DE4304492A1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorspannvorrichtung für Sitzgurte und betrifft insbesondere eine Vorspannvorrich­ tung, bei der eine Aufwickelwelle für den Sitzgurt mittels einer durch Gasdruck betätigten, drehbaren Betätigungsvor­ richtung gedreht wird.

Bei Sitzgurtsystemen für Fahrzeuge werden zunehmend häufi­ ger Vorspannvorrichtungen verwendet, um den mit dem Fahr­ zeuginsassen in lockerem Eingriff gehaltenen Sitzgurt im Notfall, beispielsweise beim Aufprall des Fahrzeugs zu straffen und den Körper des Insassen wirksamer zurückzuhal­ ten. Für solche Vorspannvorrichtungen sind verschiedene Be­ tätigungsmechanismen bekannt. Dazu gehört zum Beispiel ein durch Gasdruck betätigter Drehantrieb, bei dem eine Sitz­ gurtaufwickelwelle oder Aufwickelspule von einem Drehglied der Betätigungsvorrichtung gedreht wird. Vorspannvorrich­ tungen dieser Art sind im US-Patent 44 55 000 (Veröffent­ lichung 1), in der japanischen offengelegten Patentveröf­ fentlichung Nr. 58-1 95 571 (entsprechend US-Patent 45 88 832, Veröffentlichung 2), der japanischen Patentver­ öffentlichung Nr. 59-15 657 (Veröffentlichung 3) und der ja­ panischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 60-45 449 (Veröffentlichung 4) offenbart.

Wenn als Aufwickelvorrichtung zum Vorspannen des Sitzgurtes eine Rückzieh- oder Einziehvorrichtung für den Sitzgurt be­ nutzt wird, darf die Vorspannvorrichtung den normalen Be­ trieb des Auf- und Abwickelns der Rückziehvorrichtung nicht stören. Aus diesem Grund ist das Drehglied der dem Vorspan­ nen dienenden Betätigungsvorrichtung von der Aufwickelwelle oder dem Aufwickelrad für den Sitzgurt getrennt, wenn die Vorrichtung nicht in Betrieb ist, und Eingriff wird nur während des Betriebs hergestellt.

Für dieses Trennen ist eine Kupplungsvorrichtung nötig. In allen zuvor genannten Veröffentlichungen ist diese Kupp­ lungsvorrichtung jedoch kompliziert und teuer, beispiels­ weise in den Anordnungen gemäß Veröffentlichung 1, 2 und 4. Außerdem ist eine Aufwickelwelle von größerer Länge erfor­ derlich, da der Kupplungsmechanismus mit dem Drehglied in axialer Richtung der Aufwickelwelle in Reihe angeordnet ist. In der Veröffentlichung 3 wird eine vernünftigere An­ ordnung vorgeschlagen, bei der ein auf einer Rippe abge­ stützter Stift mittels Gasdruck betätigt wird. Da der den Eingriff herstellende Teil des Stiftes aber in einem Axial­ loch in einem Flansch des Aufwickelrades aufgenommen wird, gibt es für das Fluchtungsmaß zwischen dem Loch und dem Lochdurchmesser eine gewisse Einschränkung, und die Vor­ richtung kann nicht so ausgelegt werden, daß sie genau und ordentlich funktioniert. Das hat die Schwierigkeit zur Folge, daß es hinsichtlich dessen, wann ein Eingriff er­ folgt, unerwünschten Spielraum gibt. Da der Eingriff des Stiftes mit dem Loch nur nach einem Drehen der Rippe er­ zielbar ist, kann der Eingriffsvorgang darüber hinaus nicht gleichbleibend sein.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorspannvorrichtung zum Drehen einer Sitz­ gurtaufwickelwelle mittels eines Drehantriebs zu schaffen, bei der die axiale Länge der Aufwickelwelle durch Verbesse­ rungen an der Betätigungsvorrichtung und dem Kupplungsme­ chanismus und der Anbringungsorte dieser Bauteile klein ge­ halten ist, um einen zuverlässigeren und glatten Eingriffs­ vorgang zwischen dem Drehglied der Betätigungsvorrichtung und der Aufwickelwelle für den Sitzgurt sicherzustellen.

Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine mittels Drehan­ trieb betätigte Vorspannvorrichtung zu schaffen, bei der durch Trägheitsdrehen der Aufwickelwelle ein ausreichender Wickelhub eingehalten werden kann.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird eine mittels Drehantrieb betätigte Vorspannvorrichtung für Sitzgurte vorgeschlagen, die einen Rahmen, eine drehbar an dem Rahmen angebrachte Sitzgurtaufwickelwelle, eine an dem Rahmen angebrachte Drehantriebsvorrichtung mit einer Druck­ kammer, einen Drehkörper und einen Gaserzeuger zur Zufuhr von Druckgas in die Druckkammer zur Umdrehung des Drehkör­ pers sowie eine zwischen den Drehkörper und die Aufwickel­ welle geschaltete Kupplung aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Druckkammer der Betätigungsvor­ richtung ringförmig ist und eine Innenwand hat, die inner­ halb der Kammer einen Raum begrenzt, und daß die Kupplung in diesem Raum innerhalb der Kammer aufgenommen ist.

Durch diese Anordnung wird Raum für den Kupplungseingriff durch die Nutzung des toten Raums im Inneren der ringförmi­ gen Betätigungsvorrichtung geschaffen, und die Größe der gesamten Vorspanneinheit in axialer Richtung kann durch das Anbringen der Kupplungseinrichtung in dem toten Raum klein gehalten werden.

Bei einigen Ausführungsbeispielen weist die Kupplung ein antreibendes Eingriffselement auf, welches vom Drehkörper beweglich abgestützt ist, und ein treibendes Eingriffsele­ ment, welches auf der Aufwickelwelle angebracht ist, wobei das antreibende Eingriffselement einen der Druckkammer zu­ gewandten Druckaufnahmebereich hat, um mit dem angetriebe­ nen Eingriffselement durch eine Kraft in Eingriff bewegt zu werden, die auf den vom Gaserzeuger der Druckkammer zuge­ führten Gasdruck zurückzuführen ist, welcher auf den Druck­ aufnahmebereich wirkt. Bei anderen Ausführungsbeispielen hat die Kupplung ein angetriebenes Eingriffselement, wel­ ches an der Aufwickelwelle angebracht ist, sowie ein trei­ bendes Eingriffselement, welches am Drehkörper angebracht ist und durch das Drehen des Drehkörpers mit dem angetrie­ benen Eingriffselement in Eingriff gebracht wird.

Es ist von Vorteil, wenn das angetriebene Eingriffselement der Kupplung ein Klink- oder Rastrad ist, welches auf dem Aufwickelrad angebracht ist, während das antreibende Ein­ griffselement der Kupplung einen Klinkbolzen oder Kuppel­ bolzen aufweisen kann, der vom Drehkörper beweglich abge­ stützt ist, um mit dem Rastrad längs einer Bewegungsachse in Eingriff gebracht zu werden, die einen Teil des Rastra­ des schneidet und im wesentlichen orthogonal zur Drehachse der Welle des Aufwickelrades verläuft. Wie unten im einzel­ nen erläutert wird, ist es erwünscht, zwischen der Bewe­ gungsachse des Kuppelbolzens und der Drehachse der Auf­ wickelwelle einen vorherbestimmten Versetzungsabstand zu haben.

Bei der Vorspannvorrichtung gemäß der Erfindung wird der Gaserzeuger durch ein Signal von einem auf Beschleunigung ansprechenden elektrischen oder mechanischen Meßfühler aus­ gelöst. Wenn der Druckkammer der Betätigungsvorrichtung das Betätigungsgas zugeführt wird, wirkt der Druck dieses Gases sowohl auf den Drehkörper als auch auf den Druckaufnahmeab­ schnitt des Kuppelbolzens. Der Kuppelbolzen wird zum Rast­ rad geschoben, welches sich in einen innerhalb der Innen­ wand der Betätigungsvorrichtung abgegrenzten Raum befindet und mit dem der Bolzen in Eingriff tritt. Der Drehkörper ist mit der Aufwickelwelle verbunden und seine Drehkraft wird der Sitzgurtaufwickelwelle durch die Kupplungseinrich­ tung übertragen. Infolge der Umdrehung der Welle wird der Gurt durch das Aufwickeln eines bestimmten Gurtsegments auf das Gurtrad vorgespannt. Durch die Betätigung dieses Klink­ mechanismus kann ein zuverlässiger Eingriff zwischen dem Drehkörper und der Sitzgurtaufnahmewelle sichergestellt werden.

