DE2857840C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Antrieb für einen Drehkörper, der in einem Rahmen gelagert ist, mit einem mit einer Druckmittelquelle verbundenen, schlauch­ förmigen elastischen Rohr, das bei fehlendem Innendruck flach mit engem Innenquerschnitt aufgewickelt ist, wobei ein Ende des Rohres mit dem Rahmen und das andere Ende mit dem Drehkörper verbunden ist.

Rückzugeinrichtungen für Sicherheitsgurte mit Gurtstrammer bestehen aus einem Rahmen der am Aufbau eines Fahrzeugs befestigt ist, einer drehbaren Auf­ wickeltrommel für den Sicherheitsgurt, gegebenenfalls mit einer Blockiereinrichtung für die Aufwickel­ trommel, und einem Drehantrieb zur Drehung im Aufwickelsinn des Sicherheitsgurts, sowie eine Auslöseeinrichtung, die mit einem Kollisionsdetektor ver­ bunden und in der Lage ist, eine Druckkammer des Drehantriebes unter Druck zu setzen.

Diese Rückzugeinrichtungen ermöglichen ein Strammen des Sicher­ heitsgurts nur bei einem Zusammenstoß, was dem Fahrer oder den Fahrgästen eine große Bewegungsfreiheit läßt, solange sich das Fahrzeug unter normalen Bedingungen be­ findet, wobei der Sicherheitsgurt der geringen Rückhol­ kraft der Aufwickelvorrichtung unterworfen ist.

Die DE-OS 25 17 572 betrifft eine solche Aufwickelvorrichtung, deren Gurt­ strammer im Inneren der Aufwickeltrommel angeordnet ist, insbesondere zum Spannen von Sicherheitsgurten. Die Auf­ wickelvorrichung weist dabei für den Gurtstrammer eine Kupplung auf die durch das Druck­ mittel betätigt wird.

Durch die US-PS 34 81 253 ist ein Drehantrieb bekannt­ geworden, der in der Lage ist, ein hohes Drehmoment abzu­ geben, praktisch ohne Lärm arbeitet und keine Verbrennungs­ gase abgibt. Dabei ist der Platzbedarf im Verhältnis zum Energieleistungsgrad gering und seine Herstellung preis­ günstig. Dieser Antrieb arbeitet mit zwei wechselseitig unter Druck setzbaren biegsamen Rohrkörpern, durch welche die Drehung einer zentralen Achse bewirkt werden kann. Es ist nicht ohne weiteres möglich, eine solche Vorrichtung als Rückzugeinrichtung für einen Sicherheitsgurt bei Kraft­ fahrzeugen auszubilden. Außerdem ist der bekannte Dreh­ antrieb für eine Drehung von mehr als 180° nicht verwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den genannten Drehantrieb in einfacher Weise in einen Gurt­ strammer zu integrieren.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.

Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Der erfindungsgemäße Antrieb kann unabhängig vom normalen Aufroller an einem Gurtende angreifen.

Der erfindungsgemäße Antrieb kann aber auch mit der Aufwickelvorrichtung des Sicherheitsgurts verbunden sein, wobei der Sicherheitsgurt an der Aufwickeltrommel befestigt ist, die sich in beiden Richtungen drehen kann, solange das biegsame Rohr nicht unter Druck steht, die aber in Rückzugrichtung des Sicherheitsgurts gedreht wird, wenn das Rohr unter Druck gesetzt wird, wobei eine Kupplung zwischen der Drehvor­ richtung und der Aufwickeltrommel angeordnet ist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des erfin- dungsgemäßen Antriebs dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Schrägansicht eines ersten Antriebs der eine mit dem Aufbau des Fahrzeugs verbundene Rückzug­ einrichtung antreibt,

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

Fig. 3 einen axialen Längsschnitt der ersten Vor­ richtung;

Fig. 4 einen axialen Längsschnitt einer zweiten Vorrichtung, die mit einer Sicherheitsgurt­ aufwickelvorrichtung kombinierbar ist zur Bildung einer mit dem Aufbau des Fahrzeugs fest verbundenen Aufwickel-Rückzugvorrichtung;

