DE2815682A1

DE2815682A1 - Drehvorrichtung fuer den antrieb eines beweglichen elements

Info

Publication number: DE2815682A1
Application number: DE19782815682
Authority: DE
Inventors: Jean-Francois Tillac
Original assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Current assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Priority date: 1977-04-20
Filing date: 1978-04-11
Publication date: 1978-11-09
Also published as: FR2387662B1; DK170178A; MX144836A; LU79459A1; DE2815682C2; JPS53133829A; SE7804371L; IT7867831A0; DE2857840C2; IE780573L; ZA782060B; CA1089831A; IE46685B1; GB1563988A; FR2387662A1; BE866196A; IT1108626B; US4191344A; JPS6058062B2; SE422886B

Description

Societe Nationale des Poudres et Explosifs 12, quai Henri IV₃ 75l8l Paris Cedex 04 (Prankreich)

Drehvorrichtung für den Antrieb eines beweglichen

Elements

Die Erfindung betrifft eine Drehvorrichtung für den Antrieb eines beweglichen Elements, das mit einem verschiebbaren Organ verbunden ist, etwa mit einem Sicherheitsgurt für den Schutz von Personen in einem Fahrzeug, mit einem die Drehung des beweglichen Elements führenden Rahmens und mit einer Antriebseinrichtung für die Drehung des beweglichen Elements gegenüber dem Rahmen.

Derartige Vorrichtungen enthalten einen Rahmen, der am Aufbau des Fahrzeugs befestigt werden kann, eine Aufwickeltrommel des Sicherheitsgurts, gegebenenfalls eine Rückwickeloder Blockiereinrichtung der Aufwickeltrommel, eine Dreheinrichtung der Aufwickeltrommel zur Drehung im Aufwickelsinn des Sicherheitsgurts und eine Auslöseeinrichtung, die mit einem Kollisionsdetektor verbunden und in der Lage ist, eine Druckkammer unter Druck zu setzen, die im allgemeinen durch eine von einem beweglichen Kolben verschlossene Bohrung gebildet wird.

Rückzugeinrichtungen für Sicherheitsgurte, die für den Schutz von Personen in Fahrzeugen verwendet werden, sind seit mehreren Jahren bekannt. Diese Rückzugeinrichtungen ermöglichen ein Spannen des in Berührung mit der zu schützenden Person stehenden Sicherheitsgurts nur bei einem Zusammenstoß, was dem Fahrer oder den Fahrgästen eine große Bewegungsfreiheit läßt, solange sich das Fahrzeug unter normalen Bedingungen

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befindet, wobei der Sicherheitsgurt der geringen Rückholkraft der Aufwickelvorrichtung unterworfen ist.

Eine erste Gruppe dieser Rückzugvorrichtungen besteht aus mit Treibsätzen arbeitenden Stellzylindern mit geradem Zug, deren ausgefahrene Länge ihre Anbringung im Fahrgastraum von Fahrzeugen behindert und überdies Unfallgefahren durch Unaufmerksamkeit mit sich bringt, wenn das System ausgefahren ist, was die normale Stellung ist, solange kein Zusammenstoß stattfindet.

Eine zweite Gruppe dieser Rückzugvorrichtungen besteht aus drehenden Antriebsvorrxchtungen. Jedoch besitzen die vorhandenen Vorrichtungen meistens einen Kolben, der durch Steuerorgane verlängert ist, die ein Übertragungssystem betätigen, das entweder eine aus Zahnrad und Zahnstange bestehende Anordnung oder eine Anordnung mit schraubenförmiger Rampe ist. Derartige Vorrichtungen weisen aufgrund der Verwendung eines in der Verlängerung des Kolbens angeordneten Übertragungssystems einen großen Platzbedarf auf.

Bei der zweiten Gruppe dieser durch Drehantriebsvorrichtungen gebildeten Rückzugsvorrichtungen sind zu nennen: die in der FR-PS 2 136 755 beschriebenen Aufwickelvorrichtungen mit Turbine, die aber kein großes Drehmoment entwickeln und überdies das Entfernen von Verbrennungsgasen hoher Temperatur erfordern, und die in der FR-PS 2 279 429 beschriebenen Aufwickelvorrichtungen mit einem ringförmigen Kolben, der innerhalb der Aufwickeltrommel ankuppelbar ist, und gleichzeitig ein Antriebs- und Drehelement ist, wobei diese Art von Aufwickelvorrichtung nur einen beschränkten Energiewirkungsgrad aufweist aufgrund der geringen Steigung des innerhalb der Aufwickeltrommel befindlichen schraubenförmigen Führungselements.

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Ua der Rückzug der Sicherheitsgurte in einer Zeit von der Größenordnung von IO msec erfolgen soll und die Rückzugvorrichtungen einen geringen Platzbedarf auf v/eisen sollen, v/erden Treibgase mit Drücken von einigen 100 bar verwendet, die im allgemeinen von der Zündung eines in der Rückzugeinrichtung angeordneten Treibsatzes stammen. Die Verwendung von ilochdruckgas bedingt eine Betriebslaut stärke, die sehr hoch ist, wenn die Treibgase aus der Rückzugeinrichtung ausgestoßen werden, wobei jeder Gasaustritt, selbst ohne merklichen Einfluß auf die Rückzugeigenschaften, eine starke Erhöhung der Betriebslautstärke bedingt.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile und die Schaffung einer Drehantriebsvorrichtung mit geringem Platzbedarf, deren Energieleistungsgrad hoch ist, die keinerlei Verbrennungsgase ausstößt und praktisch ohne Lärm arbeitet. Die Erfindung führt überdies zu einer Vorrichtung mit verbessertem Verkaufpreis, da die Antriebs- und Dreheinrichtungen der Aufwickeltrommel durch ein und dasselbe Teil gebildet werden, das keinerlei genaue Bearbeitung erfordert und unmittelbar eine vollkommene Abdichtung ermöglicht.