Wenn die Achse, längs der sich der Kuppelbolzen in Eingriff mit dem Rastrad bewegt, einen Abstand von der Drehachse der Aufwickelwelle hat (um einen bestimmten Abstand versetzt ist), wird die durch das Aufprallen des Kuppelbolzens auf das Rastrad beim Einrücken der Kupplung verursachte Auf­ prallkraft hauptsächlich in eine Drehkraft im Verhältnis zum Rastrad umgewandelt. Durch diese Anordnung wird die auf die Aufwickelwelle wirkende Biegelast beim Aufprall erheb­ lich verringert.

Insbesondere werden sogar die Zahnköpfe des Rastrades beim Zusammenprall mit dem Kuppelbolzen ohne weiteres abgelenkt, so daß ein stabiles Einrücken der Kupplung jederzeit ge­ währleistet ist. Wegen der Versetzung der Bewegungsachse des Kuppelbolzens kann die Welle schwächer ausgelegt wer­ den, da die Aufprallkraft beim Einrücken der Kupplung nur eine geringe Biegebeanspruchung der Aufwickelwelle verur­ sacht, so daß eine Welle von geringem Gewicht benutzt wer­ den kann.

Gemäß der Erfindung ist ferner ein Verbindungsteil für den Kuppelbolzen zur Folgesteuerung der Bewegung des Kuppelbol­ zens in Eingriff mit dem Rastrad und der Umdrehung des Drehkörpers vorgesehen, die durch den vom Gaserzeuger in die Druckkammer eingeführten Gasdruck verursacht wird. Bei der Folgesteuerung kann die Abgabe von Betriebsgasdruck an den Kuppelbolzen und die Zufuhr des Betriebsgases zur Druckkammer zur Umdrehung des Drehkörpers in Folge gesteu­ ert werden, wenn das Betriebsgas der Druckkammer der Betä­ tigungsvorrichtung zugeleitet wird. Deshalb wird durch die Übertragung des Gasdrucks vom Verbindungsteil des Kuppel­ bolzens der Kuppelbolzen anfangs zu dem Rastrad bewegt, welches sich in einem im inneren Freiraum der Betätigungs­ vorrichtung umgrenzten Raum befindet, und der Kuppelbolzen wird mit dem Rastrad in Berührung gebracht. Dann beginnt die Zufuhr des Betriebsgases zur Druckkammer mit Hilfe des Verbindungsteils des Kuppelbolzens und der Drehkörper be­ ginnt sich zu drehen. Kuppelbolzen und Rastrad werden also in Eingriff gebracht, und zwar direkt, wenn sie bereits eingerückt sind, oder gemeinsam mit der Umdrehung des Dreh­ körpers, wenn sie sich nur berühren. Die Drehkraft des Drehkörpers wird damit an die Aufwickelwelle für den Sitz­ gurt übertragen.

Bei diesen Anordnungen gewährleistet die Folgesteuerung des Kuppelbolzens, daß die Drehbewegung des Drehkörpers erst beginnt, wenn die Kupplung eingerückt ist, und selbst wenn die Zahnköpfe des Rastrades und des Kuppelbolzens aufeinan­ derstoßen, werden die Zahnköpfe ohne weiteres abgelenkt und mit den benachbarten Zahnköpfen in Eingriff gebracht. Das trägt dazu bei, daß die Kupplung jederzeit stabil funktio­ niert.

Bei der Kupplung kann es sich um eine Freilaufkupplung han­ deln, die eine Umdrehung der Aufwickelwelle durch Trägheit über das Ausmaß der Umdrehung des Drehkörpers der Betäti­ gungsvorrichtung hinaus erlaubt. Bei einer Freilaufkupplung setzt die vom Drehkörper angetriebene Aufwickelwelle, selbst wenn der Drehkörper der Betätigungsvorrichtung das Ende seines Hubs erreicht und anhält, aufgrund von Trägheit ihre Umdrehung fort. Folglich geht die Umdrehung der Auf­ wickelwelle über die des Drehkörpers hinaus, und die Frei­ laufkupplung wird gelöst. Infolgedessen dreht sich die Auf­ wickelwelle weiter und nimmt den Sitzgurt auf, bis das Trägheitsmoment mit der Gurtspannung ins Gleichgewicht ge­ langt.

