DE2435993B2

DE2435993B2 - Aufwickelvorrichtung fuer sicherheitsgurte

Info

Publication number: DE2435993B2
Application number: DE19742435993
Authority: DE
Inventors: Peter; Kopp Hubert Dr.-Ing.; 7230 Schramberg Grüner
Original assignee: Hugo Kern Und Liebers & Co Platinen- Und Federnfabrik, 7230 Schramberg
Priority date: 1974-07-26
Filing date: 1974-07-26
Publication date: 1976-07-15
Also published as: FR2279426A1; FR2279426B1; BE831735A; GB1495183A; IT1039278B; JPS5137415A; SE7508129L; DE2435993A1

Description

* .'.frA^tyicJk^öftiphjtung ftfr Sicherheitsgurte mit ,einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Gurt-

' trommel, auf wejcriji₍,derSicherji3itsgurt aufwjckel-

- bar ist uhd mit einer durch Abwickeln, des Gurtes spannbaren RückzugsrollfeiJer, deren eines; Ende an eihejKJrnit der Gurttrommel vlrbundenenlArbeitsrol-JIe und deren anderes Ende an einer zur Aibeitfirolle

, achsparallelen Vorratsrolle befestigt ist und die zwischen Arbeits- und Vorratsrolle 0-förmigver-

\. läuft d a d u f. c h g e k e η η #e i c h η e t,;daß die Rollfeder (3) derart vorgeformt ist, daß die Krümmungsradien ihrer Wjndungssibschnitte im spannungsfreien Zustand sich von einem zum anderen Fäderende ändern.
2. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß sich die Krümmungsradien gleichmäßig ändern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollfeder (3) aus texturgewalztem Federbandstthl mit einer Zugfestigkeit von ozo»230-260kp/mm² und einer Bruchdehnung von Ö5ä 4% besteht

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei w icher die Gurttrommel im bewickelten Zustand e<i.en Außendurchmesser von 65 mm, im unbewickelten Zustand von 20 mm und der Gurt eine Stärke von 1,2 mm besitzen, dadurch gekennzeichnet daß die Rollfeder (3) eine Breite von 15 bis 20 nun, eine Dicke von 0,1 bis 0,15 mm, eine Länge von 24 bis 4 m sowie einen sich stetig von 20 bis 25 mm an dem mit der Arbeitsrolle (1) verbundenen Ende (3a) auf 40 bis 50 mm an dem mit der Vorratsrolle (2) verbundenen Ende (3i>) zunehmenden Roiidurchmesser besitzt wobei der Durchmesser der Arbeitsrolle zwischen 50 bis 70 mm und derjenige der Vorratsrolle zwischen 30 und 50 mm sowie der A hsabätand zwischen Arbeits- und Vorratsrolle zw· sehen 40 und 60 mm liegen

ti vw «>»*-« *« de^Guribewegung bei jfuckart'iger

-5 Belastung ist nicht Gegenstand der Erfindung; Die

' 'Erfindung betrifft Vielmehr die Rückjjtigsfeder, die beim Ausziehen des »Gurtes gespannt wird und das Aufwikfceln des unbenutzten Gurjtes bewirkt ' Die meisieir Bisher bekanntgewordenen Aufwickel-

vorrichtungen sind mit Triebfedern ausgestattet, deren Enden - vorzugsweise das innere Ende mit der verlängerten Gurttrommelachse und das äußere Ende mit dem fest eingebauten Gehäuse, welches die Feder aufnimmt, verbunden sind. Diese Pedern müssen so

i$ dimensioniert und angeordnet sein, daß ihre Kraft

gerade noch ausreicht um das Gurtschloß bzw., falls

ohne Schloß gearbeitet wird, nur den Gurt beim

Ablegen des Gurtes in seine aufgewickelle Ausgangspo-

, sition zu bringen. Beim Anlegen des Gurtes wird dieser

vom Benutzer von der Irommel abgezogen, bis das Gurisßhli 1 eingerastet werden kann. Hierbei wird über die Gurtfommel die Rückzugsfeder gespannt Die positive Federcbirakteristik der bekannten Triebfedern hat nachteiligerweise zur Folge, daß die Federkraft und

damit der auf die angeschnallte Person wirkende Druck bei ausgezogenem Gurt am stärksten sind. Da der Sicherheitsgurt über die Brust geführt wird, ist dies insbesondere bei weiblichen Personen unangenehm und kann sogar zu gesundheitlichen Schäden führen.

