnung) linken Ende weist der Hohlkolben 50 ein Innengewinde auf, während die Welk 24 mit einem entsprechenden Bolzengewinde versehen ist. Am rechten Ende der Welle 24 erstreckt sich der Hohlkolben nicht ganz bis zum Ende, so daß sich eine Kammer 56 ergibt, die mit einer plastisch verformbaren, vorzugsweise amorphen Masse (Wachs, Pechgemische, aber auch hochviskose Flüssigkeiten kämmen in Frage) gefüllt ist. Um den Umfang verteilt, weist der Hohlkolben Drosselöffnungen 58 auf, von denen in der Zeichnung nur eine erkennbar ist. Jede Drosselöffnung ist links wieder erweitert und mit einem Stopfen 60 verschlossen. Sobald bei blockierter Welle 24 der auf den Gurt 21 ausgeübte Zug einen vorgegebenen Wert ereicht, wird der Abscherstift 52 abgesch>ert, und der Hohlkolben 50 wird von der Nut-Feder-Kupplung mit der Nabe gezwungen, sich nach rechts zu bewegen, wobei er sich auf dem Gewinde der Welle 24 entlangschraubt. Dabei wird die Masse in der Kammer 56 gezwungen, durch die Drosselöffnungen 58 zu treten, wobei Energie in Wärme umgesetzt wird. Hinter der Drosselöffnung ist keine Abdichtung mehr vorgesehen, so daß die Masse nach überallhin sich ausbreiten kann; üblicherweise wird ja aus Sicherheitsgründen ein einmal überbeanspruchter Gurt ausgebaut und ersetztfaber nicht wieder-hergestellt.

Fig. 9 bis 11 schließlich zeigen eine abgewandelte Ausführungsform, bei der aber ebenfalls der Bremsmechanismus in der hohlen Nabe 22 des Gurtcoils 21 untergebracht ist. Wie in den

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vorgeschriebenen Ausführungsformen, wird auch hier mittels der Freilauf- und Sperreinrichtung 20 eine konzentrisch zur Nabe 22 angeordnete Welle 24 blockiert. Auf der Welle 24 sitzt drehfest über Keile 70 mit ihr verbunden, jedoch axialverschieblich eine Muffe 72, auf die ein Reibbelag 74 mittels Schrauben 76 aufgeschraubt ist. Spiegelsymmetrisch zu dieser Anordnung ist ein weiterer Reibb/elag 74· am Ende der Welle (rechts in Fig. 9) geschraubt, ebenfalls mittels Schrauben 76. Mit der Nabe 22 ist eine mit aufgeschraubten (Schrauben 78) Bremsbelägen 80 versehene Bremsscheibe 82 über einen oder mehrere Stifte 83 verbunden,- die in einem sich in Axialrichtung erstreckenden Langloch 84 der Nabe sitzen. An der Muffe 72 greift ein Tellerfederpaket 86 an, dessen Vorspannung mittels Mutter 88 und Kontermutter 90 einstellbar ist, welche auf einem Bolzengewindeabschnitt 92 der Welle 24 aufgeschraubt und gesichert sind. Auf diese Wei.de ist die Reibung zwischen den Bremsbelägen 80 und den Reibbelägen 74, 74' einstellbar und damit die Energiemenge, die beim Verdrehen der Nabe 22 relativ zur Achse 24 aufgebracht werden muß. Um auch hier die Anzahl der Umdrehungen für die Nabe zu begrenzen, ist mit der Welle 24 eine Spiralnutenscheibe 94 verschraubt, während die Nabe 22 eine Radialnutenschei.be 96 trägt. In der Radialnut 98 der letzteren (siehe Fig« IG und 11) gleitet ein Keilstein 100, der mittels eines in die Spiralnut 102 eingreifenden Zapfenfortsatzes 104 nach außen geführt wird» Mach vier Umdrehungen der Nabe 22 gelangt der Keilstein 100 in Eingriff mit einem der Radialanschläge 106, die in den Innenumfang des Sperreinrichtungsgehäuses 108 eingearbeitet sind, so daß nun auch die Nabe drehfest blockiert ist. Der Grund für eine solche Maßnahme ist natürlich, daß der Fahr- oder Flugzeuginsasse nur einen begrenzten Weg zurücklegen darf, um nicht auf ein vor ihm befindliches Hindernis aufzuprallen (Windschutzscheibe, Vordersitz). Bei dem Aus-

