DE2451400A1

DE2451400A1 - Federangetriebener spulenkern

Info

Publication number: DE2451400A1
Application number: DE19742451400
Authority: DE
Inventors: Hans Ingemar Reimertz Karlsson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-10-30
Filing date: 1974-10-29
Publication date: 1975-05-07
Also published as: SE7314694L; DK136699C; ES431455A1; FI62625C; NO743830L; NO145333C; FI62625B; FI317574A; US4290564A; IT1021962B; DK136699B; GB1479165A; DE2451400C2; FR2249019B1; CA1026728A; JPS5623619B2; US3997126A; CH587771A5; SE388128B; FR2249019A1

Description

PATENTANWALT» '··'·.· HELMUT SCHROETER ' KLAUS LEHMANN DIPL.-PHY*. DIPL.-INC.

: 245HQ0

Hans Ingemar Reimertz Karlsson ox-ka-10

25.Oktober 1974 B3/P

Federangetriebener Spulenkern

Die Erfindung betrifft einen federangetrlebeneh Spulenkern, der/ einerAchse in zwei. Richtungen drehbar angeordnet ist und auf den ein biegbarer, langer Gegenstand aufwickelbar ist, wobei der Spulenkern mit einer Feder in Eingriff steht, die durch die Drehung des Spulenkernes während des Abwickeins des langen Gegenstandes ausziehbar ist.

Ein durch eine Feder angetriebener und in zwei Richtungen um eine Achse drehbarer Körper kann beispielsweise zum Auf- und Abwickeln eines langen Gegenstandes wie eines Drahtes, eines Bandes, einer biegsamen Röhre usw. verwendet werden·, wobei die Gegenstände In einer ausgedehnten Form vorliegen, wenn sie benützt werden. Nach der Benutzung sollen sie aufgewickelt werden. Die Feder ist oft,. Jedoch nicht notwendigerweise immer, so angeordnet, daß das Aufoder Abwickeln des langen Gegenstandes auf dem drehbaren Körper automatisch erfolgt.

Solche drehbaren Spulenkerne werden.zusammen mit Sicherheitsgurten verwendet, die in Fahrzeugen, insbesondere in Autos eingesetzt sind. Solche Sicherheitsgurte sind heutzutage normalerweise so ar.geord-· net, daß sie mindestens teilweise automatisch .In ein Gehäuse "oder in eine Abdeckung zurückgezogen werden, wenn sie nicht benutzt werden. Dies geschieht dadurch, daß ein Gurt des Sicherheitsgurtes auf eine Spindel aufgewickelt wird, die durch eine Spiralfeder . in"Drehung versetzt wird, wobei die Spiralfeder ausreichend durch die. Drehung der Spindel beim'Herausziehen des Gurtee · ausgedehnt worden ist. ■ ·

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Ein Nachteil bei den bekannten Sicherheitsgurten, den sogenannten sloh automatisch aufwickelnden Gurten, besteht darin, daß die Zugkraft, die durch die Feder auf den Gurt ausgeübt

* wird_/ zunimmt* wenn der Gurt von der Spindel abgewickelt und die Feder aufgezogen wird. Dies geschieht dadurch, weil bei den bekannten Einrichtungen die Spindelwelle direkt mit der Feder verbunden ist, und weil die Spannung einer solchen Feder fortwährend, ansteigt, wenn die Spindel sich während des Abwickeins des Gurtes dreht. Ferner kommt hinzu, daß der Durchmesser der Spule, die durc: den aufgewickelten Gurt gebildet wird, laufend während des Abwickeins des Gurtes abnimmt, wodurch der Hebelarm zwischen dem

• Punkt, an dem der Gurt abgewickelt wird und der Drehachse laufend abnimmt. Die Zugkraft, die durch die Feder auf den Gurt ausgeübt wird, ist' zu Beginn des Abwickelvorganges klein und nirrrnt 'laufend zu. Wenn der Sicherheitsgurt eingesetzt wird, ist der größte Teil des Gurtes ausgezogen, wobei die durch die Feder auf den Gurt ausgeübte Zugkraft einen so großen Wert annimmt, daß der Sicherheitsgurt einen relativ starken Druck auf die 3rust des angeschnallten Menschen ausübt. Dieser Druck ist für den angeschnallten Mensehen unangenehm. Aus diesem Grund werden die Sicher he^tsgurte.·. in Autos häufig nicht während des Fahrens angelegt. Mithin ist es besonders wünschenswert, dieses unangenehme Gefühl bei der Verwendung von Sicherheitsgurten auszuschließen,· so da3 die Sicherheitsgurte häufiger benutzt werden.

