DE3606346A1

DE3606346A1 - Rotatorische antriebseinheit fuer einen gurtstrammer

Info

Publication number: DE3606346A1
Application number: DE19863606346
Authority: DE
Inventors: Hans-Hellmut Ernst
Original assignee: Ernst Hans Hellmut
Current assignee: GENERAL ENGINEERING (NETHERLANDS) B.V., UTRECHT, N
Priority date: 1986-02-27
Filing date: 1986-02-27
Publication date: 1987-09-03

Description

Die Erfindung betrifft eine rotatorische Antriebseinheit für einen Gurtstrammer innerhalb eines Sicherheitsgurtsystems. Sie kann in Kombination mit einem Aufroller oder auch allein für sich beliebig placiert zwischen einem Aufroller und einem Umlenker arbeiten.

Bislang sind zwei Arten von Gurtstrammern mit praktischer Erprobung bekannt geworden. Die eine Art sind die sogenannten Seilstrammer, wie sie beispielsweise in der DE-PS 32 31 509 beschrieben werden. Dieser Art Gurtstrammer haften zwei Nachteile an. Zum einen greifen sie konstruktiv sehr stark in die Bauweise des Aufrollers ein. Es sind viele Zusatzteile am Aufroller erforderlich, um im Aktivierungsfall eine Rückdrehung der Gurtwelle zu bewirken. Auch wird die Sensormechanik des Aufrollers bei der Aktivierung übermäßig beansprucht, wie aus der DE-OS 33 38 187 hervorgeht. Schließlich baut dieser Strammer sehr groß. Auch als sog. Kurzhuber, wie er in der DE-PS 32 31 509 zur Reduzierung der Baulänge vorgeschlagen wird, ist noch ein relativ großer Einbauraum erforderlich. Seilstrammer bauen also recht groß und sind aufgrund des mechanischen Aufwandes sehr teuer.

Eine andere Art Strammer ist in der EP 0 138 507 bekannt geworden. Gegenüber den Seilstrammern zeichnen sie sich dadurch aus, daß sie unabhängig von Art und Bauweise des Aufrollers arbeiten, daß sie nicht in einer Baueinheit mit dem Aufroller kombiniert sein müssen, daß sie die Sensormechanik des Aufroller nicht belasten und daß sie eine kürzere Baulänge aufweisen. Ein Nachteil dieser Strammerart kann darin gesehen werden, daß der Wirkungsgrad aufgrund der Gurtbandumschlingung mit zunehmendem Drehwinkel abnimmt. Eine Gurtstrammerlänge von 180 mm (als max. mögliche Einzugslänge gewünscht) unter Last erfordert eine hochenergetische Treibladung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Gurtstrammer:

a) die Verlustleistung durch Reibungseinflüsse zu reduzieren, d. h., den Wirkungsgrad der Strammung zu verbessern,
b) das Bauvolumen bei gleichbleibender Gurteinzugslänge zu reduzieren, insbesondere die Baulänge,
c) die Kosten durch wenige und einfache Teile zu reduzieren.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der dieser Beschreibung vorangestellten Patentansprüche.

Ein als Antriebstrommel nach dem Prinzip des Reibrades arbeitender Drehkolbenzylinder wirkt direkt im Aktivierungsfall auf das Gurtband ein. Dabei bleiben die inneren Reibungsverhältnisse und der interne Arbeitsaufwand unabhängig vom Drehwinkel nahezu konstant. Bei einem einfach wirkenden Drehzylinder mit einem möglichen Drehwinkel von ca.300° ist bei 180 mm Gurteinzugslänge ein relativ großer Durchmesser der Antriebstrommel erforderlich. Hier stellt sich bezüglich der Baulänge gegenüber dem Stand der Technik nur eine Reduzierung von etwa 10 mm ein bei gleicher Bautiefe. Die Verbesserung des Strammerwirkungsgrades ist aber erheblich, da über dem gesamten Drehwinkel die inneren Strammerwiderstände konstant bleiben.

Würde die Manteloberfläche der Antriebswalze aus Gummi bestehen, so daß die Gurteinzugskraft nur über Reibung zustande kommt, wäre der Abrollwiderstand relativ groß, da die Kraft der Andruckfeder sehr groß sein muß.

Bei einem formschlüssigen Transport des Gurtbandes mit Hilfe von Verzahnungen auf der Mantelfläche der Antriebswalze läßt sich mit relativ schwachen Andruckfedern und somit relativ niedrigem Anpreßdurck eine hohe Gurteinzugskraft, die 1200 N erreichen soll, realisieren. Der Anpreßdruck wirkt sich direkt auf die Laufreibung des Drehzylinders in den Lagern aus. Über die Stärke der Andruckfedern läßt sich auf einfache Weise die Gurteinzugskraft begrenzen.