Dies wird bei einer Drehvorrichtung der eingangs, angegebenen Art dadurch erreicht, daß die Antriebseinrichtung aus wenigstens einem biegsamen Rohr besteht, das so aufgewickelt ist,daß es einen verminderten Querschnitt aufweist, der unter der Wirkung eines Druckmittels ausdehnbar ist, wobei das Rohr an wenigstens zwei gesonderten Abschnitten mit dem Rahmen bzw. mit dem beweglichen Element verbunden ist und mit einem Organ zur Unterdrucksetzung in Verbindung steht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das aufgewickelte biegsame Rohr wenigstens eine Windung mit vermindertem Querschnitt bildet, wobei die Windung ausdehnbar ist und die Erweiterung des Querschnitts

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eine Zunahme des Durchmessers der mittleren Faser der Windung und eine Drehung des beweglichen Elements bedingt.

Das bewegliche Element kann eine Antriebsachse sein, an der das verschiebbare Organ befestigt ist. Jedoch ist bei den Anwendungen für den Rückzug eines Sicherheitsgurt das bewegliche Element vorzugsweise eine Aufwickeltrommel für den Sicherheitsgurt. Im Rahmen dieser bevorzugten Anwendung ist das unter Druck stehende Druckmittel ein Gas und das Organ zur Unterdrucksetzung ein Gaserzeuger, insbesondere ein Gastreibsatz, der sogar unmittelbar innerhalb des biegsamen Rohrs angeordnet sein kann, wobei die Zündung dieses Treibsatzes dann elektrisch erfolgt.

Das biegsame Rohr enthält vorzugsweise wenigstens eine metallische Wand, um einen Betrieb mit hohem Druck zu ermöglichen. Dieses Rohr kann vollständig metallisch sein oder z.B. aus zwei seitlich geschweißten Bändern bestehen, wobei eine derartige Ausführungsform zu einer Drehvorrichtung mit geringer Abmessung führt, deren Ausdehnung des Querschnitts aber aufgrund der mechanischen Eigenschaften des Metalls beschränkt ist. Zur Ermöglichüng einer großen Ausdehnung des Querschnitts enthält das biegsame Rohr wenigstens eine Wand aus gummi- oder kunststoffartigem Material, insbesondere eine Wand aus metallischen geflochtenen Fäden, wobei diese Wand innen von einer Wand aus gummi- oder kunststoffartigem Material bedeckt sein kann.

Vorzugsweise ist wenigstens einer der gesonderten Abschnitte des biegsamen Rohrs bei einem Ende des biegsamen Rohrs gelegen und enthält die Antriebseinrichtung nur ein einziges biegsames Rohr.

Gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist das biegsame Rohr schraubenförmig aufgewickelt.

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Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante ist das biegsame Rohr spiralförmig aufgewickelt.

Diese beiden Ausführungsvarianten können ein Rohr verwenden, das entweder auf eine Achse oder innerhalb einer beweglichen in Drehung befindlichen Trommel gewickelt ist. Wenn aber das Rohr spiralförmig gewickelt ist, ist es von Vorteil, wenn die Wicklung um eine Achse erfolgt.

Gemäß einer besonderen Ausbildung ist das biegsame Rohr in sich gekrümmt zur Bildung zweier Stränge vor dem schrauben- oder spiralförmigen Wickeln, wobei einer der gesonderten Verbindungsabschnitte in der Krümmungszone und die beiden anderen gesonderten Verbindungsabschnitte bei den beiden Enden des biegsamen Rohrs gelegen sind, wobei die beiden Stränge z.B. längs zweier Schraubenlinien mit gegenläufiger Steigung aufgewickelt sind.

Gemäß einer ersten Konstruktionsart ist der Rahmen gegen Drehung durch eine mit einem festen Aufbau verbundene Befestigung festgelegt, wobei der Aufbau z.B. der Aufbau des Kraftfahrzeugs ist für die bevorzugte Anwendung bei Rückzug von Sicherheitsgurten. In diesem Fall kann die Drehvorrichtung sein:

(1) entweder unabhängig, und sie bildet dann die Rückzugeinrichtung der dynamischen Schutzeinrichtung mittels Sicherheitsgurts, eine Aufwickelvorrichtung, die den Sicherheitsgurt dauernd in Berührung mit der zu schützenden Person zurückzieht und an einem anderen Ort verwendet werden kann, wobei der Sicherheitsgurt entweder an der Aufwickeltrommel befestigt oder in der Aufwickeltrommel eingehängt ist und in der Aufwickeltrommel gleiten kann, die sich nur im Augenblick der Unterdrucksetzung des biegsamen Rohrs dreht,

(2) oder mit einer Aufwickelvorrichtung des Sicherheitsgurts verbunden , wobei das Ganze eine Aufwickel-Rückzug-

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vorrichtung bildet und der Sicherheitsgurt an der Aufwickeltrommel befestigt ist, die sich in beiden Richtungen drehen kann, solange das biegsame Rohr nicht unter Druck steht, die aber sich nur in der Rückzugrichtung des Sicherheitsgurts drehen kann, wenn das Rohr unter Druck gesetzt wird, wobei jegliche Rückkehr in die entgegengesetzte Stellung durch ein Blockierorgan blockiert ist, das eine Kupplung verwendet, die zwischen der Antriebseinrichtung der Drehvorrichtung und dem von der Aufwickeltrommel gebildeten beweglichen Element angeordnet ist.