Es wird darauf hingewiesen, daß diese Schwierigkeit nicht einfach dadurch vermieden wird, daß man die durch die Feder auf den Gurt ausgeübte Zugkraft verringert, da eine minimale Zugkraft einer gewissen Größe zum Aufwickeln mindestens eines Teiles des Gurtes auf eine Spindel notwendig ist. Aus diesem Grund sind die Federn der sich automatisch aufwickelnden Sicherheitsgurte im allgemeinen vorgespannt«

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Eine Aufgabe der.Erfindung besteht darin, die durch die Feder auf den aufgewickelten langen Gegenstand ausgeübte Zugkraft zu ändern, wenn die Feder beim Abwickeln des Gegenstandes gespannt wird, so daß die durch die Feäer bewirkte Zugkraft immer einen erwünschten und befriedigenden momentanen Wert hat. Weiterhin soll eine kontinuierliche oder stufenweise Veränderung der· durch die Feder auf den langen Gegenstand während der Drehung des Spulenkernes ausgeübten Zugkraft ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß derjenige Punkt, an dem : der lange Gegenstand den drehbaren Körper während . des Abwickeins verläßt, über eine übersetzung mit der Feder verbundei ist, wobei die übersetzung ein übersetzungsverhältnis hat, welches während der Drehung des Körpers veränderbar ist, wodurch die erwünschte von der Feder auf den langen Gegenstand

Der erfindungsgemäße, durch eine Feder angetriebene Spulenkern kanr besonders gut zusammen mit Sicherheitsgurten für Fahrzeuge, insbesondere für Autos verwendet werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann die Oberfläche des drehbaren Körpers oder Kernes, auf den der lange Gegenstand aufgewickelt wird, von der Drehachse einen Abstand haben, der sich über die Länge der Drehachse verändert und so vorgesehen ist, daß der Punkt, an dem der.lange Gegenstand abgewickelt wird, auf der Oberfläche während des Abwickeins bewegbar ist, wodurch die Län^e des Hebelarmes zwischen der Achse und der Oberfläche des Körpers oder Kernes veränderbar ist, so daß ein veränderbares übersetzungsverhältnis entstehbar ist. Der drehbare Körper oder Kern kann eine konische Oberfläche haben. ^

3ei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Oberfläche des drehbaren Körpers oder Kernes so ausgebildet sein, daß ein Rutschen des langen Gegenstandes auf der Oberfläche in

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axialer Richtung verhinderbar ist. Die Oberfläche des drehbaren Körpers kann mit einer schraubenförmigen Nute für den langen Gegenstand versehen sein, wobei die Nute zwischen den zwei Seitenflächen des drehbaren Körpers verlauft«.

Wenn der drehbare Körper eine Antriebswelle ist, kann in einer Fortbildung der Erfindung ein erster drehbarer Körper koaxial zur Antriebswelle angeordnet und drehbar mit dieser und einem zweiten drehbaren Körper verbunden sein, dessen Welle parallel zur Welle des ersten drehbaren Körpers angeordnet, und mit der Feder verbunden ist,. wobei mindestens einer der drehbaren Körper eine Oberfläche haben kann^ deren Abstand zur Drehachse längs der Drehachse veränderbar ist. Ein Zugdraht kann mit einem Ende an dem ersten drehbaren Körper und mit seinem anderen Ende an dem zweiten drehbaren Körper befestigt sein, wobei er auf die drehbaren Körper längs ihrer Oberflächen derart aufgewickelt ist daß die Drehung der Antriebswelle in einer Richtung das Aufwickel] des Zugdrahtes auf den ersten Körper und ein Ausziehen der Feder bewirkt, so daß eine Drehung der Antriebswelle in eine entgegengesetzte Richtung durch die Federkraft bewirkt wird. Wenigstens einer der drehbaren Körper kann als ein Konus ausgebildet sein.

Bei einer weiteren, Ausgestaltung können beide drehbaren Körper konüsartig ausgebildet sein;, wobei die Konus mit ihren in entgegengesetzten Richtungen weisenden Spitzen einander gegenüber angeordnet sind. Der Zugdraht kann während des Ausziehens der Feder von der Spitze des einen Konus, der mit der Feder verbunden ist, abgewickelt und auf die breitere Seite des Konus, der mit der Antriebswelle verbunden ist, aufgewickelt werden. Die Oberflächen der drehbaren Körper können so ausgebildet sein, daß ein Abgleiten des Zugdrahtes verhindert wird.

Jede' der Oberflächen der drehbaren Körper kann mit einer schraubenartigen Nute für den Zugdraht ausgebildet sein, die von der Spitze zur Breitseite der Konus verläuft.

