DE3118437A1 - Selbstsperrender gurtaufroller fuer sicherheits-anschnallgurte von personenbefoerderungsmitteln - Google Patents

Description

Beschreibung

Selbstsperrender Gurtaufroller für Sicherheits-Anschnallgurte von Personenbeförderungsmitteln

Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller für Sicherheits-Anschnallgurte von Personenbeförderungsmitteln, mit einer in einem Gehäuse gelagerten, unter Federspannung stehenden Welle, auf die der Gurt aufrollbar ist, und einem an einem Wellenende exzentrisch gelagerten trägen Sperrglied, das bei einer vorbestimmten Drehbeschleunigung der Welle in Abrollrichtung des Gurtes eine nach außen gerichtete Bewegung erfährt und gegen gehäusefeste Anschläge stößt, wobei das Sperrglied eine kurvenförmige Ausnehmung mit mindestens einem weiteren Anschlag aufweist, in die ein auf dem Wellenende befindlicher Ansatz eingreift, der bei einer Relativbewegung zwischen Welle und Sperrglied als Anschlag für das Sperrglied dient.

Ein solcher selbstsperrender Gurtaufroller ist durch die DE-PS 14 56 115 bekannt. Dabei ist das Sperrglied als

im wesentlichen kreisförmige, indifferent gelagerte Scheibe ausgebildet, die eine Unwucht aufweist. Die Unwucht des kreisförmigen Sperrgliedes wird durch einen Ausschnitt aus dem Sperrglied hervorgerufen. Der bekannte Gurtaufroller hat den Vorteil, daß er mit einer Mindestzahl von Teilen gefertigt werden kann und deshalb auch nur wenige Lager- und Reibungsstellen aufweist, was der Betriebstüchtigkeit des Gerätes und damit der Sicherheit für die Benutzer zugutekommt. Die Einzelteile sind vergleichsweise lose aneinanderbeführt. Aufgrund der Unempfindlichkeit dieser Ausbildung können Einzelteile durch einfaches Stanzen hergestellt werden. Das Prinzip des bekannten Gurtaufrollers hat sich in der Praxis bewährt und ist im Laufe der Zeit vielfach abgewandelt und weiter ausgebildet worden.

Bei dem bekannten Gurtaufroller beschreibt die kurvenförmige Ausnehmung des Sperrgl l>'des mit Ihrem äußeren Umfang im wesentlichen die Bahn einer Evolvente, wobei die kurvenförmige Ausnehmung jedoch nur einen Teil der Evolvente erfaßt und ungefähr halbmondförmig gestaltet ist, und zwar mit Abmessungen, die dem Querschnitt des Wellenansatzes entsprechen, wenn dieser in dem halbmondförmigen Abschnitt der Ausnehmung von der einen in die andere Endstellung verschoben wird. Hierdurch ergibt sich ein ausreichend großer Anschlag in der Sperrlage von Wellenansatz und Sperrglied. Weniger günstig sind jedoch das Belastungsbild an der Welle und der verhältnismäßig große Winkel, der bis zum Einrasten des Sperrgliedes in die vorzugsweise als Verzahnung ausgebildeten Anschläge am Gehäuse vom Sperrglied durchschritten werden muß. Das DE-GM 74 25 531 zeigt demgegenüber eine Verbesserung, indem zwei Anschläge vorgesehen sind und der fragliche Winkel kleiner ist. Das radiale Wirkungsprinzip des eingangs genannten

Standes der Technik hat sich dabei nicht verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbstsperrenden Gurtaufroller der erwähnten Gattung zu schaffen, bei dem mehr als zwei Anschläge am Wellenansatz für das Sperrglied vorhanden sind und der vom Sperrglied bis zum Einrasten zu durchschreitende Winkel besonders klein ist, so daß sich ein sehr schnelles Sperren des Gurtaufrollers erreichen läßt. Dabei soll der einfache Aufbau der gattungsgemäßen Technik erhalten bleiben.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.