Gemäß einer zweiten Konstruktionsart ist der Rahmen bei der Unterdrucksetzung des Druckmittels des biegsamen Rohrs in Drehrichtung beweglich und wirkt beim Aufwickeln des verschiebbaren Organs mit, wobei eine vorübergehende Befestigung geringer Festigkeit anfänglich den Rahmen der Drehvorrichtung mit einem festen Aufbau verbinden kann.

Solange der Druck im biegsamen Rohr aufrechterhalten wird, ist die Antriebseinrichtung bestrebt, die Drehvorrichtung in der maximalen Rückzugstellung zu halten. Wenn aber die anfänglich auf hoher Temperatur befindlichen Gase verbraucht sind und ihre Temperatur schnell absinkt und/oder wenn die Vorrichtung schließlich einem sehr hohen Drehmoment ausgesetzt werden soll, das sie in ihre anfängliche minimale Rückzugstellung zurückholt, was der Fall bei der bevorzugten Anwendung beim Rückzug von Sicherheitsgurten ist, kann es von Vorteil sein,

(1) daß die Antriebseinrichtung vollständig nicht umkehrbar ist und folglich einen Freilauf (in Drehrichtung wirkendes Richtgesperre) aufweist, der eine gegenseitige Verstellung des Rahmens und des beweglichen Elements (Aufwickeltrommel) während der Unterdrucksetzung des Druckmittels des biegsamen Rohrs ermöglicht, oder

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(2) daß die Antriebseinrichtung teilweise umkehrbar ist und einen Freilauf mit Energieaufnähme enthält, der nach der Unterdrucksetzung des Druckmittels die Rückkehr des beweglichen Elements in ihre Ausgangsstellung vor der Unterdrucksetzung des Druckmittels ermöglicht; derartige Freiläufe mit Energieaufnahme sind an sich bekannt, und zwar sowohl bei Rückzugeinrichtungen der Bauart eines geradlinigen Stellzylinders als auch bei Rückzugeinrichtungen der Bauart einer Drehantriebsvorrichtung, wobei z.B. Einkerbkugeln verwendet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Schrägansicht einer ersten Drehvorrichtung nach der Erfindung, die eine mit dem Aufbau des Fahrzeugs verbundene Rückzugeinrichtung bildet;

Fig. 2 einen Schnitt II-II von Fig. 3;

Fig. 3 einen axialen Längsschnitt der ersten Vorrichtung;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines ersten Beispiels einer zweiten Drehvorrichtung nach der Erfindung, die eine Rückzugeinrichtung bildet, deren Rahmen beim Aufwickeln eines verschiebbaren Organs mitwirkt;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines zweiten Beispiels der zweiten Vorrichtung ähnlich dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel;

Fig. 6 eine Teilansicht des in Fig. 4 und 5 nicht gezeigten beweglichen Elements;

Fig. 7 eine Seitenansicht des in Fig. 5 gezeigten zweiten Beispiels der zweiten Vorrichtung;

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Fig. 8 einen teilweisen Schnitt VIII-VIII des in Fig. 5 gezeigten zweiten Beispiels der zweiten Vorrichtung in Ausgangsstellung vor der Unterdrucksetzung des biegsamen Rohrs;

Fig. 9 einen teilweisen Schnitt des zweiten Beispiels der zweiten Vorrichtung, wobei dieser Schnitt demjenigen in Fig. 8 entspricht und die Vorrichtung in der Endstellung zeigt nach der Unterdrucksetzung des biegsamen Rohrs;

Fig.10 einen teilweisen Schnitt X-X des in Fig. 5 gezeigten zweiten Beispiels der zweiten Vorrichtung;

Fig.11 einen axialen Längsschnitt XI-XI von Fig. 12 einer dritten Drehvorrichtung nach der Erfindung, die mit einer Sicherheitsgurtaufwickelvorrichtung kombiniert werden soll zur Bildung einer mit dem Aufbau des Fahrzeugs fest verbundenen Aufwickel-Rückzugvorrichtung;

Fig.12 eine Seitenansicht mit halbem Schnitt XII-XII von Fig. 11 der in Fig. 11 gezeigten dritten Vorrichtung;

Fig.13 einen axialen Längsschnitt einer vierten Drehvorrichtung nach der Erfindung, die mit einer Sicherheitsgurtaufwickelvorrichtung kombiniert werden soll zur Bildung einer mit dem Aufbau des Fahrzeugs fest verbundenen Aufwickel-Rückzugvorrichtung;

Fig.14 einen Schnitt XIV-XIV von Fig. 13 der mit einer besonderen Kupplung ausgerüsteten Aufwickeltrommel;

Fig.15 einen axialen Längsschnitt einer fünften Drehvorrichtung nach der Erfindung, die mit einer Sicherheitsgurtaufwickelvorrichtung kombiniert werden soll zur Bildung einer mit dem Aufbau des Fahrzeugs fest ver-

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bundenen Aufwickel-Rückzugvorrichtung.