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BAD ORIiSfNAL

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beispiel nach Fig. 5 bis 7 ist diese Begrenzung durch die Länge der Keilnasenmutter gegeben, die auf das Ende der Welle aufläuft; entsprechendes gilt für den Hohlkolben des Ausführungsbeispiels nach Fig. 8. Es versteht sich, daß man durch passende Auswahl der Gewindesteigungen, Axialabmessungen etc. die Anzahl der zulässigen Umdrehungen vorgeben kann, während eine Änderung der Radialabmessungen bei den letztgenannten Ausführungsformen
die Einstellung des Energieverbrauchs mit sich bringt. Der Bachmann erkennt aber auch bei den anderen Ausführungsbeispxelen,
welche Parameter jeweils zur Beeinflussung der beiden Größen zu ändern sind.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung, bei der das Abrollen des im wesentlichen undehnbaren Gurtes bei Sperrung des Freilaufs unter Bremsung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung im Innern der hohl ausgebildeten Gurttromnelnabe (22) untergebracht ist.

2. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung ein von der Nabe (22) mitgenommenes Bremselement umfaßt, dem nach Art einer Scheibenbremse beidseitig unter Druck anliegende, bei Sperrung des Freilaufs drehfest blockierte Bremsbacken zugeordnet sind.

3. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung ein von der Nabe mitgenommenes Bremselement umfaßt, das für die plastische Verformung der Nabe während des Durchlaufens des Mitnahmeweges und/oder eines Hilfsbauteiles ausgebildet ist.

4. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bremselement ein Bremsweg in Nabenaxialrichtung zugeordnet ist.

5. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement mindestens eine Kugel umfaßt, die in einer achsparallelen Nut einer die Nabe durchsetzenden, bei Freilaufsperrung drehfesten Welle geführt ist, und daß die Nabe schraubenlinienförmige Einschnitte für jede Kugel aufweist, deren Querschnitt bei Relativdrehung von Nabe und Welle durch die Kugeln) verformbar ist.

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6. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei Kugeln und eine doppelgängige Anordnung der Nabeneinschnitte.

7. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement mindestens einen Keil umfaßt, der längs einer die Nabe durchsetzenden, bei Freilaufsperrung drehfest blockierten Welle schraubbar ist und in einer achsparallelen Nut der Nabe, diese radial verformend, geführt ist.

8. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement eine Mutter mit mindestens drei Keilfortsätzen ist, die in je einer Nut der Nabe geführt sind.

9. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Nabe und einer bei Freilaufsperrung drehfest blockierten Welle eine mit einer plastisch verformbaren Masse gefüllte Kammer ausgebildet ist und die Nabe mit einem längs der Welle schraubbaren, eine Drosselöffnung aufweisenden und die Kammer bei der Schraubbewegung axial verkürzenden Preßkolben drehfest gekoppelt ist.

10. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse ein bei normaler Betriebstemperatur , unter Druck verformbares Material ist.

11. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse eine a Flüssigkeit ist und der Preßkolben gegen die Nabe und die Welle abgedichtet ist.

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12. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsweg auf eine vorgegebene Anzahl von Nabenumdrehungen begrenzt ist.

13. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 2 und 12, gekennzeichnet durch einen Anschlag zum drehfesten Koppeln von Nabe und Wälle nach einer vorgegebenen Anzahl von Relativdrehungen beider.

14. Sicherheitsgurt-Sperrvorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen in einer Radialnut der Nabe einerseits, einer Spiralnut einer mit der Welle verbundenen Scheibe andererseits geführten Anschlagstift.

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