Eine signifikante Verkleinerung des Bauvolumens ist erreichbar, wenn ein in Reihe geschalteter Doppeldrehkolben, wie er in der DE-PS 25 10 514 beschrieben wird, zum Einsatz gelangt. Bei einem Drehwinkel von etwa 600° kann der Walzendurchmesser erheblich kleiner sein, um mit der Mantelfläche eine Abwicklungslänge von 180 mm zu realisieren.

Mit einer Einbuße der pryrotechnischen Strammleistung durch die Anordnung von 2 Brennkammern ist nicht zu rechnen, da für den Drehkolben der volle Abstand der Gehäuseschenkel (ca. 55 mm) zur Verfügung steht. Auch ist mit keiner Zeitverzögerung aufgrund des größeren Drehwinkels zu rechnen, da sich durch das verringerte GD² eine schnellere Drehung erzielen läßt.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben. Es zeigen:

Fig. 1 Antriebstrommel mit einstufigem Drehkolben

Fig. 2 Antriebstrommel mit zweistufigem Drehkolben

Die Fig. 1 zeigt im Teilschnitt den Aufbau des einstufigen Drehkolbens. Zwischen dem Stator 22 mit seinem Flügel 33 und dem Gegenflügel 21 mit der Antriebstrommel 1 befindet sich der Expansionsraum 20, der sich im Falle der Aktivierung schlagartig ausdehnt. Im Bereich der Gegendruckfläche 5 weist die Antriebstrommel 1 eine Abflachung 4 auf, so daß sich ein Gurtführungs spalt 6 für den Normalbetrieb ergibt.

Im Falle der Aktivierung dreht sich die Antriebstrommel entgegen dem Uhrzeigersinn und gelangt mit ihrem Andruckpunkt 24 gegen das Gurtband 3. Im weiteren Verlauf der Drehung verschiebt sich die Achse 8 gegen die Wirkung der Feder 7, und die Verzahnung 14 der Mantelfäche 2 gelangt in Kontakt mit dem Gurtband 3. Der Gurteinzug durch die Drehung der Antriebstrommel 1 erfolgt solange, bis ein Gleichgewicht besteht zwischen der Gurteinzugskraft Fx und dem Gasdruck im Expansionsraum 20′. Die alsdann aufgrund der Unfallbelastung sehr stark ansteigende Gurtkraft Fu wird sinnvollerweise von einem oberhalb der Antriebstrommmel 1 angeordneten (nicht dargestellten) Gurtklemmer aufgenommen, wie er beispielsweise in der DE-OS 35 44 546 vorgeschlagen wird.

Um auf kostengünstige Weise eine wirkungsvolle Verzahnung 14 auf die Mantelfläche 2 zu bringen, wird vorgeschlagen, ein flexibles dünnwandiges Teil (10, 11, 12, 13, 14) aus Kunststoff formschlüssig auf dem Umfang der Antriebstrommel anzubringen. Eine wirkungsvolle, sowohl gurtbandschonende als auch griffige (formschlüssige) Verzahnung 14 könnte beispielsweise so gestaltet werden, wie in der DE-OS 35 43 959 (Fig. 14-17) vorgeschlagen. Der Drehkolbenzylinder, also die Antriebseinheit 1, wird vorzugsweise aus einem Strangpressprofil hergestellt.

Da die Gurtstrammung schneller vonstatten geht, als die Gurtwelle des unterhalb angeordneten Aufrollers das Gurtband aufwickeln kann, staut sich das Gurtband zunächst im Stauraum 25, der bei abgewinkelten Gurtband (Insasse angeschnallt) ausreichend groß ist.

Im maßstäblichen Verhältnis dargestellt, zeigt die Fig. 2 sehr deutlich, um wieviele kleiner die Antriebstrommel 1′ ausgelegt werden kann, wenn ein größerer Drehwinkel zur Verfügung steht, um die 180 mm Gurtbandeinzug zu bewerkstelligen. Im Gegensatz zu ca. 72 mm Durchmesser beim einfach wirkenden Drehkolben reduziert sich der Durchmesser auf ca. 40 mm beim doppelt wirkenden Drehkolben. Mit der Reduzierung des Bauvolumens ist auch eine spürbare Gewichtseinsparung verbunden. Die Baukosten sind wegen des etwas aufwendigeren Doppeldrehkolbens vergleichbar. Sie liegen aber deutlich unter den Baukosten eines Seilstrammers.

Da bei einer Drehung über 360° die Mantelfläche 2 über dem gesamten Umfang zur Verfügung stehen muß, ist eine andere Art des Gurteingriffs erforderlich. Sie wird über einen Führungstift 15 an der Antriebstrommel 1 und einer Andruckrampe 16 am Gehäuse 9 bewerkstelligt. Bei noch relativ langsamer Drehung am Beginn der Aktivierung stellt sich somit eine Zwangseinsteuerung in das Gurtband 3 ein. Es erfolgt ein schonender Gurteingriff bei geringem Drehwinkelverlust (15°-20°). Die Positionierung der Ruhestellung und Konservierung der Federkraft 7 übernimmt ein Sollbruchstift 17.