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3ei einer Ausgestaltung der Erfindung, die insbesondere für Sicherheitsgurte geeignet ist, kann die Spindel auf der Antriebswelle und konzentrisch zu ihr angeordnet sein, wobei die Spiralfeder konzentrisch zur Welle des zweiten drehbaren Körpers angeordnet sein kann , und wobei ihr inneres Ende an einem Ende der Welle und ihr äußeres Ende an einem Teil befestigt sein kann, das wiederum an der Welle befestigt sein kann, die sich von dem drehbaren Körper in eine entgegengesetzte Richtung in Bezug auf die Antriebswelle des ersten drehbaren Körpers erstrecken kann.

Die drehbaren Körper können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, wobei'sich die Wellen der drehbaren Körper durch einander gegenüberliegende Wände des Gehäuses erstrecken, und 'wobei sich die Welle des ersten drehbaren Körpers in eine die. Spindel umschließende Abdeckung erstrecken kann, auf die der Gurt des Sicherheitsgurtes'aufgewickelt werden kann, und wobei die Welle des zweiten drehbaren Körpers sich in eine Abdeckung, die die Spiralfeder umschließt, erstrecken kann.

3ei einer Weiterbildung der Erfindung kann wenigstens einer der drehbaren Körper axiale Schlitze an einem Ende haben, und ein spitzes Teil kann so angeordnet sein, daß es in die Schlitze einführbar ist, wodurch der drehbare Körper am geschlitzten Ende ausgedehnt werden kann; so daß der Umfang des drehbaren Körpers' zum Einstellen der Übersetzungsgeschwindigkeit verändert werden kann.

Der spitze Teil kann ein Konus sein, der mit einer Schraube, die; beweglich, in einem Stützwinkel angeordnet ist, der mit dem drehbaren Körper verbunden sein kann. ·

3ei einer Weiterbildung der Erfindung kann die Antriebswelle einen Teil tragen,· der eine Oberfläche zum Aufwickeln eines langen Gegenstandes, hat, wobei der Abstand der Oberfläche zur Drehachse

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sioh entlang der Drehachse verändert, wodurch auch diese Oberfläche dazu verwendet werden kann, die Übersetzungsgeschwindigkeit zu erhöhen oder zu erniedrigen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform.

Pig. 2 zeigt teilweise im Querschnitt eine Weiterbildung der Ausführungsform gemäß Fig.l.

Fig. 3 zeigt eine andere Weiterbildung der Aus führungs form ge.r.äß Fig.l.

Fig. k zeigt die Darstellung der Abhängigkeit der Zugkraft beim Drehen des drehbaren Körpers mittels verschiedener Kurven.

5 ^eigfc eine Kombination der Ausführungsformen gernäß der . · Fig. J. und -2.

Bei, der Ausführungsform gemäß Fig. 1, ist ein Körper 10 auf einer Welle 11 angeordnet,, welche drehbar in Lagern gelagert ist, so daß sich ü@r Körper 10 in beide Richtungen drehen kann» Ein Ende der Well® 11 erstreekt sieh in ein Gehäuse 12 und 1st drehbar in Lagern 13 und 1^, die sichln einander gegenüberliegenden Wänden 15 und 16 des Gehäuses 12 befinden* angeordnet. Die beiden Wände 15 und 16 sind durch ein zylinderförmiges Gehäuse 17 miteinander verbunden, so daß eine geschlossene zylinderförmige Abdeckung gebildet wird«. Eine Spiralfeder 18 ist zwischen den Wänden 15 und. 1β des Gehäuses angeordnet» Die 'innerste Windung der Spiral "e&es» ist an der Wells 11 und die äußere Windung an der di@ SpiraXfeldei* umgebenden zylindrischen Wand oder Gehäuse 17 , befestigt* Die Fed©? ist so angeordnet, daß sie während der Drehung

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der Welle in einer Richtung ausgezogen oder gespannt wird, so daß die in der Feder enthaltene Energie dazu verwendet werden kann, die Welle in der entgegengesetzten Richtung zurück in ihre Ausgangslage zu drehen. Ferner hat das Gehäuse 12 zwei Befestigungselemente 19, die Bohrungen tragen, um das Gehäuse an einer Stütze befestigen zu können.

