DE3430048A1 - Sicherheitsgurtaufrollautomat mit schlupfarmen gurtwickel - Google Patents

Description

• Sicherheitsgurtaufrollautomat mit schlupfarmem Gurtwickel
• Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufrollautomaten, der in seiner Konzeption und mit zusätzlichen Antischlupfmitteln auf einen minimalen Gurtbandauszug ausgelegt ist.
• Der Filmspuleneffekt ist ein nutzloser, zusätzlicher Gurtbandauszug im Unfall, der durch Verschieben der restlichen Gurtbandlagen auf der Wickelwelle unter hoher Last entsteht.
• Zur Vermeidung des Filmspuleneffektes werden - neuerdings Klemmerkomponenten entwickelt, die oberhalb des Gurtbandwickels das Gurtband direkt klemmen und dort die Last aufnehmen. Der Gurtbandwickel bleibt unbelastet.
• Auch sind Gurtstrammerkomponenten bekannt geworden, die sowohl den Filmspuleneffekt als auch einen Teil der Gurtlose zu eleminieren vermögen.
• Beiden Vorrichtungen ist gemein, daß sie voluminöser bauen als herkömmliche Aufroller und außerdem schwerer und teurer sind. Die Nutzen-Kosten-Analyse ist nicht eindeutig positiv.
• Der Gurtauszug am Aufroller unter Last beträgt bei herkömmlichen Aufrollern ca. 100-120 mm. Mit der EP 0 112 033 ist ein Aufroller bekannt geworden, der durch geeignete Maßnahmen nur noch einen Gurtauszug von 50 - 60 mm aufweist. Das entspricht einer Verbesserung von 100 %.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konventionellen Aufroller - also ohne das Hilfsmittel Gurtklemmer - so auszugestalten, daß der Gurtauszug am Aufroller wesentlich reduziert wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einerseits der Aufroller von seinem Aufhau her für extrem kurze Auszüge bei der Blockiereinleitung ausgelegt wird und andererseits zur Reduzierung -/ Vermeidung des Filmspuleneffektes Antischlupfmittel zwischend den Gurtbandlagen auf einer Länge von ca. 0,5m bis zum Wickelwellenschaft hin vorgesehen sind, die eine Relativbewegung des aufgewickelten Gurtbandes gegeneinander behindern.
• Der Gesamtgurtauszug aus dem Aufroller setzt sich zusammen aus dem Gurtauszug zur Blockiereinleitung (gem. ECE-Vorschrift max. 50mm) und dem anschließend einsetzenden Filmspuleneffekt entsprechend der Belastung durch Strammziehen des Gurtbandwickels. Beide Gurtauszüge gilt es zu reduzieren.
• Das Konzept des Aufrollers ist so aufgebaut, daß von den gesetzlich max. zur Verfügung stehenden 50 mm Gurtauszug bis zur erfolgten Blockierung nur ca.
• l0mm ausgenutzt werden. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Bewegung der Wickelwelle von der Nullstellung in die Blockierstellung quer zur Gurtauszugrichtung erfolgt und nicht in Gurtauszugsrichtung. Weiterhin wirkt sich eine große Zähneanzahl positiv aus, da beim Eingriff der Sensorklinke in die Zahnteilung dann nur ein kleiner Drehwinkel der Wickelwelle mit minimalem Gurtauszug erfolgt.
• Auch die Ausführung eines großen Schaftdurchmessers für die Wickelwelle zum Aufwickeln des Gurtbandes wirkt sich positiv aus. Bei ca. 50 mm Durchmesser befinden sich im angelegten Gurtzustand nur etwa 3 Gurtbandlagen auf der Welle. Je weniger Lagen auf der Wickelwelle, desto geringer die Auswirkung des Filmspuleneffektes. Ein weiterer Einflußfaktor ist die Härte des Wickelschaftes, d. h., der Widerstand gegen elastisches/plastisches Zusammendrücken. Deshalb sollte auf gar keinen Fall eine Hülse oder Spule eingesetzt werden, sondern das Gurtband direkt auf die Wickelwelle aufgespult werden. Die Ausbildung der Wickelwelle mit eine druckfesten Struktur ist also sinnvoll. Ebenso ist es vorteilhaft, durch eine rauhe Ausführung der Schaftoberfläche für einen hohen Reibungskoeffizienten zwischen Wickelwelle und erster Gurtbandlage zu sorgen.
• Durch die dickere Wickelwelle baut zwar der Aufroller in der Tiefe größer, aber nur in geringem Maße. Gegenüber heutigen Aufrollern vergrößert sich der voll aufgespulte Wickeldurchmesser bei 2 m Gurtband nur um 5 mm. (Die äußeren Gurtbandlagen bringen mehr Gurilänge pro Umdrehung als die inneren.) Der entscheidende erfindugnsgemäße Vorschlag zur Reduzierung des Filmspuleneffektes ist die Einbeziehung von Antischlupfmitteln zwischen den einzelnen Gurtbandlagen. Da im angelegten Gurtzustand etwa 400mm - 500mm Gurtband aufgewickelt sind, ist dieser Bereich dafür vorgesehen. Bei 50 mm Wickelschaftdurchmesser entspricht das etwa den ersten drei Gurtbandlagen.