Durch das Überlappen der Betätigungsvorrichtung und des Kupplungsmechanismus in Richtung quer zur Achse der Welle kann mit der Erfindung die Zunahme an axialer Länge der Sitzgurtaufwickelwelle auf ein Minimum eingeschränkt wer­ den. Außerdem ist es möglich, einen ausreichenden Auf­ wickelhub aufrechtzuerhalten, der den der Betätigungsvor­ richtung noch übersteigen kann.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungs­ beispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels einer mittels Drehantrieb betätig­ ten Vorspannvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der einige Bauelemente auseinandergezogen darge­ stellt sind;

Fig. 2A bis 2C eine Darstellung der aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbei­ spiels mit modifizierter Kupplungseinrichtung;

Fig. 4A und 4B Seitenansichten eines dritten Ausführungs­ beispiels mit modifizierter Kupplungseinrichtung und deren Arbeitsweise;

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein viertes Ausführungs­ beispiel, gleichfalls mit einer modifizierten Kupplungseinrichtung, sowie einen Teil einer Gurt­ einziehvorrichtung;

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Zylinderteils eines vier­ ten Ausführungsbeispiels;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Drehkörpers des vierten Ausführungsbeispiels;

Fig. 8A und 8B Seitenansichten eines fünften Ausführungs­ beispiels mit einer Darstellung von zwei seiner Arbeitsstufen;

Fig. 9 einen Querschnitt durch ein sechstes Ausführungs­ beispiel der Erfindung;

Fig. 10 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstel­ lung des sechsten Ausführungsbeispiels;

Fig. 11A bis 11E eine Darstellung der aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte des sechsten Ausführungsbeispiels;

Fig. 12A bis 12E Teilansichten des sechsten Ausführungsbei­ spiels zur Darstellung des Einrückens der Kupp­ lung;

Fig. 13 einen Querschnitt durch ein siebtes Ausführungs­ beispiel;

Fig. 14 einen Querschnitt durch ein achtes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung;

Fig. 15 eine auseinandergezogene, perspektivische Darstel­ lung von Einzelheiten des Kuppelbolzens und des Verbindungsteils des Kuppelbolzens des achten Aus­ führungsbeispiels;

Fig. 16 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des achten Ausführungsbeispiels;

Fig. 17A bis 17F eine Darstellung der aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte des achten Ausführungsbeispiels; und

Fig. 18A bis 18D Teilansichten des achten Ausführungsbei­ spiels zur Darstellung des Einrückablaufs der Kupplung.

Für das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung (Fig. 1 und 2) ist ein Stützteil oder Rahmen 2 der Vorspannvorrichtung in Fig. 1 um 180° um die Achse gedreht im Verhältnis zu der in Fig. 2 dargestellten Lage gezeigt. An einem Ende einer Aufwickelwelle 1 fürs einen Sitzgurt ist ein rechteckiger Ansatz 102 ausgebildet. Die Aufwickelwelle 1 ist im Rahmen 2, der gleichzeitig als Rahmen einer Rückziehvorrichtung dient, drehbar abgestützt. Der rechteckige Wellenansatz 102 steht in Eingriff mit einem in einem Klinkrad oder Rastrad 51 ausgebildeten rechteckigen Loch 514. Das Rastrad 51, welches ein angetriebenes Eingriffselement darstellt, ist dadurch an einem Ende der Aufwickelwelle 1 angebracht. Das Rastrad 51 ist längs seines Umfangs mit geneigten Rastzäh­ nen 511 versehen.