Eine Verbesserung dieser nachteiligen Eigenschaften wird durch die Aufwickelvorrichtung der eingangs genannten Art erreicht wie sie aus den US-Patentschriften 33 37 155 und 32 94 339 bekannt ist Bei diesen Aufwickelvorrichtungen wird durch die S-förmige Wicklung der Rückzugsrollfeder erreicht, daß die Gurttrommel unabhängig von der Auszugslänge des Gurtes mit Konstantem Drehmoment angetrieben wiird. Da sich bei gi oßen Gurtlängen, wie sie nsbesondere bei den sogenannten 3 Punkt-Gurten erforderlich sind, der

Radius des auf die Gurttrommel gewickelten Ourtwikkels ini» der Au-,zugslänge desGunes stark ändert, führt auch dieses konstante Drehmorient noch zu einer starken Änderung der Rückzugskraft des Gurtes Auch bei dieser bekannten Vorrichtung nimmt daher die ftUckzvigskraft in unerwünschter Weise mit zunehmen der Auszugslänge des Gurtes, d.h. mit abrehmenüer Radius des auf der Trommel verbleibenden Gurt« icke!·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufwickelvorrichtung für Sicherheitsgurte zu schaffen, bei welcher die Gurtrückzugskraft mit zunehmender Auszugslänge des Gurtes gleich bleibt oder sogar abnimmt so daß der angelegte und somit weit ausgezogene Gurt den Benutzer möglichst wenig

SS behindert und der abgelegte Gurt doch zuverlässig aufgewickelt wird

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem

kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.

,:..,/ Vort^iiiwhea^usgestaltungen and Weiterbildungen

der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die erfindungsgemäSe Vorspannung wird der

Antriebsrollfeder eine Charakteristik gegeben, die die für die Gurtrückzugskraft wesentliche Änderung des 'wirksamen Gurtwickeldurchmessers so kompensiert daß die Gurtrückzugskraft von der Gurtauszügslänge unabhängig ist oder bei zunehmender Auszugslänge

Selbstverständlich können durch die Art der Ande-

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rung dor Krümmungsradien auch andere gewünschte Verläufe der Gurtrückzugskraft in Abhängigkeit von der Gurtauszugslänge erhalten werden. Üblicherweise wird jedoch zur Erzielung einer gleichbleibenden oder abnehmenden GurirücKzugskraft eine gleichmäßige Änderung der Krümmungsradien gewählt, Je nach pimensionierung der Gesamtanordnung kann eine Änderung der Krümmungsradien bis zu 60% zweckmäßig sein, wie dies im einzelnen in der US-PS 26 47 743 erläutert ist

Die in Anspruch 3 abgegebene Materialauswahl ermöglicht es insbesondere, die erfindungsgemäße Aufwickelvorrichtung mit so kleinen Abmessungen zu bauen, wie sie für den Einbau in moderne Personenkraftwagen gefordert werden, und dabei doch die hohen Anforderungen zu erü)ien,die in den Sicherheitsbestimmungen verschiedener Staaten gestellt werden. Nach diesen Bestimmungen müssen die Aulfwiekelvorrichtungen beispielweise mehr als 50000 Lastwechsel ohne Beschädigung aushaken, wobei die Vorrichtung vor dieser Dauerprüfung zusätzlich einer Natrium-Chlorid-Sprühnebelprüfüng und eine») Staubtest unterworfen wird.

- Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Aufsicht der erfindungsgemäßen Aufwikkelvorrichtung,

F i g. 2 die Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 1,

'. F i g. 3 die Kennlinie der verwendeten Rollfeder, d. h. die Abhängigkeit des Federmomentes von der Federumdrehung,

F ι g. 4 ein Diagramm zur Veranschauiichung der am Sicherheitsgurt der erfindungsgemäßen Anordnung wirkenden Kraft in Abhängigkeit von der auf die Guntrommel aufgewickelten Gurtbandlänge und

F ι g. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der am Gurt wirkenden Kraft einer herkömmlichen Anordnung in Abhängigkeit von der auf die Gurttrommel aufgt vii selten Gurtbandlänge.

Die erfiudungsgemäße Aufwickelvorrichtung weist ;inen als B-Antrieb ausgelegten Federmotor mit der Arbeitsrolle I. der Vorratsrolle 2 sowie der Rollfeder 3 auf, deren eines F.nde 3a am Umfang der Arbeitsrolle 1 und deren anderes Ende 3b am Umfang der Vorratsrolle 2 festgelegt vnd Die Achsen la und 2a der Arbeitsrolle bzw. Vorrat' olle sind parallel zueinander und senkrecht zu einer Platine 4 des nicht dargestellten Gehäuses angeordnet. Die über die Platine 4 hinaus verlängerte Achse la trägt die Guntrommel 5, auf welch? der teilweis· dargerteilte Sicherheitsgurt 6 aufwickelbar ist. Die Anordnung ist im ausgezogenen Zustand des Gurtes 6 dargestellt bei weichem die Rollfeder 3 fast in ihrer gesamten Lange auf die ArbensroKe ■ bufg kelt ist Gestricht't ist in Fi g. 1 die Position des Gurtes 6' im aufgewickelten Zustand dargestellt In diesem Zustand ist die Rollfeder 3 zum überwiegenden Teil auf die Vorratsrolle 2 gewickelt Wie zu erkennen ist, ändert sict der wirksame Durchmesser der bewickelten Ourttrommel zwischen DiA=»65mm und DiE«20mm. D<e hierdurch bedingte Änderung des Hebelarmes hätte b< ι Verwendung einachsiger Triebfedern als Rückzugsfeder zur Folge, dal» die am Gurt wirksam werdende Zugkraft bei ausgezogenem Gurt am größten wäre. Außerdem würde diese Zugkraft noch dadurch erhöht daß eine einachsige Triebfeder im gespannten Zustand eine größere Kraft bzw. ein gröScres moment erzeugt.

Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verwen· dung desB»Antrieber„ bei welchem die eiwa 3-förmig umjVprraWrolIe. und Arbeitsrolle gewickelte Rollfeder beimt Ausziehen des Gurtes von der Arbeitsrolle

abgewickelt und im entgegengesetztan Sinn* auf die Vorratsrolle wieder aufgewickelt wird, ermöglicht die Rollfeder dank ihrer Kennlinie mit negativem Gradienten eine Kompensation der Drehmomentenzunahme,

. * Die Kennlinie der verv/endetcn Rollfeder ist schematisch im Diagramm gemäß Fig.3 dargestellt, welches die Abhängigkeit des Federmomentes von der Federumdrehungszahl, d. h. der Anzahl der FecJerwicklungen auf der Arbeitsrolle 1, veranschaulicht Wie deutlich zu erkennen ist, erzeugt die Feder in Ausgangsposition,

IS also dann, wenn der Gurt 6 eingezogen ist, das größte Moment, und in der Endposition, wenn also der Gurt ausgezogen ist, das kleinste Moment.

Diese Federkennlinie führt zu der in Fig.4 dargestellten Abhängigkeit der Gurtkraft von der Gurtbandlänge bei erfindungsgemäßer Verwendung "eines B-Antriebes für die Abwickelvorrichtung. Bei dieser Darstellung entspricht dem Abszissenwert 0 der Sicherheitsgurt in seiner Arb«iitsposition. Beim Einzug des Gurtes wirkt auf diesen eine nahezu konstante Rückzugskraft von etwa 100 bis 200 p. Diese Mindestkraft ist notwendig, um den Gurt mit metallischem Schloß in das Gurtgehäuse einzuziehen. Eine Verminderung dieser Rückzugskraft ist möglich, wenn ein Gurt ohne metallisches Verschlußteil vorgesehen ist.