Gemäß Fig. 1 bis 3 ermöglicht die Drehvorrichtung den Drehantrieb eines Sicherheitsgurts 1 und bildet eine Rückzugeinrichtung, die am Aufbau eines Fahrzeugs mittels vier Gewindebohrungen 2 eines Rahmens 3 befestigt ist, der in Längsrichtung etwa U-förmig ist und in den eine Aufwickeltrommel 4 eindringt. Die Seitenwände des Rahmens sind jeweils durch ein Seitenteil 5 und 6 verstärkt zur Bildung der Zentrierflächen und der Längspositionierung der Aufwickeltrommel. Die Aufwickeltrommel ist ein Hohlzylinder mit einem Vorsprung, der von zwei Längsausschnitten durchbrochen ist, die die Befestigung des Sicherheitsgurts 1 ermöglichen. Das der Halterung dienende Seitenteil 5 enthält eine Anlage 8, die die Befestigung des Endes eines biegsamen Rohrs 9 mit Hilfe eines Bügels 10 und zweier Schrauben 11 herstellt. Das biegsame Rohr ist ein gegenüber hohem Druck widerstandsfähiges Rohr, das durch eine innere metallische Verstärkung 12 aus geflochtenen Stahldrähten gebildet wird. Die Verstärkung 12 ist innen und außen von einer Schicht 13a bzw. 13b aus Neoprengummi (Chloropren-Polymerisat) bedeckt, wobei die äußere Schicht 13b zur Erleichterung der Befestigung von jedem Ende des Rohrs abgezogen ist. Das Rohr ist schraubenförmig innerhalb der Aufwickeltrommel aufgewickelt und ist so zusammengedrückt, daß der innere Kanal im Querschnitt auf eine winzige längliche Öffnung von 1 mm freier Höhe reduziert ist mit Ausnahme einer Zone 14, die dem Übergang zwischen der inneren Schraubenlinie und dem geraden äußeren Teil entspricht, der die Befestigung auf der Anlage 8 ermöglicht. Diese Zone, in der der Kanal weiter ist, enthält einen inneren Treibsatz 15, gebildet aus 2,5 g einrohrförmiges Nitrozellulosepulver und 1 g Zirkonzündpulver in Berührung mit einem elektrischen Zunder. Dieser Zünder ist mit einem nicht gezeigten Kollisionsdetektor verbunden mittels zweier isolierter flacher elektrischer Leiter 25, die in die innere Schicht aus Neopren eingebettet sind, die eine genügende Abdichtung ermöglicht. Das durch die Zusammendrückung

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verformte biegsame Rohr bildet eine Schraubenlinie, deren äußere Mantelfläche ein ausreichendes Spiel 16 mit der Innenfläche der Aufwickeltrommel in der Weise bildet, daß das Rohr einen kreisförmigen Querschnitt annehmen kann, wenn es dem hohen Druck der durch den inneren Treibsatz 15 freigegebenen Gase ausgesetzt ist. Das innere Ende des biegsamen Rohrs ist mit hilfe einer Anlage 17, eines Bügels 18 und zweier Schrauben an der Aufwickeltrommel befestigt und wird unter der Anfangsspannung mit Hilfe eines Abscherstifts 20 schraubenförmig gehalten, der die Aufwickeltrommel vorübergehend mit dem der Festlegung dienenden Seitenteil 6 verbindet. Die Drehvorrichtung enthält einen Freilauf (Richtgesperre), der durch einen Kranz aus Stützzähnen 21 gebildet wird, der am Ende der Aufwickeltrommel ausgebildet ist und in ständiger Berührung mit einer Klinke 22 steht. Diese Klinke kann um eine Achse 23 schwenken und wird von einer zwischen dem Bügel 18 und dem Hinterteil der Klinke gespannten Feder 24 zurückgeholt.

Wenn im Betrieb der Kollisionsdetektor einen elektrischen Impuls in die Leiter 25 schickt, gibt der Treibsatz eine Gasmenge bei hoher Temperatur ab, die die Erzeugung eines Drucks von etwa 250 bar im biegsamen Rohr ermöglicht, deren anfängliche Innen- und Außendurchmesser 13 bzw. 23 mm sind und dessen Gesamtlänge 300 mm beträgt. Dies ermöglicht die Bildung . zweier Windungen um eine Mittelachse mit einem Durchmesser von 15 mm, wobei das biegsame Rohr in der Ausgangsstellung praktisch vollständig zusammengedrückt ist. Je mehr der Druck im biegsamen Rohr zunimmt, umso mehr neigt das Rohr dazu, einen kreisförmigen Querschnitt anzunehmen, der ein wenig über dem anfänglichen Querschnitt liegt aufgrund der Verformbarkeit der metallischen geflochtenen Verstärkung. Diese mit der Druckzunahme verbundene Volumenzunähme leistet am Sicherheitsgurt eine große Arbeit, wobei die Aufwickeltrommel einem Drehmoment ausgesetzt ist, das aus der Durchmesserzunähme der mittleren Faser des Rohrs resultiert und das nach dem Brechen des Abscherstifts 20 die Drehung der Aufwickeltrommel nach sich

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zieht, bis das unter Druck stehende biegsame Rohr in Berührung mit der Innenfläche der Aufwickeltrommel kommt. Die am Sicherheitsgurt entwickelte Zugkraft hat dann die Größenordnung von 3500 N, wobei die Rückzuglänge in der Nähe von 100 mm und die Betriebsdauer kleiner als 10 msec ist. Während der Drehung der Aufwickeltrommel, die in Richtung des Pfeils 26 von Fig. erfolgt, wird die Klinke bei der Vorbeibewegung an jedem Stützzahn hin- und herbewegt. Sobald aber der maximale Rückzugweg erreicht ist, klemmt sich die Klinke in den letzten erreichten Zahn, wobei die Anordnung der Drehvorrichtung in der Endstellung festgelegt ist.