Fig. 5 eine Seitenansicht mit halbem Schnitt der zweiten Vorrichtung;

Fig. 6 einen axialen Längsschnitt einer dritten Vorrichtung, die mit einer Sicherheitsgurt­ aufwickelvorrichtung kombinierbar ist zur Bildung einer mit dem Aufbau des Fahrzeugs fest verbundenen Aufwickel-Rückzugvorrichtung;

Fig. 7 einen Schnitt der mit einer besonderen Kupplung ausgerüsteten Aufwickeltrommel nach Fig. 6;

Fig. 8 einen axialen Längsschnitt einer vierten Vorrichtung, die mit einer Sicherheitsgurt­ aufwickelvorrichtung komibinierbar ist zur Bildung einer mit dem Aufbau des Fahrzeugs fest verbundenen Aufwickel-Rückzugvorrichtung.

Gemäß Fig. 1 bis 3 bildet der druckmittelbetätigte Antrieb den Drehantrieb einer Rückzugeinrichtung für einen Sicherheitsgurt 1, die am Aufbau eines Fahrzeugs mittels vier Gewindebohrungen 2 eines Rahmens 3 befestigt ist, der in Längsrichtung etwa U-förmig ist und in dem eine Aufwickeltrommel 4 gelagert ist. Die Seitenwände des Rahmens sind jeweils durch ein Seitenteil 5 und 6 verstärkt zur Bildung der Zentrierflächen und der Längspositionierung der Aufwickeltrommel. Die Aufwickeltrommel 4 ist ein Hohl­ zylinder mit einem Vorsprung 7, der die Befestigung des Sicherheitsgurts 1 ermöglicht. Das der Halterung dienende Seitenteil 5 enthält eine Anlage 8, die die Befestigung des äußeren Endes eines biegsamen Rohrs 9 mit Hilfe eines Bügels 10 und zweier Schrauben 11 herstellt. Das biegsame Rohr 9 ist ein gegen­ über hohem Druck widerstandsfähiges Rohr, das eine innere metallische Verstärkung S-Wand 12 z. B. aus geflochtenen Stahl­ drähten aufweist. Die Verstärkung S-Wand 12 ist innen und außen von einer Schicht 13 a bzw. 13 b aus Neoprengummi (Chloro­ pren-Polymerisat) bedeckt, wobei die äußere Schicht 13 b zur Erleichterung der Befestigung von jedem Ende des Rohrs 9 abgezogen ist. Das Rohr 9 ist schraubenförmig innerhalb der Aufwickeltrommel 4 aufgewickelt und so zusammengedrückt, daß der innere Kanal im Querschnitt auf eine winzige läng­ liche Öffnung von 1 mm freier Höhe reduziert ist mit Aus­ nahme eines Endbereiches 14, der dem Übergang zwischen der inneren Schraubenlinie und dem geraden äußeren Teil entspricht, der die Befestigung auf der Anlage 8 ermöglicht. Dieser Endbereich 14 in dem der Kanal weiter ist, enthält einen Treibsatz 15, gebildet aus 2,5 g einrohrförmiges Nitro­ zellulosepulver und 1 g Zirkonzündpulver in Berührung mit einem elektrischen Zünder. Dieser Zünder ist mit einem nicht gezeigten Kollisionsdetektor verbunden mittels zweier isolierter flacher elektrischer Leiter 25, die in die innere Schicht 13 a aus Neopren eingebettet sind, die eine genügende Abdichtung ermöglicht. Das durch die Zusammendrückung verformte biegsame Rohr 9 bildet eine Schraubenlinie, deren äuße­ re Mantelfläche ein ausreichendes Spiel 16 zur Innenfläche der Aufwickeltrommel 4 bildet, daß das Rohr 9 einen kreisförmigen Querschnitt annehmen kann, wenn es dem hohen Druck der durch den Treibsatz 15 freigegebenen Gase ausgesetzt ist. Das innere Ende des biegsamen Rohrs 9 ist mit Hilfe einer Anlage 17, eines Bügels 18 und zweier Schrauben 19 an der Aufwickeltrommel 4 befestigt und wird mit Hilfe eines Abscherstifts 20 schraubenförmig ge­ halten, der die Aufwickeltrommel vorübergehend mit dem der Fest­ legung dienenden Seitenteil 6 verbindet. Die Drehvorrichtung enthält eine Rücklaufsperre, die durch einen Kranz aus Stützzähnen 21 gebildet wird, der am Ende der Aufwickel­ trommel 4 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 der Klinke gespannten Feder 24 im Eingriff mit den Stützzähnen 21 gehalten.