• Diese Antischlupfmittel können entweder aus mitaufgewickelten dünnen Bändern bestehen, die durch Reibung (p-Wert) oder Formschluß (Stacheln) die Relativbewegung der Gurtbandlagen zueinander (Schlupf) behindern, oder aus einer Oberflächenimprägnierung des unteren 0,5m langen Gurtbandendes mit einer haftfesten, reibungsintensiven Substanz. Die einfachste Methode zur Reduzierung der Schubbewegung zwischen den Gurtbandlagen ist der Einsatz von spezialgewebtem Gurtband mit einer Oberflächenstruktur die - einem Zahnriemen ähnlich - in einer Wellenform verläuft. D. h. Berge und Täler erstrecken sich quer zur Gurtbandlängsrichtung. Im aufgewickelten Zustand entsteht so zwischen den Gurtbandlagen eine Art Formschluß.
• Der Innenraum der nunmehr sehr dicken Wlle läßt sich sinnvoll nutzen, wenn eine mechanisch vorgespannte Feder eingebaut wird, die bei Überschreiten einer Verzögerung von ca. 5g (Unfall) entriegelt wird, rückwärts dreht und das Gurtband strammt.
• In den Zeichnungen sind einige erfindungsgemäße Ausführungsformen dargestellt.
• Es zeigen: Fig. 1: Blockierbewegung des Aufrollers Fig. 2: Auschnitt aus Gurtwickel im Bereich des Gurtablaufes Fig. 3: Einspulung des Antischlupfmittels in eine Kammer Fig. 4: Mehrere Formen der Antischlupfmanipulation Fig. 5: Querschnitt durch Wickelwellenschaft.
• Die Fig. 1 zeigt das Konzept des Aufrollers 1 mit der bezüglich eines kurzen Gurtauszuges vorteilhaft angeordneten Blockierzone 2 zwischen Wickelwelle 3 und Gehäuse 4. Die Steuerscheibe 5, in der die Welle 3 gelagert und geführt wird, ist oben im Schwenkpunkt 6, direkt oberhalb des Wellenmittelpunktes 7, drehbar angeordnet. Wird die nicht dargestellt Sensormechanik aktiviert (z. B.
• oberhalb 0.45g), entsteht eine Kupplung zwischen Wickelwelle 3 und Steuerscheibe 5. Bei Vorverlagerung des Insassen erfolgt ein Zug im Gurtband 8. Aufgrund des Hebelarmes 9 schwenkt die Wickeiwelle 3 mit ihrer Wellenverzahnung 10 in die Gehäuseverzahnung 11. Der Einschwenkvorgang erfolgt sychronisiert. Dabei findet nur ein minimaler Gurtauszug statt, weil die Welle erfindungsgemäß quer zur Auszugsrichtung 12 und nicht in Auszugsrichtung verschwenkt wird. Der Gurtauszug ist umso kleiner, je schneller die Sensormechanik anspricht (physikalische Grenzen) und je größer die Zähneanzahl von Steuerungsmechanik und Wickelwelle 3 ist.
• Nach der Reduzierung dieses Anteils am Gesamtgurtauszug ist die Verringerung des Filmspuleneffektes,der unter Last im Unfall auftritt, der nächste Schritt.
• Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Gurtwickel 13 in dem Bereich, wo das Gurtband 8 nach oben in Auszugsrichtung 12 abläuft. Auf dem etwa 50 mm dicken Schaft der Wickelwelle 3 befinden sich 3 Gurtbandlagen. Das entspricht etwa 45 cm bis 50 cm aufgewickeltem Gurtband, wenn der Sicherheitsgurt angelegt ist. Zwischen den Gurtbandlagen ist das Antischlupfmittel 14 mit aufgewickelt. Es hat die Aufgabe, die Verschiebung der Gurtbandlagen gegeneinander, wenn das Gurtband 8 in Auszugsrichtung 12 unter Last steht, zu behinder, d. h., zu reduzieren oder gar zu vermeiden. Das in Fig. 2 dargestellte Antischlupfmittel 14 a ist ein dünnes flexibles Band mit einem hohen Reibfaktor zum Gurtband 8. Die Verschiebung der Gurtbandlagen wird hier also reibschlüssig behindert. In Fig. 4 ist ein Antischlupfmittel 14 b dargestellt, das beidseitig feine Stacheln aufweist, die beim Aufwickeln in das Gurtband eindringen und somit durch Formschluß ein Verschieben der Gurtbandlagen unterbinden. Das Antischlupfmittel 14c ist eine Imprägnierung, mit der das Gurtband 8 auf den unteren 0,5m versehen ist. Es wirkt wiederum reibschlüssig. Diese Imprägnierung könnte auch verzahnungsartig aufgebracht werden, so daß in den Gurtbandlagen ein formschlüssiger Effekt entsteht.