Mit der Erfindung ist unter anderem der Vorteil eines vergleichsweise sehr günstigen Belastungsbildes an der Gurtaufwickelwelle verbunden, womit wiederum die Baufestigkeit des ganzen Gerätes erhöht wird. Weiterhin ergibt sich eine sehr kurze Ansprechzeit zwischen dem auslösenden Moment, insbesondere Unfall, und der Blockierung des Sicherheitsgurtes, so daß die angeschnallte Person auch unter Berücksichtigung der unvermeidlichen Gurtbanddehnung in ausreichendem Maße in ihrem Sitz zurückgehalten wird. Schließlich treten bei einer nicht ganz auszuschließenden "Zahn-auf-Zahn-Blockierung" zwischen Sperrglied und gehäusefester Verzahnung besonders günstige Winkelverhältnisse zwischen Wellenansatz und Sperrglied auf, so daß ein Verspannen dieser beiden Teile ausgeschlossen ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben

werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der sog. Systemseite eines selbstsperrenden Gurtaufrollers, ohne Gehäuse, in Sperrstellung,

Fig. 2 eine Ansicht des Gegenstandes von Fig. 1 in entsperrter Stellung,

Fig. 3 und 4 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel in Ansichten entsprechend Fig. 1 und 2.

Bei dem Gurtaufroller gemäß den Figuren 1 und 2 ist in einem nicht dargestellten Gehäuse von herkömmlicher, insbesondere U-förmiger Gestalt eine Gurtaufwickelwelle 10 gelagert, die an ihrem einen Ende, welches der sog. Systemseite des Gerätes zugeordnet ist, einen in besonderer Weise profilierten Ansatz 11 trägt. Dieser Ansatz 11 kann beispielsweise durch spangebende Bearbeitung einstückig aus dem Wellenrohling herausgearbeitet sein, er kann aber auch als getrenntes Bauteil angefertigt und an dem Wellenende befestigt sein. Ein Zapfen 12 setzt sich über den Ansatz hinaus fort und dient zur Führung und Halterung weiterer, nicht dargestellter Bauteile.

Auf dem Wellenansatz11 ist ein Sperrglied 13 beweglich gelagert, dessen drei Sperrzähne 14 in herkömmlicher Weise in die Innenverzahnung eines sog. Druckringes 15 einrastbar sind. Der Druckring 15 ist mittels Schrauben 16 an dem entsprechenden Gehäuseschenkel befestigt.

Der Wellenansatz 11 hat im Querschnitt, bezogen auf die Wellenachse 17, eine Gestalt, die als im wesentlichen achtförmig bezeichnet werden kann, wobei die Acht aus

zwei zur Wellenachse 17 symmetrisch angeordneten Ovalen 18 zusammengesetzt ist. Hierdurch hat der Ansatz 11 in seiner Quermitte eine taillenartige Einschnürung, wobei die vier Flanken 19 derselben symmetrisch gekrümmt sind. Diese Krümmung entspricht derjenigen der Außenkanten der Ovale 18, welche wiederum der Krümmung der ümfangslinie 20 des Querschnitts der Gurtaufwickelwelle 10 angeglichen ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten symmetrischen Ausführungsform des Ansatzes 11 kann dieser auch als schmetterlingsartig bezeichnet werden.

Das Sperrglied 13 ist eine aus Blech ausgestanzte Ringscheibe von unregelmäßiger Gestalt, deren mittlere Ausnehmung ebenfalls acht- oder schmetterlingsförmig

1^ geformt und aus zwei ovalen Gebilden zusammengesetzt ist, wobei diese allerdings nicht gleich groß sind, sondern aus einem kleineren Ausnehmungsoval 21 und einem größeren Ausnehmungsoval 22 bestehen. Zwischen diesen beiden ist die Ausnehmung des Sperrgliedes 13 wiederum taillenartig eingeschnürt, d. h. die Ringform des Sperrgliedes 13 hat nach innen ragende Vorsprünge 23, deren Spitzen aber einen größeren Abstand voneinander haben als die taillenartige Einschnürung des Wellenansatzes 11 breit ist. In dem einen Vorsprung 23 befindet sich ein Loch 24, welches zum Gewichtsausgleich dient. Die gegenüberliegende Seite des Sperrgliedes 13 hat eine Abflachung 25, die ähnlichen Zwecken dient. Die Sperrzähne 14 befinden sich im Bereich des Loches

