DE2726581A1

DE2726581A1 - Aufwickel- und abwickelvorrichtung, insbesondere fuer riemen von sicherheitsgurten

Info

Publication number: DE2726581A1
Application number: DE19772726581
Authority: DE
Inventors: Rene Gabriel Fildermann
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1976-06-16
Filing date: 1977-06-13
Publication date: 1977-12-29
Also published as: BR7703900A; FR2354951A1; IT1084111B; ES459736A1; FR2354951B1

Description

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Aufwickel- und Abwickelvorrichtung, insbesondere für Riemen von Sicherheitsgurten.

Gegenstand der Erfindung ist eine Aufwickel- und Abwickelvorrichtung, insbesondere für Riemen für Sicherheitsgurte, im besonderen für Sicherheitsgurte von Kraftfahrzeugen.

Sie hat auch einen mit einer derartigen Vorrichtung versehenen Sicherheitsgurt für Kraftfahrzeuge zum Gegenstand.

Es sind bereits zahlreiche Aufwickel- und Abwickelvorrichtungen für die Riemen von Sicherheitsgurten bekannt, d.h. Vorrichtungen, welche einerseits den Riemen beständig aufzuwickeln suchen und andererseits die Abwicklung des Riemens solange zulassen, wie diese mit einer Beschleunigung vorgenommen wird, welche kleiner als ein bestimmter Wert ist, während diese Abwicklung verhindert wird, wenn sie mit einer über diesem Wert liegenden Beschleunigung erfolgt.

Diese bekannten Vorrichtungen sind verhältnismäßig verwickelt und haben häufig einen zu großen Platzbedarf. Sie sind ausserdem so ausgebildet, daß die Blockierung des Riemens, wenn dieser einer Beschleunigung unterworfen wird, welche größer als dieser bestimmte Wert ist, erst nach der Abwicklung einer gewissen Riemenlänge erfolgt, welche übrigens für aufeinanderfolgende Blockierungen verschieden ist. Schließlich gestatten die bekannten Vorrichtungen eine Abwicklung des Riemens nach einer Blockierung nur, wenn zunäohst eine kurze I&nge des Riemens wieder aufgewickelt wurde.

Die Erfindung bezweckt die Lieferung einer Aufwickel- und Abwickelvorrichtung, insbesondere für Riemen von Sicherheitsgurten, deren die Abwicklung des Riemens entsprechend der Beschleunigung, mit welcher an dem Kiemen gezogen wird, zulassender oder verbietender Mechanismus gleichzeitig einfach und kräftig ist.

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Die Erfindung bezweckt aiEh die Lieferung einer Auf- und Abwickelvorrichtung, bei welcher die Blockierung des Riemens praktisch ohne Herausziehen des Riemens und jedenfalls gleichmässig fUr alle Vorrichtungen des gleichen Typs und für aufeinanderfolgende Blockierungen erfolgt.

Die Erfindung bezweckt ferner die Herstellung einer derartigen Vorrichtung, bei welcher nach einer Blockierung des Herausziehens des Riemens dieser von neuem abgewickelt werden kann, ohne daß er vorher von neuem aufgewickelt werden muß.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Herstellung einer derartigen Vorrichtung, bei welcher der die Abwicklung des Riemens zulassende oder verbietende Mechanismus ein Trägheitsmechanismus ist, welcher weder Schmiermittel noch Dichtungen aufweist.

Die Erfindung bzweckt ferner die Herstellung einer derartigen Vorrichtung, bei welcher der Trägheitsmechanisraus einerseits einen geringen Platzbedarf hat und andererseits leicht so eingestellt werden kann, daß er den verschiedenen, von den für die Sicherheit zuständigen Behörden aufgestellten Normen genügt.

Die Erfindung bezweckt schließlich die Herstellung einer Aufwickel- und Abwickelvorrichtung für Riemen, welche beim normalen Abwickeln des Riemens geräuschlos arbeitet, im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, welche insbesondere bei Verwendung von Klinkenrädern oder Klinken im allgemeinen geräuschvoll sind.