Der drehbare Körper 10 ist so ausgebildet, daß ein Draht 20 auf ihn auf-'bzw. von ihm abgewickelt werden kann. Ein Ende des Drahtes wird an dem Körper 10 befestigt und der Draht wird auf dem Kürper von einem Obenflächenende 10a zum anderen Oberflächenende 10b aufgewickelt. Gemäß Fig. 1 geschieht' dies vom linken Ende der Oberfläche zum rechten Ende, wo das freie Ende 20a des Drahtes den Körper verläßt. Der Draht wird so aufgewickelt, daß die Spiralfeder während der Drehung des Körper gespannt wird, wenn das freie Ende des Drahtes nach außen gezogen wird. Wenn am äußeren Drahtende keine Zugkraft angreift, wird durch die Spannung der Feder der Draht auf den drehbaren Körper aufgewickelt.

Der drehbare Körper 10 hat im wesentlichen eine konusartige Form. Aufgrund dieser Form wird der Draht 20 während des AbwickelVorganges beim Abwickeln von einem Punkt abgewickelt, der sich längs einer Erzeugenden auf der Hüllfläche des Konus derart bewegt,daß sichjder Abstand des Punktes von der Drehachse des Körpers während des Abwickeina laufend vergrößert. Dadurch wird der während der ' Drehung wirkende Hebelarm beim Ausziehen des Drahtes länger und länger. Dadurch kann durch eine geeignete Wahl der Steigung der Erzeugenden der Konusfläche im Bezug auf die KQnusachse des drehbaren Körpers die laufend zunehmende Spannung der Feder ausgeglichen werden, so daß die die Feder bewirkende Rückzugkraft einen erwünschten oder befriedigenden Wert während des ganzen Abwickelvorganges aufrecht erhält.

Um eine gleichemäßige Verteilung des Drahtes auf der Konusoberfläche zu erhalten, wird diese mit einer schraubenförmigen Nute 21 geeigneter Weite ausgebildet, die von der Spitze des Konus

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zu seiner Grundfläche verläuft. In dieser Nute wird der Draht angeordnet, so daß die verschiedenen Drahtwindungen auf der Oberfläche des Konus vom Abgleiten längs des Konus verhindert werden.

Der durch die Feder bewirkten Zugkraft kann ein gewünschter Wert an jedem Punkt längs der Oberfläche des drehbaren Körpers während des Abwickeins des Drahtes dadurch gegeben werden, daß die Form des drehbaren Körpers entsprechend geändert wird. Jedoch sind aus praktischen Gründen bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 nur begrenzte Änderungen möglich. Daher wurde die Ausführungsform gemäß Flg. 2 für Anwendungen entwickelt, bei der größere Änderungen der auf den Draht, wirkenden Zugkraft für eine zufriedenstellende Arbeitsweise notwendig sind.

Eine Ausführungsform gemäß Fig. 2 hat verglichen mit der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ein einen weiteren drehbaren Körper 22, der an einer Antriebswelle 23 angeordnet ist. Die zwei drehbaren Körper 10 und.22 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 2k angeordnet. Die Wellen 11 und 23 der beiden Körper erstrecken sich durch einander gegenüberliegende Wände 25 und 26 des Gehäuses. Die Welle 11 des Körpers 10 ist mit der Spiralfeder 18 verbunden. Die Welle 23 des Körpers 22 hat eine Spindel 27* auf der ein langer Gegenstand in der Form eines Bandes.-;28,d. h. eines Gurtes eines Sicherheitsgurtes in einem Auto, aufgewickelt werden kann. Die zwei drehbaren Körper 10 und 22 sind miteinander durch den Zug- ..■ draht 20 verbunden. Ein Ende des Zugdrahtes ist an dem Körper 10 befestigt und das andere Ende am Körper 22. Der Draht ist im wesentlichen auf den Körper 10 aufgewickelt, wenn die Feder nicht ausgedehnt oder gespannt ist. Beim Abziehen des Gurtes 28 von der Spindel 27 dreht sich der Körper 22, so daß der Draht 20 auf diesen während des gleichzeitigen Spannens der Spiralfeder 18 aufgewickelt wird. Wenn auf den Gurt keine Kraft ausgeübt wird, dreht sich der Körper 22 aufgrund der Wirkung der Feder in die entgegengesetzte Richtung, so daß der Gurt 28 automatisch auf die Spindel 27 aufgewickelt wird.