Zur beweglichen Lagerung des Sperrgliedes 13 auf dem Ansät/. 11 haben die Ansatzovale 18 jeweils an ihrem Scheitelpunkt, diametral einander gegenüberliegend, eine kleine Muldung 26 von der Größe etwa eines Drittelkreises, in die ein entsprechend geformter Lagervor-

sprung 27 derart hineinpaßt, daß das Sperrglied 13 auf dem Ansatz 11 leicht hin und her pendeln kann. Dabei werden die Grenzen dieser Pendelbewegungen durch die Größenverhältnisse der achtförmigen Gestaltungen der jeweiligen Ovale 18, 21, 22 von Ansatz und Sperrglied bestimmt. Die Abmessungen sind so gewählt, daß das Sperrglied 13 in seiner entsperrten Stellung gemäß Figur 2 beim Drehen der Gurtaufwicke lwel Ie 10 innerhalb der Innenverzahnung des Druckringes 15 ohne Anstoßen frei umlaufen kann, während es in der gesperrten Stellung gemäß Figur 1 mit seinen Zähnen 14 in den Druckring 15 derart bündig einrastet, daß die relevanten Flächen der Ovale 18, 21, 22 kraftschlüssig aneinander anliegen. Hierzu muß u. a. das größere Ausnehmungsoval 22 entsprechend breiter sein als das kleinere Ausnehmungsoval 21 des Sperrgliedes 13, damit die beabsichtigten Pendelbewegungen stattfinden können. Die Pendelachse befindet sich im Zentrum des Lagervorsprungs 27; sie bildet den Exzenterpunkt 28 für das exzentrisch gelagerte träge Sperrglied 13.

Im entsperrten Normalbetrieb des Gurtaufrollers nehmen die Teile die in Figur 2 wiedergegebene Stellung ein. Das nicht dargestellte Gurtband kann hierbei von der Gurtaufwickelwelle 11 nach Bedarf abgespult werden. Eine übliche, nicht dargestellte Feder sorgt dafür, daß das Sperrglied 13 bei diesem Betriebszustand in seiner entsperrten Stellung verbleibt. Geschieht ein Unfall oder tritt ein ähnlicher außergewöhnlicher Betriebszustand ein, kann das Sperrglied 13 unter Überwindung der Federkraft auslenken und in die Sperrstellung gemäß Figur 1 eintreten. Hierbei kommt es zur Erzielung einer optimalen Sicherheitswirkung darauf an, daß der übergang von der entsperrten in die ge-

sperrte Stellung möglichst schnell geschieht. Dies ist u. a. eine Frage des Weges, den das Sperrglied dabei zurücklegen muß. Auf diesem Weg durchschreitet es einen um den Exzenterpunkt 28 geschlagenen Winkel alpha, der im vorliegenden Fall vergleichsweise besonders klein ist, weil sich der Exzenterpunkt 28 in einem vergleichsweise großen Abstand χ von der Wellenachse 17 befindet, nämlich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 in Höhe der Um- fangslinie der Gurtaufwickelwelle 10. Je weiter der Exzenterpunkt 28 von der Wellenachse 17 entfernt ist, d. h. je größer der Abstand χ gemacht wird, umso kleiner wird der Winkel alpha, um den das Sperrglied 13 eine Pendelbewegung ausführen muß, damit die Stellung gemäß Figur 2 in die Stellung gemäß Figur 1 übergehen kann. Sinngemäß gilt dies auch umgekehrt, d. h. ein kleiner Winkel alpha gestattet auch ein schnelles Entsperren des Gurtaufrollers.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 und 4 i_st der Abstand χ im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 besonders groß, so daß auch der Winkel alpha besonders klein ist. Hier liegt der Exzenterpunkt 28 außerhalb der ümfangslinie 20 der Welle 10, was dadurch ermöglicht wird, daß Muldung 26 und Lagervorsprung 27 einen im Vergleich sehr großen Halbmesser haben. Im übrigen entsprechen die Figuren 3 und 4 den Figuren 1 und 2, allerdings mit der Ausnahme, daß der Wellenansacz 11 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 und 4 nur eine Muldung 26 aufweist. Wenn zwei Muldungen 26 vorgesehen sind, wie sich dies aus den Figuren 1 und 2 ergibt, kann das Sperrglied 13 bei der Montage in der einen oder anderen Stellung aufgesteckt werden, womit eine Erleichterung verbunden ist.