Eine erfindungsgemäße Aufwickel- und Abwickelvorrichtung für Riemen, welche an einem Gestell eine drehbare Welle aufweist, welche unter der Wirkung einer Feder steht, welche den Riemen ständig auf die Welle aufzuwickeln sucht, wobei ein Trägheitsmechanismus vorgesehen ist, welcher die Aufwicklung sowie die Abwicklung des Riemens solange zuläßt, wie diese mit einer Beschleunigung erfolgt, welche kleiner als ein bestimmter Wert ist, während sie verhindert wird, wenn dieser Wert überschritten wird, wobei dieser Mechanismus einen Freilauf aufweist, welcher einen Trägheitsteil enthält, welcher teilweise Mittel, z.B. Kugeln, einschließt, welche zwischen einem fest mit dem Gestell verbundenen festen Teil und einer zweiten Welle angeordnet sind, welche der Welle zugeordnet ist, an welcher der Riemen befestigt ist, wobei auf diesen Trägheiteteil ständig ein elastisches Organ ein bestimmtes RUckholmoment in

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dem der Abwicklung dee RiemenB entsprechenden Sinn ausübt, wobei diese zweite Welle am Umfang Ausnehmungen aufweist, welche die Mittel, z.B. Kugeln,zum Zusammenwirken mit dem fest mit dem Gestell verbundenen festen Teil durch Klemmen bringen, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitsteil an seinem Umfang Zähne aufweist, welche mit als Pendel, als kippbares Organ o. dgl. ausgebildeten Mitteln zusammenwirken können, um die Abwicklung des Riemens bei einem Umkippen der Vorrichtung zu verhindern.

Das die elastische Kraft ausübende Organ ist zweckmäßig eine Spiralfeder oder ein Federblatt oder ein Klaviersaitendraht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Rampen des Freilaufs, d.h. die Flächen, welche die Kugel, Rollen, Walzen o.dgl. durch Klemmen mit dem fest mit dem Gestell verbundenen festen Teil zusammenwirken lassen, durch Ausschrägungen am Umfang der Welle gebildet, an welcher der Riemen befestigt ist, oder der dieser Welle zugeordneten Welle.

Bei einer anderen Ausführungsform trägt die Welle oder die Achse eine Scheibe mit Ausnehmungen, deren Böden die Rampen bilden, während der Trägheitsteil durch eine Muffe gebildet werden, deren eines Ende durch eine Platte abgeschlossen ist, welche zwischen der Scheibe und einem festen Flansch angeordnet ist, welcher fest mit dem Gestell der Aufwickel- und Abwickelvorrichtung verbunden ist.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Wegbrechung von Teilen.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig.1 in größerem Maßstab.

Fig. 4 iet eine Seitenansicht eines Trägheitsteils der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig.

Fig. 6 ist eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform.

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Fig. 7 ist ein Schnitt längs der Linie 7-7 der Fig. 6.

Fig. 8 ist eine in Richtung des Pfeils A gesehene Ansicht des Trägheitsmechanismus der in Fig. 6 und 7 dargestellten Vorrichtung, wobei der Schutzkasten entfernt ist.

Fig. 9 ist eine Seitenansicht des Trägheitsteils des in Fig. 6 und 7 dargestellten Freilaufs.

Fig. 10 ist ein Schnitt längs der Linie 10-10 der Fig. 9.

Fig. 1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufwickel-und Abwickelvorrichtung für Riemen. Die Vorrichtung weist eine Welle 10 auf, welche drehbar in festen Flanschen 11 und 12 eines Gestells 13 gelagert ist. An der Welle 10 ist ein Ende einer Rückholfeder 14 befestigt, welche die Welle 10 beständig in dem Sinn zu verdrehen sucht, welcher der Aufwicklung eines Riemens S auf diese Welle entspricht, z.B. des Riemens eines Sicherheitsgurtes, welcher an einem Ende an dieser Welle in einem Längsschlitz 15 derselben befestigt ist. Ein in einem Gehäuse 17 (Fig. 2) eingeschlossener Mechanismus 16 ermöglicht die freie Aufwicklung des Riemens S auf die Welle 10 unter der Wirkung der Feder 14, sowie die Abwicklung des Riemens von der durch die Windungen auf der Welle 10 gebildeten Reserve R aus, wenn an dem Riemen S in der Richtung des Pfeils F durch eine Bewegung gezogen wird, deren Beschleunigung kleiner als ein bestimmter Wert ist, während die Abwicklung des Riemens bei einer über diesem Wert liegenden Beschleunigung verhindert wird.