Zur weiteren Reduzierung des Strammungswiderstandes ist statt der Gegendruckfläche 5 eine leichtlaufende Gegendruckrolle 18 im Gehäuse 9 angeordnet.

In einer Weiterentwicklungsstufe dieses Systems wäre es denkbar, die Antriebstrommel mit Zubehör und Lagerung so auszubilden, daß sie nach erfolgter Gurtstrammung die dann einsetzende Unfallbelastung durch Gurtklemmung selber aufnimmt, so daß für die Lastübertragung kein gesonderter Mechanismus erforderlich ist.

Benennungen 1 Antriebstrommel
2 Mantelfläche
3 Gurtband
4 Abflachung
5 Gegendruckfläche
6 Gurtführungsspalt
7 Andruckfeder
8 Achse
9 Gehäuse
10 reibungsintensive Oberfläche
11 Wandung
12 Feder/Nut
13 Feder/Nut
14 Verzahnung
15 Führungsstift
16 Andruckrampe
17 Sollbruchstift
18 Gegendruckrolle
19 gummiartige Mantelfläche
20 Expansionsraum
21 Gegenflügel
22 Stator
23 Flügel
24 Andruckpunkt
25 Stauraum
26 Gurtführung

Claims

1. Rotatorische Antriebseinheit für einen Gurtstrammer, die nach Überschreiten einer vorgegebenen Verzögerungsschwelle ausgelöst wird und entweder pyrotechenisch oder mechanisch arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gurtstrammung dadurch bewerkstelligt wird, daß eine rotierende, walzenförmige Antriebstrommel (1) mit einer griffigen Mantelfläche (2) gegen das Gurtband (3) gepreßt wird und dieses durch direkte Beaufschlagung im Sinne einer Gurtstrammung einzieht.

2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebstrommel (1) im Bereich des Gurtbandverlaufes eine Abflachung (4) aufweist.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abflachung (4) sich auf einem Winkel von etwa 15° bis 30° erstreckt und mit der gegenüberliegenden Gegendruckfläche (5) einen Gurtführungsspalt (6) bildet, den das Gurtband (3) reibungsarm passieren kann.

4. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebstrommel (1) über eine Feder (7) auf das Gurtband (3) zu vorgespannt ist.

5. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebstrommel (1) über eine Achse (8) rechtwinklig zum Gurtbandverlauf verschiebbar in einem Gehäuse (9) angeordnet ist.

6. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mantelfläche (2) der Antriebstrommel (1) mit einer reibungsintensiven Oberfläche (10) versehen ist.

7. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die reibungsintensive Oberfläche (10) aus einer dünnen Wandung (11) aus Kunststoff besteht, die auf der Oberseite mit einer griffigen Verzahnung (14) versehen ist, sowie auf der Unterseite mit einem Feder/Nut-System (12/13), welches mit einem entsprechenden Feder/Nut-System (12′/13′) der Mantelfläche (2) in formschlüssiger Verbindung steht.

8. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsenergie in der Antriebs trommel (1) auf pyrotechnische Weise in einem an sich bekannten Drehkolben mit ca. 300° Drehwinkel erzeugt wird.

9. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebsenergie in der Antriebstrommel (1) auf pyrotechnische Weise in einem hintereinandergeschalteten Doppeldrehkolben nach DE-PS 25 10 514 mit ca. 600° Drehwinkel erzeugt wird.

10. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebsenergie in der Antriebstrommel (1) auf mechanische Weise von einer vorgespannten Feder erzeugt wird und merhrere Umdrehungen der Antriebstrommel (1) gestattet.

11. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebstrommel (1′), wenn sie für einen Drehwinkel über 360° ausgelegt ist, eine vollrunde, griffige Mantelfläche (2) aufweist.

12. Antriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebstrommel (1′) über einen Führungsstift (15) verfügt, der im Aktivierungsfall in Zusammenarbeit mit einer gehäusefesten Andruckrampe (16) dafür Sorge trägt, daß die Antriebstrommel (1) sofort in Anlage an das Gurtband (3) gerät.

13. Antriebseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebstrommel (1) von einem Sollbruchstift (17) in ihrer Ruhelage gehalten wird.

14. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die rotierende Antriebstrommel (1) im Aktivierungsfall das Gurtband (3) gegen eine mitlaufende Gegedruckrolle (18) mit gummiartiger Mantelfläche (19) drückt.

15. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß durch den Drehbeginn der Antriebstrommel (1) im Aktivierungsfall ein oberhalb der Strammereinheit angeordneter Klemm-Mechanismus in Klemmbereitschaft versetzt wird.

16. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Antriebstrommel (1) nach Abschluß der Gurtstrammung selbst eine lastaufnehmende Gurtbandklemmung bewerkstelligt.