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Durch die Verwendung von zwei drehbaren Körpern 10 und 22, die beide Oberflächen zum Aufwickeln des Drahtes haben, deren Abstand von der Drehachse sich entlang der Drehachse verändert, können bessere Möglichkeiten der durch die Feder auf den langen Gegenstand ausgeübten Zugkraft während des Auf- und Abwickeins des Gegenstandes erhalten werden. Eine wesentlich stärkere Wirkung, die im Prinzip mit der Ausführungsform gemäß der Fig. erhalten wird, kann dadurch erreicht werden, daß die drehbaren Körper zwei Konus sind, und daß die Konus mit zueinander parallelen Achsen und mit in entgegengesetzte Richtungen weisende Spitzen angeordnet werden. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2, bei der/welle 11 zuerst eine höhere Geschwindigkeit und dann eine niedere Geschwindigkeit als die Welle 2j5 hat, ergibt sich keine Schwierigkeit, eine durch die Feder auf den langen Gegenstand ausgeübte Kraft zu erhalten, die laufend während des ganzen Abwickelvorganges abnimmt·. Mit anderen Worten, die Zugkraft ist am kleinsten, wenn der lange Gegenstand vollkommen abgewickelt worden ist. Die Ausfürhungsform gemäß Fig. 2 ist besonders gut zum Aufwickeln von Sicherheitsgurten in Aufeos zu verwenden.

In der Fig. 4- sind Kurven 41-46 gezeichnet: , die die Zugkraft beispielsweise von einem Gurt eines Sicherheitsgurtes als eine Funktion der Anzahl der Drehungen darstellen, die der drehbare Körper, auf den der Gurt aufgewickelt wird, um seine Drehachse ausgeführt hat. Die Kurve 41 zeigt die Verhältnisse bei bekannten Sicherheitsgurten, bei denen der drehbare Körper eine zylindrische Spindel ist, und bei der die Spiralfeder direkt an der Spindel befestigt ist. Die durch die Feder auf den Gurt wirkende Zugkraft nimmt so fortwährend zu, wenn der Gurt von der Spindel abgewickelt wird und sich die Spindel um ihre Achse dreht. Die Kurven 42-44 zeigen drei verschiedene Möglichkeiten, wie man eine sich laufend verringernde Zugkraft am Gurt erhält. Diese Kurven erhält man dadurch, daß man konische oder im wesentlichen konische drehbare Körper 10 und 22 verwendet, wie es in der Fig. S

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•dargestellt ist. Wenn die Erfindung für Sicherheitsgurte in . Autos verwendet wird, ist es nicht notwendig, eine lineare Abnahme der Zugkraft zu erhalten, da auch nichtlineare Verringerungen zufriedenstellende Ergebnisse zeitigen können. Ferner hängt der Verlauf der Kurven von den Eigenschaften der Feder und dem Maß der Durchmesseränderung der Spule des Gurtes während des Auf- und Abwicke-Lns ab. Die Kurve 45 zeigt eine konstante Zugkraft von der Feder. Die Kurve 46 stellt die Möglichkeit/ein Minimum (oder ein Maximum) dadurch zu erhalten, daß die drehbaren Körper 10 und 22 gekrümmte Oberflächen haben. Bei manchen Anwendungen kann ein solcher. Verlauf der Zugkraft erwünscht sein.

Aus den bisherigen Ausführungen ergibt sich, daß die Form der Oberfläche der drehbaren Körper entscheidend für die von der Feder auf den langen Gegenstand ausgeübten Kraft ist. Jedoch ist es recht schwierig, vonvornherein zu wissen, welche Oberflächenformen die besten Ergebnisse ergeben, da einige der zusätzlich wirkenden Größen nur annähernd im voraus berechnet werden können. Es ist daher wünschenswert* daß die Einrichtung so ausgestaltet wird, daß eine gewisse Einstellung bei praktischen Versuchen vorgenommen werden kann. Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist eine solche Einstellung möglich. Der konisch ausgestaltete, drehbare Körper 30 hat an seiner Spitze zwei sich schneidende Schlitze _t. 31 und 32, so daß an der Konusspitze vier Abschnitte 33 entstehen, die zueinander In elastischer Beziehung sind« Zwei der Abschnitte sind In der Fig. 3 zu erkennen. Diese Abschnitte können voneinander weg bewegt werden, so daß der Umfang des drehbaren Körpers an seiner Spitze dadurch zunimmt, daß ein konischer Teil 34 in die Mitte der Schlitze mittels einer Schraube 35 eindringt. Die Schraube 35 ist drehbar in einem Stützwinkel 36 angeordnet, der mit einem Abschnitt 33 des drehbaren Körpers verbunden ist. Der Stützwinkel ist vorzugsweise selbst etwas elastisch, so daß die Spannung zwischen der Schraube und dem Stützwinkel durch die Elastizität des Stützwinkel, verringert wird, wenn die Spitze des Drehkörpers ausgedehnt wird. Die Form des drehbaren Körpers

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kann innerhalb gewisser Grenzen dadurch verändert werden, daß der konische Teil J54 mit dem drehbaren Körper 30 in Eingriff kommt. Dadurch wird die Möglichkeit gegeben, die durch die Feder auftretende Zugkraft einzustellen oder nachzustellen.