Der Mechanismus 16, welcher an dem der Befestigungsstelle der Feder 14 entgegengesetzten Ende der Welle 10 angeordnet ist, wird durch einen Freilauf gebildet, dessen "Antriebsorgan" das Ende 20 der Welle 10 ist, welches eine Schulter 21 an seiner Verbindung mit einem Wellenstumpf 21' aufweist. An dem Umfang des Teils 20 der Welle 10 sind wenigstens drei Ausnehmungen 22 ausgebildet, welche, wie aus Fig. 2 hervorgeht, Auaschrägungen bilden, deren jede durch eine Rampe 23 und eine zu der Achse 25 der Welle 10 parallele Rodenwand 24 sowie durch eine zu dieser Achse senkrechte Fläche 26 begrenzt wird. In jeder Ausnehmung 22 ist teilweise eine Walze 27 untergebracht, deren Durchmesser größer als die senkrecht zu der Achse 25 gemessene Abmessung der Wand 24 ist, so daß die Walzen 27 gegenüber der äußeren Seitenfläche 28 des Endabschnitte 20 vorspringen.

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Die Welle 10 trägt auf der Schulter 21 einen Teil 30 (Fig. 4 und 5), welcher einen Trägheitsteil bildet und eine Muffe 31 mit Ausaparungen 32, deren Umfangelänge ein klein wenig größer als der Durchmesser der teilweise in diesen Aussparungen liegenden Walzen 27 ist, und einen Ring 33 aufweist, dessen Umfang Zähne 34 trägt. Der einen Käfig für die Walzen 27 bildende Teil 30 ist auf der Welle 10 lose drehbar, und auf ihn wirkt beständig mit einem bestimmten Ruckholmoment ebenso wie auf die Walzen 27 eine Spiralfeder 35, deren eines Ende 36 an dem Ring 33 befestigt ist, während ihr anderes Ende 37 in einen Schlitz des Endes 21 ' der Welle 10 eingeführt ist, wobei die Feder durch eine auf beliebige geeignete Weise an dem Wellenende 21· befestigte Rückhalteplatte 38 geschützt ist.

Der Freilauf weist außerdem einen Ring 40 auf, welcher fest mit dem Flansch 12 verbunden ist oder mit diesem ein Stück bildet und aus einem radiale Druckkräfte aushaltenden Material besteht. Der innere Halbmesser der Muffe 40 ist etwas größer als der der Muffe 31 und auch größer als der Abstand der Achse 25 von dem äusseren Umfang einer Walze 27, wenn diese mit der Wand 24 in Berührung steht, wie in Fig. 2 dargestellt. Dieser Abstand wird gleich diesem Halbmesser, wenn die Walze 27 durch die Rampe 23 nach dem Äußeren der Welle 10 verschoben wird, so daß die Walzen durch Klemmen mit dem Ring 40 zusammenwirken.

Bei einer nicht dargestellten AusführungsabWandlung ist das "Antriebsorgan" des Freilaufs eine der Welle 10 zugeordnete Achse, welche z.B. mit der Welle durch eine mechanische Übertragung mit Zahnrädern gekuppelt ist.

Die Zähne 34 sollen mit einer Verriegelungsvorrichtung 80 mit einem kippbaren Organ 81 oder Pendel o.dgl. zusammenwirken. Wie weiter unten ausgeführt, verhindert die Vorrichtung 80 das Herausziehen des Riemens bei einem Umkippen des Kraftfahrzeugs.

Die Vorrichtung 80 ist in dem gleichen Gehäuse 17 wie der Mechanismus 16 angeordnet.

Das kippbare Organ 81 besteht aus einem Werkstoff mit hohem spezifischem Gewicht, und sein Schwerpunkt liegt in seinem oberen Teil. Dieses Organ 81 weist unten eine Öffnung 82 auf, welche teilweise einen Vorsprung 83 einer festen Basis 84 übergreift. Der obere Teil des Organs 81 weist etwa die Form eines Kegels 85 auf, dessen Spitze nach unten gerichtet ist.

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In dem Kegel 85 ruht die ebenfalls konische Basis 86 eines lotrechten Stabes 87, welcher lotrecht durch eine Öffnung des Gehäuses 88 der Vorrichtung 80 geführt wird.

Im normalen Betrieb befindet sich, wie weiter unten erläutert, das obere Ende des Stabes 85 unterhalb der Zähne 34.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:

Wenn die Welle 10 in dem Sinn des Pfeils f in Umdrehung versetzt wird, welcher der Aufwicklung des Riemens auf die Welle 10 entspricht, stehen die Walzen 27 mit den Wänden 24 in Berührung, so daß sich die Welle frei drehen kann.