Wenn im Betrieb der Kollisionsdetektor einen elektrischen Impuls in die Leiter 25 schickt, gibt der Treibsatz 15 eine Gas­ menge bei hoher Temperatur ab, die die Erzeugung eines Drucks von etwa 250 bar im biegsamen Rohr ermöglicht, dessen anfäng­ liche Innen- und Außendurchmesser 13 bzw. 23 mm sind und des­ sen 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 Volumenzunahme leistet am Sicherheits­ gurt 1 eine große Arbeit, wobei die Aufwickeltrommel 4 einem Dreh­ moment ausgesetzt ist, das aus der Durchmesserzunahme der mitt­ leren Faser des Rohrs 9 resultiert und das nach dem Brechen des Abscherstifts 20 die Drehung der Aufwickeltrommel 4 nach sich zieht, bis das unter Druck stehende biegsame Rohr 9 in Berührung mit der Innenfläche der Aufwickeltrommel 4 kommt. Die am Sicherheitsgurt 1 entwickelte Zugkraft hat dann die Größenordnung von 3500 N, wobei die Rückzuglänge etwa 100 mm beträgt und die Stramm­ dauer kleiner als 10 msec ist. Während der Drehung der Aufwickeltrommel, die in Richtung des Pfeils 26 von Fig. 2 erfolgt, wird die Klinke 22 bei der Vorbei­ bewegung an jedem Stützzahn 21 ausgelenkt. Sobald aber der maximale Rückzugweg erreicht ist, sperrt die Klinke 22 die Drehvorrichtung in der End­ stellung.

Fig. 4 bis 8 zeigen weitere Varianten der Dreh­ vorrichtung, die den Drehantrieb einer Aufwickeltrommel eines Sicherheitsgurts ermöglichen. Gemäß diesen Varianten wird die Drehvorrichtung Sichereitsgurtaufwickelvorrichtung kombiniert zur Bildung einer mit dem Fahrzeugaufbau fest verbundenen Aufwickel-Rückvorrichtung. Die zugeordnete Rückholfeder und die Blockiervorrichtung sind in den Fig. 4 bis 8 nicht dargestellt.

Gemäß Fig. 4 und 5, die eine zweite Drehvorrichtung zeigen, besteht der Rahmen aus zwei Seitenflanschen 55 und 56, die durch zwei Abstandsstücke 57 und durch eine durchbohrte Grund­ platte 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 Aufwickel­ trommel 60 ermöglicht, die auf der anderen Seite durch einen Ring 61 zentriert ist, der in den Seitenflansch 56 eingepreßt ist, an den eine Verschlußplatte 74 geschraubt ist. Die Aufwickel­ trommel 60 enthält die Antriebseinrichtung, die aus folgenden Teilen besteht:
aus einer Achse 82′ die zur Aufwickeltrommel konzentrisch an der Verschlußplatte 74 zentriert ist und auf der anderen Seite in eine Steuer­ scheibe 63 eingepreßt ist;
aus einer Kupplungsscheibe 64 mit vier mit Rampen versehenen Einschnitten, in denen Ansätze 65 der Steuerscheibe 63, Kupp­ lungskugeln 66 und verformbare Keile 67 angeordnet sind, wo­ bei die Kupplungsscheibe 64 durch einen Befestigungsabschnitt 68 für das Rohr 69 verlängert ist;
aus dem biegsamen Rohr 69, das hohen Drücken widerstehen kann, vollständig flachgedrückt ist und schraubenförmig um die Achse 62 gewickelt ist, wobei diese Rohr 69 an seinen Enden einerseits am Befestigungsabschnitt 68 der Kupplungs­ scheibe 64 und andererseits an der vom biegsamen Rohr durchquer­ ten Verschlußplatte 74 durch Bügel befestigt ist;
und aus einem Treibsatz 70, der sich im biegsamen Rohr 69 be­ findet und über Leiter 71 mit einem Kollisionsdetektor ver­ bunden ist.