Gemäß Fig. 5 ist eine weitere Ausfuhr·ungsform der in der Fig. 2 dargestellten zu sehen. Diese Ausführungsform ist eine Kombination der Ausführungsformen gemäß· der.Fig. 1 und 2, wobei die zylindrische Spindel 27 der Fig. 2 durch einen konischen Körper 50 ersetzt worden ist. Seine Form stimmt mit der des Körpers 10 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 überein. Diese Kombination ermöglicht eine bessere Veränderung der auf den langen Gegenstand wirkenden erwünschten Zugkraft. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 handelt ss sich um einenDraht oder eine Schnur 51. Diese Ausführungsform kann auch für Sicherheitsgurte verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Gurt des Sicherheitsgurtes mit dem Draht oder der Schnur 51 verbunden ist.

Die Arbeitsweise und die Vorteile der Einrichtung, verglichen mit bekannten Einrichtungen zur Verwendung bei aüfwickelbaren Sicherheitsgurten für Autos, kann ohne weiteres durch den folgenden Vergleich verstanden werden. Bei den bekannten Einrichtungen wurde die Spiralfeder direkt mit der Welle der Spindel, auf die der Gurt aufgewickelt wird, verbunden. Wenn der Gurt so weit au gezogen ist, daß die Spindel eine volle Umdrehung ausgeführt hat, ist die Feder infolgedessen um eine Drehung gestreckt worden, wobei für die aufgebrächte Arbeit eine gewisse Zugkraft auf den Gurt während des Ausz.iehens aufgewendet werden mußte» Wenn eine erfindungsgemäße Einrichtung vorhanden ist, d.h. gemäß Fig. 2, lie gt eine sich ändernde Übersetzung zwischen der Spindel und der Spindelwelle vor, was bedeutet, daß,wenn zu Beginn des Ausziehvorganges des Gurtes die Spindel eine volle Drehung ausgeführt hat, die Feder um mehrere Umdrehungen ausgezogen wird. Das bedeutet, daß eine größere Arbeit geleistet wurde , und daß eine größere Zugkraft am Gurt notwendig war. Wenn die Spindel am Ende des Aufziehvorganges des Gurtes eine Umdrehung aus-

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führt, wird die Feder um weniger als eine Umdrehung aufgrund der Geschwindigkeitsübersetzung ausgezogen, was bedeutet, daß weniger Arbeit geleistet worden ist und daß die notwendige Zugkraft infolgedessen geringer war. Bei diesem Vergleich wurdejaÄnderung des Durchmessers der Gurtspule und die Änderung der Federspannung während des Aufziehvorganges nicht berücksichtigt, da diese Größen sich in gleicher Weise in beiden Fällen ändern. Aus dem Vergleich ergibt sich, daß die durch den Gurt auf einen angeschnallten Menschen ausgeübte Kraft wesentlich kleiner ist, wenn eine erfin·? dungsgemäße Einrichtung verwendet wird, und daß die Geschwindigkeitsübersetzung zwischen der Spindel und der Federwelle in der angegebenen Weise während des Ausziehvorganges des Gurtes verändert wird.

Durch die Erfindung ist es möglich, auf den aufgewickelten langen Gegenstand während des Auf- und Abwickeins eine sich ändernde Zugkraft durch die Feder zu erhalten, wodurch man Ansprüchen bei verschiedenen Anwendungen gerecht wird. Die Erfindung hat auch den Vorteil, daß eine wesentlich kürzere Feder im Federgehäuse verwendet werden kann und daß die Anforderungen an die Eigenschaften der Feder nicht so hoch zu sein brauchen. Eine kürzere Feder zusammen mit geringeren Ansprüchen an die Eigenschaften der Feder ergibt geringere Herstellungskosten für die Feder. Auch kann die bereits erwähnte Vorspannung der Feder verringert werden.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung können geschaffen werden. Die Oberflächen der drehbaren Körper können beispielsweise gekrümmte Erzeugende haben und ein Ende kann einen kleineren Umfang als das andere haben oder die Enden können auch gleiche Umfange haben, so daß ein . konkaver oder konvexer zylindrischer Körper gebildet wird. Wenn zwei drehbare Körper verwendet werden, reicht es manchmal aus, daß nur ein Körper so ausgestaltet ist, daß die Oberfläche von der Drehachse elnemiAbstand hat, der sich längs der Drehachse verändert. Der andere Körper kann als ein Zylinder ausgebildet sein, dessen Durchmesser so gewählt worden ist, daß man eine geeignete Geschwindigkeitsübersetzung zwischen beiden drehbaren Körpern erhält. Der dargestellte Zugdraht zwischen den beiden drehbaren Körpern kann durch eine Getriebeein-