Wenn man den Riemen S abwickelt, d.h. von der Reserve R abzieht, wird die Welle 10 in dem Sinn des Pfeils f · in Umdrehung versetzt. Die Spiralfeder 35 übt ständig auf den Teil 30 und die Walzen 27 eine Kraft in dem Sinn des Pfeils f' aus, welcher f entgegengesetzt ist, und hält die Walzen mit den Wänden 24 in Berührung, so daß sich die Welle 10 frei drehen kann, solange ihre Winkelbeschleunigung nicht einen bestimmten Schwellenwert übersteigt, welcher durch das Rückholmoment der Feder 35 festgelegt ist, welche den Teil 30 und die Walzen 27 nicht zur Einwirkung kommen läßt. Dieser Betriebszustand entspricht z.B. dem Anlegen des Sicherheitsgurtes durch den Benutzer, oder auch verhältnismäßig langsamen Bewegungen des den Gurt tragenden Benutzers, z.B. Bewegungen in Richtung auf den Handschuhkasten oder das Instrumentenbrett eines Kraftfahrzeugs bei einem Sicherheitsgurt für ein derartiges Fahrzeug.

Wenn dagegen die Winkelbeschleunigung der Welle 10 den bestimmten Schwellenwert übersteigt, bewirkt die Trägheit des Teils 30 eine Verdrehung gegenüber der Welle 10, sobald das entgegenwirkende Rückholmoment der Feder 35 überwunden ist. Diese Verdrehung des Teile 30 bewirkt die gleichzeitige phasengleiche Relativbewegung der Walzen 27 in dem Sinn de,s Pfeils f, und das Zusammenwirken dieser Walzen mit den Rampen 23, wodurch die Walzen gegenüber der Außenfläche 28 des Endes 20 der Welle 10 weiter vorspringen, bewirkt die Verklemmung der Walzen zwischen der Oberfläche 23 der Rampen vnd der Innenfläche des Ringes 40. Hierdurch wird die Drehung der Welle 10 blockiert, wodurch jedes weitere Herausziehen des Riemens aus der Reserve R verhindert wird. Eine derartige Arbeitsweise tritt z.B. bei einer plötzlichen Verlangsamung des mit einer derartigen

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Aufwickelvorrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs auf. Die Vorrichtung 80 verhindert auch das Herausziehen des Riemens bei einem Umkippen des Kraftfahrzeugs. In diesem Fall kippt das Organ 81 und hebt den Stab 87 an, welcher zwischen zwei Zähne 34 des Trägheitsteils 30 tritt. Man erhält also die Blockierung der Welle 10, wenn die Vorrichtung einer plötzlichen Verlangsamung ohne Herausziehen des Riemens unterworfen wird.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Blokkierung des Riemens ohne wesentliches Herausziehen desselben aus der Reserve R.

Außerdem genügt es, wenn man den Riemen nach der Blockierung abzuwickeln wünscht, die auf den Riemen ausgeübte Kraft aufzuheben, ohne daß ein Rücklauf erforderlich wird, wie bei den bekannten Vorrichtungen, wo ein derartiger Rücklauf erforderlich ist, um eine Klinke aus einer Verzahnung herauszuziehen.

Bei der Ausführung der Fig. 6 bis 10 hat die Aufwickel- und Abwickelvorrichtung einen dem Aufbau der oben beschriebenen Ausführungsform entsprechenden allgemeinen Aufbau. Sie weist ebenfalls ein (restell 45 mit querliegenden Flanschen 46 und 47 auf, in welchen eine Welle 48 mit der Achse 49 drehbar gelagert ist. An die Welle 48 ist eine Rückholfeder 50 angehängt, welche ständig die Welle 48 in dem einer Aufwicklung des Riemens auf die Welle entsprechend den Windungen einer Riemenreserve R entsprechenden Drehsinn zu verdrehen sucht.

Der Freilauf 51» welcher in einem Gehäuse 52 eingeschlossen ist und die Aufgabe des Mechanismus 16 der vorhergehenden Ausführungsform erfüllt ,weist hier die "axiale" Bauart auf. Er enthält eine drehfest mit der Welle 48 verbundene Scheibe 53 und auf der inneren Stirnfläche 54 dieser Scheibe Ausnehmungen 55, deren Umriß im Grundriß die Form von gebogenen Langlöchern mit abgerundeten Enden 56 und 57 (Fig. 7) hat> und deren Boden eine Rampe 58 ist. In den Ausnehmungen 55 liegen teilweise Kugeln 59, welche auch z.T. in Öffnungen 60 eines Trägheiteteile 61 (Fig. 9 und 10) liegen, welcher mit seiner mittleren Öffnung 62 auf der Welle 48 lose drehbar ist und eine an einem Ende durch eine Scheibe 64 geschlossene Muffe 63 aufweist.