Fig. 4 und 10 zeigen zwei Beispiele einer zweiten Drehvorrichtung. Diese beiden Beispiele unterscheiden sich nur durch den Freilauf. Gemäß diesen beiden Beispielen ermöglicht die Drehvorrichtung den Drehantrieb eines Sicherheitsgurts 30, der sich frei in einer öse 31 bewegt, die das bewegliche riauptelement bildet und mittels zweier Schrauben 33 an einem zentralen Rohr 32 befestigt ist. Zur Erleichterung des Verständnisses von Fig. 4 und 5 ist die Öse nicht dargestellt, wobei deren Anbau im einzelnen in Fig. 6 dargestellt ist. Diese öse ermöglicht die Befestigung zweier Enden 34a und 34b eines biegsamen Rohrs 48. Dieses einzige Rohr ist in sich gekrümmt zur Bildung zweier Stränge, bevor es auf das zentrale Rohr 32 gewickelt wird, wobei es zur Verformung seines Querschnitts teilweise zusammengedrückt wird. Die beiden Enden des aus Neopren bestehenden Rohrs mit Metalleinlage sind von der äußeren Schicht aus Neopren befreit und sind auf halber Länge des zentralen Rohrs aufeinandergelegt. Die beiden Stränge des biegsamen Rohrs sind zu den Enden des zentralen Rohrs hin in gegenläufigen Windungen aufgewickelt, wobei der mittlere Teil des biegsamen Rohrs in eine Nut eines mittleren Halters des Rahmens eingesetzt ist, der in Längsrichtung U-förmig ist. Der Rahmen enthält zwei Seitenwände 36 und 37, die durch den mittleren Halter 35 und durch eine Achse 38 miteinander verbunden sind, um die sich das zentrale

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Rohr 32 drehen kann. Die Achse 38 und das biegsame Rohr 48 werden von einem nicht gezeigten Abscherstift vorübergehend festgelegt. Ein im biegsamen Rohr angeordneter Treibsatz 39 ist nur teilweise zusammengedrückt und weist hierdurch einen länglichen inneren Kanal auf, während eier Querschnitt des spannungsfreien Rohrs kreisförmig ist. Dieser Treibsatz besteht aus einem ultraschnellen Zünder 40, der mit zwei flachen Leitern 41 verbunden ist, wobei Zirkonzündpulver 42 in einem Beutel 43 um den Zünder herum angeordnet ist. Der Beutel 43 ist in einem v/eichen äußeren Behälter enthalten, der mit 2 g einrohrförmigem Nitrozellulosepulver 44 gefüllt ist.

Gemäß dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel ist der Freilauf eine Klauenkupplung mit asymmetrischen Zähnen. Diese Klauenkupplung besteht einerseits aus einem mit der Seitenwand 37 verbundenen Kranz 45 und andererseits aus dem mittleren Rohr 32, das an einem Ende mit Zähnen versehen ist und am anderen Ende eine Bohrung aufweist, in die eine Schraubenfeder 46 eingesetzt ist, die zwischen dem Grund der Bohrung und der Seitenwand zusammengedrückt ist. Gemäß dem in Fig. 5 und 7 gezeigten Beispiel besteht der Ereilauf aus zwei Rädern 47 mit asymmetrischen Zähnen, wobei die Räder auf den Seitenwänden 37 zentriert sind und an von den Federn 46 ständig zurückgezogenen Klinken 49 eingerastet sind. Der Hauptvorteil der zweiten Vorrichtung besteht in der Erzielung einer Rückzugkraft des Sicherheitsgurts, die doppelt so groß ist wie die Kraft, die mit einem biegsamen Rohr derselben Länge erhalten wird, das längs einer einzigen Schraubenlinie aufgewickelt ist. Selbstverständlich ist aber der Weg etwa auf die Hälfte herabgesetzt, da ja die von den Gasmotoren gelieferte Arbeit identisch ist.

Die Arbeitsweise einer derartigen Vorrichtung ergibt sich aus Fig. 8 und 9, die dieselbe Rückzugvorrichtung zeigen, und zwar in Anfangsstellung vor der Unterdrucksetzung des biegsamen Rohrs 48 bzw. in der Endstellung nach der Unterdrucksetzung des biegsamen Rohrs. Der Sicherheitsgurt 30 kann in der öse 31 gleiten. Die Rückzugvorrichtung wird vorübergehend in

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ihrer Lage durch einen mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen und in Fig. 1 strichpunktiert gezeigten Bügel aus weichem Kunststoff gehalten. Die allgemeine Ausbildung sowie der Betrieb einer derartigen Vorrichtung wurden bereits in Patentanmeldungen beschrieben. Wenn das Fahrzeug eine drastische Verzögerung erfährt, schickt der Kollisionsdetektor einen elektrischen Impuls in die Leiter 41 und löst den Zünder 40 aus, der das Zündpulver 42 und das Nitrozellulosepulver 44 zündet. Die durch den Treibsatz erzeugten Gase erhöhen den Innendruck des biegsamen Rohrs und sind bestrebt, dieses Rohr zu erweitern, damit es seine Gleichgewichtsform mit kreisförmigen Querschnitt einnimmt. Dies erzeugt am aufgewickelten Rohr einen axialen Zug. Sobald dieser Zug genügend groß ist, wird der Abscherstift, der den mittleren Halter 35 und die öse 31 in einer gegenseitigen Lage hält, gebrochen, und es beginnt die gegenseitige Drehung dieser beiden Teile noch bevor sich der Rahmen vom Bügel aus weichem Kunststoff entfernt. Nach dieser Entfernung ist die ganze Rückzugvorrichtung völlig frei und erfolgt die gegenseitige Drehung bis zur Gleichgewichtsstellung, die stets der Ausfluchtung der beiden Stränge des zurückgezogenen Sicherheitsgurts entspricht.