Das biegsame Rohr 69 wird auf der Achse 62 in aufgewickelter Lage mittels zweier Abscherstifte gehalten, wobei der einen ge­ ringen Widerstand aufweisende Abscherstift 72 die Steuerschei­ be 63 mit der Kupplungsscheibe 64 verbindet, während der einen größeren Widerstand aufweisende Abscherstift 73 die Achse 62 gegenüber der Verschlußplatte 74 festgelegt.

Im Fall einer drastischen Verzögerung blockieren die Trägheits­ masse und die Klinke der Aufwickelvorrichtung in einer Richtung die Drehung der Aufwickeltrommel, während der Kollisionsde­ tektor, der dieselbe Trägheitsmasse verwenden kann, einen elek­ trischen Impuls in die Leiter 71 schickt und den Treibsatz 70 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 Kupplungs­ scheibe 64 beginnt sich dann zu drehen, während die Steuer­ scheibe 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 Klemm­ rampen der Ausschnitte der Kupplungsscheibe 64 unter Zusammen­ drückung der verformten Teile 67. Von diesem Einrasten der Kupplungskugeln 66 an, wird die Kupplungsscheibe 64 in einer Rich­ tung mit der Aufwickeltrommel 60 verbunden, wobei der am biegsa­ men Rohr 69 wirkende Zug folglich die Aufwickeltrommel 60 in Drehrichtung mitnimmt, die in der Endstellung durch eine nicht dargestellte Rücklaufsperre gehalten wird.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine dritte Drehvorrichtung, deren Ausführungsform der zweiten Vorrichtung sehr nahe kommt, wobei der wesentliche Unterschied im Kupplungsorgan der Antriebs­ einrichtung liegt. Gemäß den Fig. 6 und 7 ist die Innen­ fläche einer Aufwickeltrommel 80 in Längsrichtung gerillt, wo­ bei ein gerillter ausdehnbarer Zylinder 81 innerhalb der Auf­ wickeltrommel mit Hile einer zentralen Achse 82 zentriert ist. Dieser ausdehnbare Zylinder aus verformbarem Material enthält zahlreiche längsgerichtete Schwächungs-Schlitze 83 und ist mit der zentralen Achse 82 und mit einem biegsamen Rohr 84 mittels einer Schraube 85 fest verbunden. Diese Achse 82 ist ihrer­ seits gegen Drehung durch einen Abscherstift 86 festgelegt, der sich auf einer Verschlußplatte 87 abstützt. Im normalen Be­ trieb kann sich die Aufwickeltrommel 80 frei drehen. Jedoch im Fall einer drastischen Verzögerung, wenn sich das zusammenge­ drückte biegsame Rohr 84 unter dem Druck der Gase des Treibsatzes ausdehnt, wird der ausdehnbare Zylinder 81 nach außen gespreizt, wobei die Rillen seiner Außenfläche in Eingriff mit den inne­ ren Rillen der Aufwickeltrommel 80 kommen, wodurch eine Kupplung gebildet wird, die das biegsame Rohr 84 mit der Aufwickeltrommel 80 verbindet.