Der zu der Welle 48 gleichachsige Trägheitsteil 61 umgibt

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die Scheibe 53 und ist mit dieser durch eine Feder 65 (Fig. 8) verbunden, deren eines Ende 66 in einen Schlitz der Muffe 63 und deren anderes Ende 67 in einen Schlitz der fest mit der Scheibe 53 verbundenen Welle 48 eingeführt ist.

Bei dieser Ausführungsform wird das feste Organ des Freilaufs, mit welchem die Kugeln 59 zusammenwirken, durch den Flansch 47 gebildet.

Die Muffe 63 besitzt an ihrem Umfang Zähne 90, welche sich nur über einen Teil ihrer axialen Länge erstrecken. Diese Zähne 90 sollen mit einer der Blockierungsvorrichtung 80 entsprechenden Vorrichtung 8O₁ zusammenwirken.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform entspricht der der vorhergehenden Ausführungsform. Der Freilauf 51 gestattet die Aufwicklung des Riemens auf die Welle 48 unter der Wirkung der Rückholfeder 50 sowie auch die Abwicklung von dieser Welle, solange die Winkelbeschleunigung der Welle kleiner als ein durch die Feder 65 bestimmter Schwellenwert ist. Wenn dieser Schwellenwert überschritten wird, wird der Trägheitsteil 61 gegenüber der Scheibe 53 verdreht, und diese bewirkt durch die Rampen 58 ihrer Ausnehmungen 55 die Verklemmung der Kugeln 59 zwischen der festen Wand 47 und der Scheibe 53 und somit die Blockierung der Welle 48.

Bei einem Umkippen des Kraftfahrzeugs arbeitet die Vorrichtung 80. in der gleichen Weise wie die Vorrichtung 80 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.

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Claims

Patentanwalt 27 26581 Diplom-Physiker Roinvricd Frhr. v. C

D-35OO Kassel Brüder-Grimm-Platz 4 Telefon (O561) 1 53 35

D 4796

SOCIETE ANONYME FRANCAISE DU FERODO, Paris (Frankreich)

PATENTANSPRÜCHE

M J Aufwickel- und Abwickelvorrichtung für Riemen, welche an einom Gestell eine drehbare Volle aufweist, welche unter der Wirkung einer Feder steht, welche den Riemen ständig auf die Welle aufzuwickeln sucht, wobei ein Trücheitomechaniomus vorgonehen ist, welcher die Aufwicklung sowie die Abwicklung des Riemono oolange zuläßt, wie diese mit einer Beschleunigung erfolgt, welche kleiner als ein bestimmter Wert ist, während sie verhindert wird, wenn dieser Wert überschritten wird, wobei dieser Mechonismua einen Freilauf aufweist, welcher einen Trägheitsteil enthält, welcher teilweise Mittel. , z.B. Kugeln, ein3chließt, welche zwischen einom fest mit dem Gestell verbundenen festen Teil und einor zwoiten Wolle angeordnet sind, welche der Welle zugeordnet ist, mi welcher der Riemen befestigt ist, wobei auf dioaen Trägheitsteil ständig ein elastisches Organ ein bestimmtes Rückholmoment in dom der Abwicklung dee Riemens entsprechenden 3inn ausübt, wobei diese zweite Welle am Umfang Ausnehmungen aufweist, welche die Mittel, z.B. Kugeln, zum Zusammenwirken mit dem fest mit dem Gestell verbundenem festen Teil durch Klemmen bringen, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitsteil an seinem Umfang Zähne (34, 90) aufweist, welche mit als Pendel, ala kippbares Organ oder dergleichen ausgebildeten Mitteln (80, 8O₁) zusammenwirken können, um die Abwicklung des Riemens (S) bei einem Umkippen der Vorrichtung zu verhindern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fest mit dem Gestell verbundene feste Teil eine zylindrische Klemmfläche mit Kreisquerschnitt aufweist.

3· Sicherheitsgurt, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Aufwickel- und Abwickel vorrichtung für einen Riemen gemäß Anspruch 1 oder 2 aufweist.

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INSPECTED