Am Rahmen 2 der Vorspannvorrichtung ist ein Zylinder 30 mit Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben angebracht. Im Zylinder 30 ist ein ringförmiger Arbeitsraum Q vorhan­ den, der an einer Seite offen ist. Die dem Rahmen 2 zuge­ wandte Wand des Zylinders 30 hat ein Loch (welches in Fig. 1 kaum erkennbar ist), um das Rastrad 51 aufzunehmen. Von einer zylindrischen Umfangswand des Zylinders erstreckt sich etwa in radialer Richtung eine Zwischenwand 304. Ein Loch 300 in der Umfangswand in der Nähe der Zwischenwand 304 dient als Gaseinlaßöffnung, wie noch beschrieben wird.

Im Zylinder 30 ist ein Drehkörper 31 aufgenommen, der am Rastrad 51 drehbar abgestützt ist. Der Drehkörper 31 weist ein Ringsegment oder eine Innenwand 311 auf, die als Lager zum drehbaren Abstützen am Außenumfang des Rastrades 51 dient, sowie eine Rippe 312, die als Druckaufnahmeteil wirkt und sich nach außen etwa in radialer Richtung in be­ zug auf das Ringsegment oder die Innenwand 311 erstreckt. Im Zusammenwirken mit der Zwischenwand 304 des Zylinders 30 und einer Abdeckung 32, die als eine die offene Seite des Arbeitsraums Q im Zylinder 30 schließende Stirnwand dient, unterteilt das Ringsegment 311 mit der Rippe 312 den Raum im Innern des Zylinders 30 in den Arbeitsraum Q und einen Eingriffsraum, in welchem sich das Rastrad 51 befindet. Außerdem ist der Arbeitsraum durch die Rippe in eine Druck­ kammer C und eine Gegendruckkammer unterteilt.

Um den Bohrungsinnenraum S des Zylinders 30 von der Druck­ kammer C zu trennen, ist ein Kuppelbolzen 52 vorgesehen, der als antreibendes Eingriffselement dient und an einer Seite von der Rippe 312 des Drehkörpers 31 und an der ent­ gegengesetzten Seite von einem Führungselement 316 abge­ stützt ist, so daß er in radialer Richtung verschiebbar ist. Der Kuppelbolzen 52 ist an seiner Spitze 522 so ge­ staltet, daß er mit den Zähnen 511 des Rastrades 51 in Ein­ griff treten kann. Der Kuppelbolzen kann durch eine rechteckige Öffnung 313 im Ringsegment 311 des Drehkörpers 31 nach innen in Eingriff mit dem Rastrad 51 bewegt werden.

Außerhalb des Zylinders 30 ist ein Gaserzeuger 4 ange­ bracht. Die Gaszufuhröffnung des Gaserzeugers 4 steht mit der Öffnung 300 in der Umfangswand des Zylinders 30 in Ver­ bindung, die zur Druckkammer C führt.

Im Rastrad 51 beim ersten Ausführungsbeispiel sind die Zähne 511 am Außenumfang nach hinten in bezug auf die Um­ drehungsrichtung des Rastrades 51 geneigt. Die als Klinke wirkende Spitze 522 des Kuppelbolzens 52 ist gleichfalls von geneigter Gestalt entsprechend dem Profil der Rastzähne 511, um ein Lösen des Eingriffs zwischen der Spitze 522 und den Zähnen 511 zu verhindern und auch für glattes Einrücken zu sorgen.

In Ruhestellung befindet sich der Drehkörper 31 in der in Fig. 2A gezeigten Stellung. Dabei steht ein Führungsteil 316 des Drehkörpers 31 mit der Zwischenwand 304 in Berüh­ rung. In diesem Zustand hat die Druckkammer C im Arbeits­ raum Q ihr kleinstes Volumen, und der Kuppelbolzen 52 wird durch hier nicht gezeigte Mittel, beispielsweise einen Scherstift in solcher Lage gehalten, daß er nicht in die Zähne 511 des Rastrades 51 eingreift. Deshalb kann die Rückziehvorrichtung normal funktionieren, selbst wenn ihre Aufwickelwelle für den Sitzgurt als Aufwickelwelle 1 der Vorspannvorrichtung benutzt wird.