Fig. 9 zeigt die maximale Aufwicklung, die erzieltbar ist, da die Schnalle 13 am mittleren Halter 35 durch den Sicherheitsgurt blockiert ist, der unmittelbar auf das unter Druck gesetzte biegsame Rohr 48 aufgewickelt ist.

Fig. 11 und 15 zeigen weitere Varianten der Drehvorrichtung, die den Drehantrieb einer Aufwickeltrommel eines Sicherheitsgurts ermöglichen. Gemäß diesen Varianten wird die Drehvorrichtung mit einer nicht gezeigten Sicherheitsgurtaufwickelvorrichtung kombiniert zur Bildung einer mit dem Fahrzeugaufbau fest verbundenen Aufwickel-Rückzugvorrichtung. Die an sich bekannte Aufwickelvorrichtung ist von der Bauart mit Spiralfeder und besitzt ein Rad mit asymmetrischen Kerben, in die eine

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von einer Trägheitsmasse gesteuerte Klinke einrasten kann. Dieses Rad ist drehfest mit einer Aufwickeltrommel verbunden, die der von der Feder ausgeübten Rückholkraft ausgesetzt ist und sich frei drehen kann, solange sie keine gegebene Höchstdrehzahl übersteigt oder solange das Fahrzeug keine plötzliche Verzögerung erfährt. Die Trägheitsmasse ergreift dann die Klinke im Zahnrad und verhindert jegliche Drehung im Abwickelsinn des Sicherheitsgurts, wobei aber die entgegengesetzte Drehung aufgrund der Asymmetrie der Zähne zugelassen ist. Die Rückzugvorrichtung nach der Erfindung ist in der Weise mit der Aufwickelvorrichtung verbunden, daß die Aufwickeltrommel gemeinsam ist und folglich den Betriebsbedingungen der Aufwickelvorrichtung unterworfen ist, wobei der Sicherheitsgurt an der Aufwickeltrommel befestigt ist.

Gemäß Fig. 11 und 12, die eine dritte Drehvorrichtung zeigen, besteht der Rahmen aus zwei Seitenflanschen 55 und 56, die durch zwei Abstandsstücke 57 und durch eine durchbohrte Grundplatte 58 miteinander verbunden sind, die die Befestigung des Rahmens am Fahrzeugaufbau ermöglicht. Der Seitenflansch 55 weist eine kreisförmige Öffnung auf, die die Positionierung der Aufwickelvorrichtung mittels einer mit einer Schulter versehenen Platte 59 und einer Zentrierung einer Aufwickeltrommel 60 ermöglicht, die ebenfalls durch einen Ring 61 zentriert ist, der in den Seitenflansch 56 eingepreßt ist, an den eine Verschlußplatte 74 geschraubt ist. Die Aufwickeltrommel enthält die Antriebseinrichtung, die aus folgenden Teilen besteht:

aus einer Achse 82, die zur Aufwickeltrommel konzentrisch ist, auf der Verschlußplatte zentriert ist und in eine Steuerscheibe 63 eingepreßt ist;

aus einer Kupplungsscheibe 64 mit vier mit Rampen versehenen Einschnitten, in denen Ansätze 65 der Steuerscheibe, Kupplungskugeln 66 und verformbare Keile 67 angeordnet sind, wo-

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bei die Kupplungsscheibe durch einen Befestigungsabschnitt 68 verlängert ist;

aus einem biegsamen Rohr 69, das hohen Drücken widerstehen kann, vollständig flachgedrückt ist und schraubenförmig um die Achse 62 gewickelt ist, wobei dieses Rohr an seinen beiden Enden einerseits am Befestigungsabschnitt 68 der Kupplungsscheibe und andererseits an der vom biegsamen Rohr durchquerten Verschlußplatte 74 durch Bügel befestigt ist;

und aus einem Treibsatz 70, der sich im biegsamen Rohr befindet und über Leiter 71 mit einem Kollisionsdetektor verbunden ist.

Das biegsame Rohr wird aus der Achse 62 in aufgewickelter Lage mittels zweier Abscherstifte gehalten, wobei der einen geringen Widerstand aufweisende Abscherstift 72 die Steuerscheibe 63 mit der Kupplungsscheibe 64 verbindet, während der einen größeren Widerstand aufweisende Abscherstift 73 die Achse 62 gegenüber der Verschlußplatte 74 festlegt.

Im Fall einer drastischen Verzögerung blockieren die Trägheitsmasse und die Klinke der Aufwickelvorrichtung in einer Richtung die Drehung der Aufwickeltrommel, während der Kollisionsdetektor, der dieselbe Trägheitsmasse verwenden kann, einen elektrischen Impuls in die Leiter 71 schickt und den Treibsatz des Gaserzeugers zündet. Der axiale Zug, der am biegsamen Rohr wirkt und sich aus der Ausdehnung des zusammengedrückten Rohrs ergibt, schert zuerst den Abscherstift 72 ab. Die Kupplungsscheibe 64 beginnt sich dann zu drehen, während die Steuerscheibe 63 noch drehfest gehalten wird durch ihre Aufpressung auf die Achse 62 und durch den Abscherstift 73 gehalten wird. Dies ergibt ein Einrasten der Kupplungskugeln 66 an den Klemmrampen der Ausschnitte der Kupplungsscheibe 64 unter Zusammendrückung der verformbaren Teile 67. Von diesem Einrasten der

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Kupplungskugeln an_p wird die Kupplungsscheibe 64 in einer Richtung mit der Aufwickeltrommel 60 verbunden, wobei der am biegsamen Rohr wirkende axiale Zug folglich die Aufwickeltrommel in Drehrichtung mitniirint, deren Festlegung in der Endstellung durch das asymmetrische Kerben (Zähne) aufweisende Rad der Aufwickelvorrichtung erhalten wird.