• Dieser Effekt ist auch bei dem Gurtband 8b zu erwarten, das durch seine besondere Webart eine wellenförmige Oberfläche aufweist. Derartige Gurtbänder, die früher gebräuchlich waren, können heute in Verbindung mit den neuen Komfortumlenkern mit großem umlenkdurchmesser ohne Nachteile eingesetzt werden.
• In der Fig. 3 ist dargestellt, wie sich das Antischlupfmittel 14 in eine Kammer 15 einspulen kann, wenn das Gurtband 8 ganz abgezogen werden sollte. Auch eine feste Verbindung zwischen Antischlupfmittel (14) und Gurtband (8) ist möglich.
• In der Fig. 5 ist sinnbildlich dargestellt, wie der Innenraum der dicken Wickelwelle sinnvoll für eine Gurtstrammung genutzt werden kann. Im Unfall nach einer erfolgten Entriegelung würde eine starkte Strammerfeder 16 die Wickelwelle 3 entgegen der Auszugsrichtung verdrehen. Auf diese Weise könnte im voraus der später einsetzende Gurtauszug voll eleminiert werden und darüber hinaus auch ein Teil der Gurtlose.
• Es soll nicht unerwähnt bleiben, daß sich die Auszugs-Rückzugscharakteristik des Aufrollers bei Einsatz einer dicken Wickelwelle von etwa 50 mm entscheiden verbessert und den Komfort (Tragebequemlichkeit) deutlich positiv beeinflußt. Das steigert die freiwillige Anlegequote und somit den Gesamtaspekt der Sicherheit.
• Benennungen 1 Aufroller 2 Blockierzone 3 Wickelwelle 4 Gehäuse 5 Steuerscheibe 6 Schwenkpunkt 7 Wellenmittelpunkt 8 Gurtband 9 Hebelarm 10 Wellenverzahnung 11 Gehäuseverzahnung 12 Gurtauszugrichtung 13 Gurtwickel 14 Antischlupfmittel 15 Kammer 16 Strammerfeder 17 Gurtbandlagen 18 Stachel

Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Sicherheitgurtaufroller mit einer drehbaren Wickelwelle zum Auf- und Abwickeln des gegen eine Federkraft ausziehbaren Gurtes, dessen Abziehbewegung mittels einer Blockiervorrichtung bei einer ein vorbestimmtes Maß überschreitenden Beschleunigung blockierbar ist, wobei das Blockieren über eine Verzahnung an der im Gehäuse radial verstellbar gelagerten Welle dadurch erfolgt, daß die Welle entgegen einer Federkraft mit ihrer Wellenverzahnung in eine gehäusefeste Verzahnung verstellbar ist, und das weitere Abwickeln des Gurtes dadurch verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gurtband (8) an seinem mit der Wickelwelle (3) verbundenem Ende auf einer Länge von ca. 0,5m mit einem Antischlupfmittel (14) kombiniert wird, das sich zwischen den Gurtbandlagen (17) aufwickelt.
2. 2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antischlupfmittel (14a) aus einem dünnen Band mit hoher Oberflächenreibung besteht, das gemeinsam mit dem Gurtband (8) aufgewickelt wird.
3. 3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antischlupfmittel (14b) aus einem dünnen, biegsamen Band mit beidseitigen, spitzen Stacheln (18) besteht, welches beim gemeinsamen Aufwickeln mit dem Gurtband (8) beidseitig in das Gurtbandgewebe eindringt.
4. 4. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gurtband (8) auf seiner unteren Länge von etwa 0,5m durchTränken in einer gummiähnlichen Lösung mit einer reibungsintensiven Beschichtung (14c) versehen wird.
5. 5. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gurtband (8b) durch eine besondere Webart eine wellenförmige Oberfläche aufweist, so daß bei den aufgewickelten Gurtbandlagen (17) ein verzahnungsartiger Eingriff mit Formschlußeffekt entsteht.
6. 6. Sicherheitsgurtaufroller nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftdurchmesser der Wickelrolle (3) etwa 50mm beträgt und eine kompressionssteife Struktur aufweist.
7. 7, Sicherheitsgurtaufroller nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsbewegung der Wickelwelle (3) mit ihren Blockierzähnen (10) in die Blockierzähne (11) des Gehäuses (4) im wesentlichen quer zur Gurtauszugsrichtung (12) erfolgt.
8. 8. Sicherheitsgurtaufroller nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbereich der dicken Wickelwelle (3) für die Integration einer vorgespannten Gurtstrammerfeder (16) genutzt wird, die über mechanische Auslöseglieder bei Uberschreiten einer vorgegebenen Verzögerung in Fahrtrichtung (5g-8g) ausgelöst wird und je nach Widerstand eine bestimmte Menge Gurtband (8) einzieht, bevor durch den Gurtauszug (Vorwärtsverlagerung des Insassen) eine Blockierung der Wickelwelle (3) eingeleitet wird.