Der Abszissenwert 2'.OO wird erreicht, wenn sich der Gurt in seiner Ruhelage befindet, also ganz in das Gehäuse eingezogen ist. Um ihn aus der Ruhelage wieder in die Arbeitslage zu bringen, ist eine nur geringfügig kontinuierlich zunehmende Kraft zwischen 700 p und 1100 p erforderlich. Der Arbeitsbereich des Gurtbandes liegt etwa zwiscnen den Abszissenwerten 0 und 500. Je nach Belastungsrichtung wirkt auf angeschnallte Personen folglich eine nahezu konstante Zugkraft von 300 ρ bzw. 1000 p.

Völlig andere ungünstigere Belastungsverhäitnisse sind bei Verwendung einer Aufwickelvorrichtung mit der herkömmlichen einachsigen Triebfeder gegeben, wie das Diagramm gemäß F i g. 5 veranschaulicht. Bei Federauszug ist im Arbeitsbereich von 0 bis 500 eine sich in Abhängigkeit von der Gurtbandlänge stark ändernde Kraft zwischen 2300 und 130Op wirksam. Auch bei Federeinzug ändert sich die Kraft 500 und 300 p. Eine Verminderung der Kraft ist in diesem Bereich bei herkömmlichen Triebfedern nicht möglich, da andernfalls die Einzugskraft nahe der Ruheposition nicht mehr zum vollständigen Einzug des Gurtes ausreichte.

Die für das Ausführungsbeispiel entscheidenden Abmessungen sind in F i g. 1 eingetragen. Besonders ;- S3 wichtig sind folgende Bemessungsregeln:

1. Rollfedermaterial: texturgewalzter Federbandstahl mit Zugfestigkeit uze = 230-260 kp/rnm².
Bruchdehnung is ä 4°/c.

2. Abmessungen der Rollfeder:
Breite: ο«=20,

Dicke: i/ß=0,13 mm,
Länge: 1=3200 mm,

Rolldurchmesser an dem mit der Arbeitsrolle verbundenen Ende: Dra= ?5mm,
Rolldurchmesser an dem mit der Vorratsrolle verbundenen Ende: DnE= 50 mm.
Der Rolldurchmesser ändert sich von Dra auf D_RE.

3. Abstand zwischen den Achsmittelpunkten der

y 2 i

Vorratsrolle und der Afbeitsrolle a = 53 mm.
Bei dieser Materialwahl und Rollfederdimensionierung und -anordnung ergibt sich eine Betriebsbiegespannung im Arbeitsbereich von 105 ''bis ISO kp/mm². '

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

Die Erfindung betrifft eine Aufwickelvorrichtung für Sicherheitsgurte mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Gurttrommel, auf welche der Sicherheitsgurt fufwickelbar ist und mit einer durch Abwickeln des Gurtes spannbaren RückzugsroUfeder, deren eines finde an einer mit der Gurttrommel verbundenen Arbeitsrolle und deren anderes Ende an einer zur -^rbeitsroUe ach^arallelen Vorratsrolle befestigt ist und jlie zwischen Arbeits- und Vorratsrolle S-förmig verläuft

Sicherheitsgurte haben die Aufgabe, dpn Fahrer oder Mitfahrer bei starken ye|3^gerun^^^w|Q's|e;i%sb.espn-' dere bei Zusammenstößen auftreten^egenjcüe Wirkung der Trägheitskraft an den Sitz zu fesseln. Andererseits soli der Sicherheitsgurt vor allem dem Fahrer genlügend Bewegungsfreiheit geben, s<> daß dieser bequem die Armaturen, die Bremse od. dgl. erreichen kann.

Zu diesem Zweck wird bei bekannten Aüfwickelvorrichtungen für Sicherheitsgurte der Gurt bei relativ langsamen Zugbewegungen freigegeben, bei rascher ruckartiger Belastung jedoch blockiert Solche AufwikiclvorricbtungWind. % B, aus der DT-AS 19,45 J74, ^l _m l^jer p>T*M' 19#3 872 oder aus der GH-PS,. ■#46 930 ■,.