Die Fig. 13 und 14 zeigen eine vierte Drehvorrichtung, deren Ausführungsform der dritten Vorrichtung sehr nahe kommt, wobei der wesentliche unterschied im Kupplungsorgan der Antriebseinrichtung liegt. Gemäß diesem Kupplungsorgan ist die Innenfläche einer Aufwickeltrommel 80 in Längsrichtung gerillt, wobei ein gerillter ausdehnbarer Zylinder 81 innerhalb der Aufwickeltrommel mit Hilfe einer zentralen Achse 8 2 zentriert ist. Dieser ausdehnbare Zylinder aus verformbarem Material enthält zahlreiche längsgerichtete Schwachungsnuten 83 und ist mit der zentralen Achse und mit einem biegsamen Rohr 84 mittels einer Schraube 85 fest verbunden. Diese Achse ist ihrerseits gegen Drehung durch einen Abscherstift 86 festgelegt, der sich auf einer Verschlußplatte 87 abstützt. Im normalen Betrieb kann sich die Aufwickeltrommel frei drehen. Jedoch im Fall einer drastischen Verzögerung, wenn sich das zusammengedrückte biegsame Rohr unter dem Druck der Gase des Treibsatzes ausdehnt, wird der ausdehnbare Zylinder nach außen gedrückt, wobei die Rillen seiner Außenfläche in Eingriff mit den inneren Rillen der Aufwickeltrommel kommen, wodurch eine im Eingriff stehende Kupplung gebildet wird, die das biegsame Rohr mit der Aufwickeltrommel verbindet.

Fig. 15 zeigt eine fünfte Drehvorrichtung, deren Rahmen durch zwei Seitenflansche gebildet wird, die durch zwei Abstandsstücke und durch eine durchbohrte Grundplatte 90 miteinander verbunden sind, die die Befestigung des Rahmens ermöglicht. Dieser Rahmen ist durch eine Anlageplatte 91 verlängert, die die außenliegende Befestigung des biegsamen Rohrs 9 2 mit

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Hilfe eines Bügels und zweier Schrauben ermöglicht. Das biegsame Rohr ist teilweise flachgedrückt, auf einer äußeren Trommel 93 befestigt und spiralförmig auf diese Trommel gewickelt, die auf einer Achse 94 und an einem Seitenflansch 95 zentriert und mit einem Reibring sowie einer Schraubenfeder 96 versehen ist,die in eine Bohrung der äußeren Trommel eingesetzt ist und am Grund dieser Bohrung sowie an einer Schulter der Achse 94 anliegt. Eine Aufwickeltrommel 97 ist mit der spiralförmigen Feder und mit dem asymmetrische Kerben aufweisenden Rad der Aufwickelvorrichtung fest verbunden und wird in Drehrichtung durch eine mit einer Schulter versehene Platte 98 sowie durch einen Zentrierring 99 geführt, der eine an den einander gegenüberliegenden Enden der beiden Trommeln 97 und 93 eingeschnittene formschlüssige Kupplung schützt. Im normalen Betrieb ist die äußere Trommel von der Verzahnung der Aufwickeltrommel durch eine Abscherschraube 100 frei, die vorübergehend die äußere Trommel mit dem Seitenflansch 95 verbindet. Wenn das biegsame Rohr unter Druck gesetzt ist, ist der folgende axiale Zug bestrebt, die äußere Trommel zu drehen, was ein Abscheren der Abscherschraube 100 und eine Längsverschiebung der äußeren Trommel ergibt, die mit der Aufwickeltrommel im Eingriff kommt. Die beiden gekuppelten Trommeln werden dann durch die axiale Reaktion des biegsamen Rohrs in Drehrichtung angetrieben. Bei einer gegebenen Länge des biegsamen Rohrs führt die spiralförmige Wicklung zu einer größeren Winkeldrehung der Trommel als bei der schraubenförmigen Wicklung.

Alle oben beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen das Zurückziehen von Sicherheitsgurten, was die bevorzugte Anwendung der Erfindung darstellt. Die Drehvorrichtungen nach der Erfindung ermöglichen aber auch den Drehantrieb eines verschiebbaren Organs, das von einem Sicherheitsgurt vollständig abweichen kann. Bei derartigen abweichenden Anwendungen können Abänderungen ausgeführt werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Die Unterdrucksetzung des biegsamen Rohrs kann z.B. ausgehend von einem außerhalb der Vorrichtung

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gelegenen Gasvorrat oder mit Hilfe einer unter Druck stehenden Flüssigkeit erfolgen, insbesondere wenn die im wesentlichen üurch das biegsame Rohr gebildete Antriebseinrichtung zum Drehen einer Achse verwendet wird, die ein beliebiges Gerät steuern kann/ das insbesondere eine kleine Winkelbewegung und ein großes Antriebsdrehmoment benötigt. Eine derartige Vorrichtung mit Steuerachse kann z.B. von der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung abgeleitet werden, da das biegsame Rohr 84 unmittelbar an der zentralen Achse 82 befestigt ist.