Aufgrund der Gestaltung von Wellenansatz 11 und Sperrglied 13 ergeben sich im Belastungsfall gemäß den Figuren 1 und 3 jeweils drei Anlageflächen 29, 30, 31, wodurch die auftretenden Kräfte in vorteilhafter Weise vom Gurtband über die Welle 10 mit Ansatz 11 und das Sperrglied 13 zum Druckring 15 und Gehäuse und damit zur Fahrzeugkarosserie geleitet werden, d. h. es entsteht ein günstiges Belastungsbild an der Welle 10, und die Baufestigkeit des Gurtaufrollers wird erhöht. Die drei AnIageflächen 29, 30, 31 kommen dadurch zustande, daß das Sperrglied 13 nur auf Kreisbahnen geführt wird, die um den Exzenterpunkt geschlagen sind und den Verlauf der Flanken 19 der Ansatzovale 18 sowie der entsprechenden Flanken der Ausnehmungsovale 21, 22 bestimmen. Dabei ist auch der im Exzenterpunkt 28 in den Figuren 1 und 3 jeweils diametral gegenüberliegend gedachte Exzenterpunkt zu berücksichtigen. Hierdurch sind variierende Gestaltungen von Ansatz und Sperrgliedausnehmung möglieh, ohne das Ziel zu beeinträchtigen, den Winkel alpha so klein wie möglich zu halten.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Anmeldungsgegenstandes können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (6)

Patentansprüche 10 15

1. Selbstsperrender Gurtaufroller für Sicherheits-Anschnallgurte von Personenbeförderungsmitteln, mit einer in einem Gehäuse gelagerten, unter Federspannung stehenden Welle, auf die der Gurt aufrollbar ist, und einem an einem Wellenende exzentrisch gelagerten trägen Sperrglied, das bei einer vorbestimmten Drehbeschleunigung der Welle in Abrollrichtung des Gurtes eine nach außen gerichtete Bewegung erfährt und gegen gehäusefeste Anschläge stößt, wobei das Sperrglied eine kurvenförmige Ausnehmung mit mindestens einem weiteren Anschlag aufweist, in die ein auf dem Wellenende befindlicher Ansatz eingreift, der bei einer Relativbewegung zwischen Welle und Sperrglied als Anschlag für das Sperrglied dient, dadurch gekennzeichnet, daß der

Exzenterpunkt (28) für die exzentrische Lagerung (26, 27) des Sperrgliedes (13) wenigstens auf der Umfangslinie (20) der Gurtaufwickelwelle (10), bevorzugt außerhalb derselben, angeordnet ist und der auf dem Wellenende befindliche Ansatz (11) sowie das darauf gelagerte Sperrglied (13) mit seiner kurvenförmigen Ausnehmung (21, 22) Führungsflächen (19, 26) aufweisen, die Abschnitte von um den Exzenterpunkt (28) geschlagenen Kreislinien darstellen, so daß das Sperrglied

(13) nur auf den dadurch gebildeten Kreisbahnen geführt ist.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (11) aus zwei achtförmig zusammengesetzten, beiderseits der Wellenachse (17) angeordneten Ovalen (18) besteht, deren Umfangsflachen (19, 26) die erwähnten Kreisbahnen ausbilden, und die kurvenförmige Ausnehmung (21, 22) des Sperrgliedes (13) mit dem für die nach außen gerichtete Relativbewegung zwischen Welle (10, 11) und Sperrglied (13) erforderlichen Spiel über den Ansatz (11) und seine Kreisbahnflächen passend gestaltet ist, wobei sich die exzentrische Lagerung (26, 27) des Sperrgliedes (13) im Bereich eines Scheitelpunktes des Ansatzes (11) befindet.

3. G'urtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Wellenende befindliche Ansatz (11) schmetterlingsformig symmetrisch gestaltet ist.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenansatz (11) an beiden Scheitelpunkten zur wahlweisen Lagerung des Sperrgliedes (13) vorgerichtet ist.

5. Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Scheitelpunkten des Wellenansatzes (11) im wesentlichen gleich dem Wellendurchmesser ist.

6. Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrische Lagerung des Sperrgliedes (13) am Scheitelpunkt des Wellenansatzes (11) in Form einer Muldung (26) im Wellenansatz (11) und eines entsprechenden Lagervorsprunges (27) der Ausnehmung (21, 22) des Sperrgliedes (13) ausgebildet ist.

Be sehre ibung