Bei Betätigung des Gaserzeugers, beispielsweise aufgrund eines elektrischen Signals und bei der Einführung des er­ zeugten Gases in die Druckkammer C durch die Zufuhröffnung und die Gaseinlaßöffnung 300 wird der Kuppelbolzen 52 durch die Kraft des auf sein radial äußeres Ende aufgebrachten Gasdrucks zum Rastrad 51 verlagert und in die in Fig. 2B mit durchgezogenen Linien gezeigte Stellung bewegt. Hierbei kommt die Spitze 522 in einem Raum zwischen zwei Zähnen 511 des Rastrades 51 zu sitzen, und der Drehkörper 31 wird durch den Kuppelbolzen 52 mit dem Rastrad 51 in Eingriff gebracht. Der Gasdruck wirkt aber auch auf die Rippe 312, die er in Umfangsrichtung verschiebt, wobei der Drehkörper 31 um die Achse gedreht wird, wie durch die strichpunk­ tierte Linie in Fig. 2B angedeutet. Die Drehkraft wird vom Kuppelbolzen 52 und vom Rastrad 51 an die Aufwickelwelle 1 übertragen.

Wenn sich die Aufwickelwelle 1 dreht, wird ein Gurtab­ schnitt auf sie aufgewickelt und durch Straffen des Gurtes eine Vorspannung ausgeübt. Schließlich erreicht der Dreh­ körper 31 die in Fig. 2C gezeigte Stellung, womit der Vor­ spannvorgang beendet ist.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist sowohl das angetriebene als auch das treibende Eingriffs­ element abgewandelt. Der Kuppelbolzen 52 ist in einer Öff­ nung, nämlich einer rechteckigen Öffnung 313 im Ringsegment 311 des Drehkörpers 31 aufgenommen, so daß er ohne weiteres in radialer Richtung verschiebbar ist. Hier dient der Kup­ pelbolzen 52 als antreibendes Eingriffselement. An der In­ nenfläche des Kuppelbolzens 52 sind Eingriffszähne 522A vorgesehen, die mit äußeren Umfangszähnen 511A eines Zahn­ rades 51A kämmen. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbei­ spiel haben sowohl die Zähne 522A als auch 511A normale Zahnprofile; sie können aber als Rastzähne wie beim ersten Ausführungsbeispiel gestaltet sein. Die übrigen Merkmale der in Fig. 3 gezeigten Anordnung sind praktisch die glei­ chen wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Deshalb sind zur Bezeichnung der entsprechenden Bauelemente die gleichen Be­ zugszeichen benutzt, ohne daß eine ins einzelne gehende Be­ schreibung gegeben wird. (Das gleiche gilt weiter unten.) Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels ist die glei­ che wie die des ersten Ausführungsbeispiels.

Fig. 4A und 4B zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem das angetriebene und das treibende Eingriffselement ab­ gewandelt ist. Im Ringsegment 311 des Drehkörpers 31 ist eine Öffnung 313B ausgebildet, die einen Außenbereich von konischer Gestalt hat. In dieser Öffnung 313B ist eine Ku­ gel 52B aufgenommen, die durch Gasdruck in radialer Rich­ tung verlagerbar ist. An der Innenwand des Ringsegments 311 des Drehkörpers 31 ist eine Nut 317 ausgebildet, die sich in bezug auf die Umdrehungsrichtung des Drehkörpers vom in­ neren Ende der kreisförmigen Öffnung 313B nach hinten er­ streckt. Bei dieser Nut 317 handelt es sich um eine ver­ jüngte Nut, die an der an die Öffnung 313B anschließenden Seite tiefer ist und zum anderen Ende hin allmählich fla­ cher wird. An der Rückseite der Kugel 52B ist ein Ventil 53B von konischer Gestalt vorgesehen. Als angetriebenes Eingriffselement dient ein Wälzkörper 51B ohne Außenzähne.

Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel Gasdruck an die Druck­ kammer C angelegt wird, wird die Kugel 52B durch den Gas­ druck aus der Öffnung 313B in Richtung zum Wälzkörper 51B gedrückt. Beim Drehen des Drehkörpers 31 bewegt sich die Kugel 52B nach hinten in der Nut 317. Wie Fig. 2B zeigt, gelangt die Kugel schließlich in einen Spalt zwischen dem Außenumfang des Wälzkörpers 51B und der Nut 317, und der Drehkörper 31 wird durch Keilwirkung mit dem Wälzkörper 51B in Eingriff gebracht. In der Zwischenzeit hat sich das Ven­ til 53B in den konischen Abschnitt der Öffnung 313B gesetzt und verhindert, daß überschüssiges Gas austritt. Im An­ schluß an diese Stufe ist die Arbeitsweise die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel.