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richtung oder ein anderes Antriebsrad, ersetzt werden. Statt dem Körper, auf den der lange Gegenstand aufgewickelt werden soll, eine Oberfläche mit sich änderndem Durchmesser zu geben, ist es auch möglich, eine zylindrische Oberfläche zu verwenden und mittels einer Übersetzung, die an sich bekannte Elemente enthält, eine sich ändernde Geschwindigkeitsübersetzung zwischen der Oberfläche, auf der der lange Gegenstand aufgewickelt wird, und der Einrichtung, durch die die Feder ausgedehnt .-wird, zu schaffen. Die Oberflächen können aus einem Werkstoff mit einer großen Reibung oder aus elastischem Material, z.B. Gummi, Kunststoff, Kunststoffschaum hergestellt sein. In einem solchen Fall kann auf die Nute verzichtet werden, wodurch eine, wirkungsvollere Ausnutzung der Oberfläche erfolgt, so daß kleinere drehbare Körper verwendet werden können. Ferner ist es möglich, andere Federarten als die in den Figuren dargestellte zu verwenden. ,Der Zugdraht kann auch durch Ketten oder ähnliche verformbare Zugeinrichtungen ersetzt werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung wurde im Zusammenhang mit Sicherheitsgurten beschrieben, sie kann jedoch auch für andere Verwendungszwecke eingesetzt werden. Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 kann beispielsweise zum Aufwickeln biegsamer Röhren verwendet werfen, die zur Verwendung ausgezogen werden müssen und nach der Verwendung automatisch aufgewickelt werden, wenn es erwünscht wird, den durch die Feder hervorgerufenen Anstieg der Zugkraft, die für das automatische Aufwickeln benötigt wird, auszugleichen oder auszuschließen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 ist bei an der Raumdecke befestigten Arbeitsmaschinen gegeben, die beim Einsatz nach unten zum Arbeitsplatz gezogen werden müssen. Bei solchen Maschinen stellt eine große Rückzugskraft beim Ausführen der Arbeit einen beträchtlichen Nachteil dar.

Schließlich sind die Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 5 vorzugs-'weise ohne Spiralfeder für Laufkräne als Geschwindigkeitsübersetzung zwischen einem Zugdraht und einem Draht, der eine Last

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trägt, geeignet. Der Lastdraht kann vorzugsweise auf eine Trommel gewickelt werden, die statt der Spiralfeder eingesetzt wird. Die notwendige Zugkraft am Zugdraht wird beim Hochziehen kleiner und kleiner. Die Vorrichtung würde dann als ein Drehmomentwandler arbeiten»

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Claims

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1. J Federangetriebener Spulenkern, der auf einer Achse in zwei ^— Richtungen drehbar angeordnet ist und auf den ein biegbarer, langer Gegenstand aufwickelbar ist, wobei der Spulenkern mit einer Feder in Eingriff steht, die durch die Drehung des Spulenkernes während des Abwickeins des langen Gegenstandes ausziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Punkt, an dem der lange Gegenstand den drehbaren Körper während des Abwickeins verläßt, über eine Übersetzung mit der Feder verbunden ist, wobei die Übersetzung ein Übersetzungsverhältnis hat, weiches während der Drehung des Körpers veränderbar ist, wodurch die erwünschte, von der Feder auf den langen Gegenstand ausgeübte momentane Zugkraft erhaltbar ist.

2. . Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des drehbaren Körpers (10) auf der der lange Gegenstand (20) aufge-■ wickelt ist, von der.Drehachse einen Abstand hat, der über die j Länge der Drehachse veränderbar ist, wodurch der Punkt, an dem der lange Gegenstand abgewickelt wird, auf der Oberfläche während des Abwickelns bewegbar ist, wodurch die Länge des Hebelarmes zwischen der Achse und der Oberfläche des Kernes (LO) veränderbar ist, so daß ein veränderbares Übersetzungsverhältnis entstehbar ist.

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3. Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper (10) eine konische Oberfläche hat.

4. . Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch 2 - . .. "■

gekennzeichnet, daß die Oberfläche des dreh-. baren Körpers (1O) so ausgebildet ist, daß ein Abrutschen des langen Gegenstandes (20) von der Oberfläche in axialer Richtung verhinderbar ist,

5» Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch 4# dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des drehbaren Körpers (10) mit einer schraubenförmigen Nute (21) für den längen Gegenstand (20) ausgebildet ist, wobei die Nute zwischen den beiden Seitenflächen (10a, 10b) des drehbaren Körpers verläuft.

6. Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper eine Antriebswelle (2J) ist, und daß ein erster drehbarer Körper (22) koaxial zur Antriebswelle (23) und mit ihr drehbar verbunden ist, und daß ein zweiter drehbarer Körper (10) vorhanden ist, dessen Welle (11) parallel zur Welle (23) des ersten drehbaren Körpers * und mit der Feder (18) verbunden ist, wobei mindestens einer der Körper eine Oberfläche hat, deren Abstand zur Drehachse längs der Drehachse veränderbar ist, und daß ein Zugdraht (20) mit einem Ende, am ersten Körper (22) und mit dem anderen Ende am zweiten Körper (10) befestigt ist, wobei er auf die drehbaren Körper längs ihrer Oberflächen so aufwickelbar ist, daß durch die Drehung der Antriebswelle in einer Richtung der Zügdraht (20) auf den ersten Körper (22) aufwickelbar ist, wodurch die Feder (18) ausziehbar oder spannbar ist.

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7,. Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der drehbaren Körper (10, 22) die Form eines Konus hat.

8., Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide drehbaren Körper (10, 22) konusartig ausgebildet sind, wobei die Konus einan-■ der gegenüberliegend und mit ihren Spitzen in entgegengesetzte Richtungen weisend angeordnet sind, und daß der Zugdraht (20) während des Ausziehens der Feder von der Spitze des Konus (10), der mit der Feder (18) verbunden ist, abwickelbar und auf das breitere Ende des Konus (22), der mit der Antriebswelle (2J) verbunden ist, aufwickelbar ist.

9, - Federangetriebener Spulenkern nach Anspruchs , dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der beiden drehbaren Körper (10, 22) so ausgebildet sind, daß das Abrutschen des Zugdrahtes (20) verhinderbar ist.

10. Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch9 , dadurch gekennzeichnet, daß jede der Oberflächen der drehbaren Körper eine schraubenförmige Nute (21) für den Zugdraht hat, die von der Spitze zur Breitseite des Konus verläuft. .

11, Federangetriebener Spulenkern nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Aufwickeln eines Sicherheitsgurtes drehbare Spindel (27) vornan-, den ist, und daß die Spindel (27) an der Antriebswelle (23) · und konzentrisch zu ihr angeordnet ist, und daß die Spiralfeder (18) konzentrisch zur Welle (11) des zweiten drehbaren· Körpers (10) angeordnet ist, wobei ihr inneres Ende mit der Welle (11) und ihr äußeres Ende mit einem Teil (17) verbunden ist, welches in fester Beziehung zur Welle (11) steht, die. sich von dem drehbaren Körper (10) in entgegengesetzter Richtung in Bezug auf die Antriebswelle (23) des ersten dreh-

' baren Körpers (22) erstreckte

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12.« Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch 1.1,

dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Körper (10, 22) in einejm gemeinsamen Gehäuse (24) angeordnet sind, und daß die Wellen (11, 23) sich durch einander gegenüberliegenden Wände (26, 25) des Gehäuses erstrecken, wobei sich die Welle (23) des ersten drehbaren Körpers (22) in eine die Spindel (27) und einen Gurt (28) des Sicherheitsgurtes auf der Spindel umgebende Abdeckung erstreckt, und daß die Weite (11) des zweiten drehbaren Körper (10) sich in eine Abdeckung (12), die die Feder (18) umgibt, erstreckt,

13,. Federangetriebener Spulenkern nach einem dar Ansprüche 1-12 dadurch gekennzeichnet ' , daß wenigstens einer der drehbaren Körper (30) axiale Schlitze (31, 32) an einem Ende hat, und daß ein spitzer Teil (34) in die Schlitze des drehbaren Körpers einführbar ist, wodurch die geschlitzten Enden ausdehnbar sind, und daß dadurch der Umfang des drehbaren Körpers veränderbar und die Übersetzungsgeschwindigkeit einstellbar ist. · . ■

14, Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Teil ein Konus

(34) ist, der an einer Schraube (35) angeordnet ist, die in einem an dem drehbaren Körper (30) befestigten Stützwinkel

(36) beweglich angeordnet ist.

15... Federangetriebener Spulenkern nach Anspruch β , dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle einen Körper (50) hat, der eine Oberfläche zum Aufwickeln eines langen Gegenstandes (51) trägt, wobei der Abstand der Oberfläche zur Drehachse längs der Achse veränderbar ist, wodurch diese Oberfläche zum Erhöhen oder Erniedrigen der Übersetzungsgeschwindigkeit einsetzbar ist.

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