Fig. 8 zeigt eine vierte Drehvorrichtung, deren Rahmen durch zwei Seitenflansche gebildet wird, die durch zwei Abstands­ stücke 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 92 mit Hilfe eines Bügels und zweier Schrauben ermöglicht. Das bieg­ same Rohr ist teilweise flachgedrückt, auf einer drehbar im Rahmen gelagerten Trom­ mel 93 befestigt und spiralförmig auf diese Trommel 93 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 Trommel 93 eingesetzt ist und am Grund dieser Bohrung sowie an einer Schulter der Achse 94 anliegt. Eine Aufwickeltrommel 97 mit nicht dargestellter Rückhol­ feder und Spannvorrichtung wird in Drehrich­ tung 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 einge­ schnittene formschlüssige axiale Zahn-Kupplung schützt. Im normalen Be­ trieb ist die Trommel 93 von der Verzahnung der Aufwickel­ trommel 97 durch eine Abscherschraube 100 frei, die vorübergehend die Trommel 93 mit dem Seitenflansch 95 verbindet. Wenn das biegsame Rohr 92 unter Druck gesetzt wird, ist der Zug bestrebt, die Trommel 93 zu drehen, was ein Abscheren der Abscherschraube 100 und durch die Feder 96 eine Axialverschiebung der Trommel 93 ergibt, die so mit der Aufwickeltrommel 97 in Eingriff kommt. Die beiden gekuppelten Trommeln werden dann durch die Aufweitung des biegsamen Rohrs 92 in Drehrichtung an­ getrieben.

Claims (7)

1. Druckmittelbetätigter Antrieb für einen Drehkörper, der in einem Rahmen gelagert ist, mit einem mit einer Druckmittelquelle verbundenen, schlauchförmigen elasti­ schen Rohr, das bei fehlendem Innendruck flach mit engem Innenquerschnitt aufgewickelt ist, wobei ein Ende des Rohres mit dem Rahmen und das andere Ende mit dem Drehkörper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Drehkörper die Aufwickeltrommel (4) eines an sich bekannten Gurtstrammers mit einem mit dem Kraftfahrzeug verschraubten U-förmigen Rahmen (3) bildet, wobei ein Ende eines Sicherheitsgurtes (1) an der Aufwickeltrommel (4) befestigt ist,
• - daß das biegsame Rohr (9) an einem Seitenteil (5) des Rahmens (3) mittels einer Einspannvorrichtung (Anlage 8, Bügel 10, Schrauben 11) plattgedrückt eingespannt ist und durch eine Öffnung im Seitenteil (5) des Rahmens (3) in die Aufwickeltrommel (4) führt, in der es mit mehreren Windungen aufgewickelt ist, und
• - daß als Druckmittelquelle ein an sich bekannter elek­ trisch zündbarer Gas-Treibsatz (15) im äußeren End­ bereich (14) des Rohres vorgesehen ist.

2. Druckmittelbetätigter Antrieb für einen Drehkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Rohr (9) wenigstens eine metallische Wand (12) aufweist.

3. Druckmittelbetätigter Antrieb für einen Drehkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Rohr (9) wenigstens eine Schicht (13 a) aus gummi- oder kunststoffartigem Material aufweist.

4. Druckmittelbetätigter Antrieb für einen Drehkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Rohr (9) eine Wand aus geflochtenen Metalldrähten aufweist, wobei die Wand innen von einer Schicht (13 a) aus gummi- oder kunststoffartigem Material bedeckt ist.

5. Druckmittelbetätigter Antrieb für einen Drehkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Rohr (9) schraubenförmig aufgewickelt ist.

6. Druckmittelbetätigter Antrieb für einen Drehkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Rohr (92) spiralförmig aufgewickelt ist.

7. Druckmittelbetätigter Antrieb für einen Drehkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das plattgedrückte biegsame Rohr (84) mit einem inneren Ende im Inneren eines einseitig offenen Zylinders (81) angeordnet ist, der mit dem Rohr (84) und der Achse (82) durch eine Schraube (85) verbunden ist,
• - daß der Zylinder (31) mit mehreren, längs­ verlaufenden Schlitzen (83) versehen ist und mit seinem gerillten Außenumfang mit der ebenfalls gerillten Innenfläche der Auf­ wickeltrommel (80) eine Kupplung bildet.