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Claims

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550-28.103P(28.1O4H)

11. April 1978

Ansprüche

1./ Drehvorrichtung für den Antrieb ein«s beweglichen Elements, das mit einem verschiebbaren Organ verbunden ist, etwa mit einem Sicherheitsgurt für den Schutz von Personen in einem Fahrzeug,

mit einem die Drehung des beweglichen' Elements
führenden Rahmen und

mit einer Antriebseinrichtung für die Drehung des beweglichen Elements gegenüber dem Rahmen,

dadurch gekennzeichnet ,

daß die Antriebseinrichtung aus wenigstens einem
biegsamen Rohr (9) besteht, das so aufgewickelt ist, daß es einen verminderten Querschnitt aufweist, der unter
der Wirkung eines Druckmittels ausdehnbar ist,

wobei das Rohr (9) an wenigstens zwei gesonderten Abschnitten mit dem Rahmen (3) bzw. mit dem beweglichen Element (4) verbunden ist und mit einem Organ (15) zur

55O-(B644)

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ORIGINAL FNSPECTED

— ρ —

Unterdrucksetzung in Verbindung steht.

2. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das aufgewickelte biegsame Rohr (9) wenigstens eine Windung mit vermindertem Querschnitt bildet,

wobei die Windung ausdehnbar ist und die Erweiterung des Querschnitts eine Zunahme des Durchmessers der mittleren Faser der Windung und eine Drehung des beweglichen Elements (4) bedingt.

3. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel ein Gas ist.

4. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,

daß das Organ zur Unterdrucksetzung ein Gaserzeuger (15) ist.

5. Drehvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaserzeuger (15) ein Gastreibsatz ist.

6. Drehvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der Gastreibsatz (15) innerhalb des biegsamen Rohrs (9) angeordnet ist,

wobei die Zündung des Gastreibsatzes (15) elektrisch erfolgt.

7. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das biegsame Rohr (9) wenigstens eine metallische Wand (12) aufweist.

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8. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 7, dadurch gekennzeichnet,

daß das biegsame Rohr (9) wenigstens eine Wand (13a) aus gummi- oder kunststoffartigem Material aufweist.

9. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,

daß das biegsame Rohr (9) eine Wand aus geflochtenen Metalldrähte aufweist,

wobei die Wand innen von einer Wand (13a) aus gummi- oder kunststoffartigem Material bedeckt ist.

10. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens einer der gesonderten Verbindungsabschnitte des biegsamen Rohrs (9) bei einem Ende des biegsamen Rohrs (9) gelegen ist.

11. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebseinrichtung nur ein einziges biegsames Rohr (9) enthält.

12. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das biegsame Rohr (9) schraubenförmig aufgewickelt ist.

13. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das biegsame Rohr (92) spiralförmig aufgewickelt ist.

14. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Rohr (9) innerhalb einer in Drehrichtung beweglichen Trommel (4) aufgewickelt ist.

15. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (9) um eine Achse (38) gewickelt ist.

16. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 9 bis 12,

dadurch gekennzeichnet,

daß das biegsame Rohr (48) in sich gekrümmt ist zur Bildung zweier Stränge vor dem Aufwickeln,

wobei einer der gesonderten Verbindungsabschnitte in der Krümmungszone gelegen ist, während zwei weitere gesonderte Verbindungsquerschnitte bei den beiden Enden (34a, 34b) des biegsamen Rohrs (48) gelegen sind.

17. Drehvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Stränge längs zweier Schraubenwindungen mit gegenläufiger Steigung aufgewickelt sind.

18. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Rahmen (3) durch eine mit einem unbeweglichen Aufbau verbundene Befestigung drehfest ist.

19. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Rahmen (35-37) während der Unterdrucksetzung des Druckmittels des biegsamen Rohrs (48) drehbeweglich ist und bei der Aufwicklung des verschiebbaren Organs (30) mitwirkt.

20. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung nicht umkehrbar ist und

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einen Freilauf (21, 22) zur Blockierung in Drehrichtung aufweist, der eine gegenseitige Verstellung des Rahmens (3) und des beweglichen Elements (4) während der Unterdrucksetzung des Druckmittels des biegsamen Rohrs (9) ermöglicht.

21. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebseinrichtung teilweise umkehrbar ist und einen Freilauf mit Energieaufnahme aufweist, der nach der Unterdrucksetzung des Druckmittels den Rücklauf des beweglichen Elements in seine Ausgangsstellung vor der Unterdrucksetzung des Druckmittels ermöglicht.

22. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 20 und 21, dadurch gekennzeichnet,

daß das bewegliche Element eine Gurtöse (31) aufweist.

23. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 20 und 21, dadurch gekennzeichnet,

daß das bewegliche Element eine Aufwickeltrommel (60) ist.

24. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebseinrichtung ein Kupplungsorgan (64-67) enthält, das zwischen der Antriebseinrichtung und dem beweglichen Element (60) angeordnet ist.

25. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 23 und 24, dadurch gekennzeichnet,

daß das Kupplungsorgan (64-67) ein Element enthält, das durch einen Teil der Innenfläche der Aufwickeltrommel (60) gebildet ist.

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26. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 23 und 24, dadurch gekennzeichnet,

daß das Kupplungsorgan (64-67) ein Element enthält, das durch ein Ende der Aufwickeltrommel (60) gebildet ist.

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