In Fig. 5 bis 7 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Er­ findung schematisch gezeigt, wo wiederum das angetriebene und das treibende Eingriffselement weiter abgewandelt ist. Während bei allen drei vorstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen das antreibende Eingriffselement durch Gas­ druck bewegt wird und die beiden Eingriffselemente in Dreh­ richtung einrücken, wird das antreibende Eingriffselement bei diesem Ausführungsbeispiel durch das Drehen des Dreh­ körpers betätigt, und die beiden Eingriffselemente werden in Richtung senkrecht zur Drehrichtung eingerückt.

Wie Fig. 7 perspektivisch zeigt, ist eine bewegliche Rippe 52C, die als antreibendes Eingriffselement dient, an der Rückseite der Rippe 312 des Drehkörpers 31 schwenkbar ange­ bracht, und am inneren Ende der beweglichen Rippe 52C ist eine Reibplatte 522C angebracht. Der Zwischenbereich der beweglichen Rippe 52C ist in eine Öffnung 313C im Drehkör­ per 31 eingesetzt, wodurch Leckverluste von überschüssigem Gas vermieden werden. Eine an einem Ende der Aufwickelwelle 1 angebrachte Reibplatte 51C, die als antreibendes Ein­ griffselement dient, ist der Reibplatte 522C gegenüberlie­ gend angeordnet. Der stromaufwärtsliegende Teil des Ar­ beitsraums Q im Zylinder 30 hat eine verjüngte Oberfläche 30C, die, wie Fig. 5 und 6 zeigen, so geneigt ist, daß der Außenbereich breiter ist und in Drehrichtung des Drehkör­ pers nach unten abnimmt und an vorherbestimmter Stelle en­ det. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Ringsegment 311 des Drehkörpers 31 an seinem Außenumfang in kreisförmigen Öffnungen 300C und 320C des Zylinders 30 und der Abdeckung 32 abgestützt. In Fig. 5 ist mit 22 eine Seitenwand eines Rahmens der Rückziehvorrichtung und mit 20 eine Aufwickel­ federeinheit der Rückziehvorrichtung bezeichnet.

Bei dieser Vorspannvorrichtung ist die bewegliche Rippe 52C anfangs durch das Gewicht der an ihrem inneren Ende ange­ brachten Reibplatte 522C im Uhrzeigersinn um den Anlen­ kungspunkt vorgespannt, und die beiden Reibplatten 522C und 51C befinden sich außer Eingriff. Wenn der Betätigungsvor­ richtung Gas zugeführt wird, wirkt Gasdruck auf die Rück­ seiten der Rippe 312 und der beweglichen Rippe 52C, und der Drehkörper 31 wird in der in Fig. 7 gestrichelt gezeigten Richtung gedreht. Beim Drehen bewegt sich die bewegliche Rippe 52C längs der verjüngten Fläche 30C. Die Schrägstel­ lung der beweglichen Rippe 52C gegenüber der Rippe 312 wird allmählich verringert und ist am Ende der verjüngten Ebene 30C aufgehoben. Die am inneren Ende der beweglichen Rippe 52C angebrachte Reibplatte 522C tritt mit der Reibplatte 51C der Aufwickelwelle 1 in Eingriff. Auf diese Weise wird Eingriff zwischen dem Drehkörper 31 und der Aufwickelwelle 1 hergestellt. Danach ist die Arbeitsweise die gleiche wie beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Fig. 8 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Form. Die Rippe 312 des Drehkörpers 31 ist am Ringsegment 311 schwenkbar angebracht und dient als be­ wegliche Rippe. Das innere Ende der Rippe 312 stellt das antreibende Eingriffselement dar.

Das angetriebene Eingriffselement ist ein Rastrad 51 wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Die Rippe 312 des Drehkör­ pers 31 hat eine äußere zylindrische Oberfläche 312D, deren Achse am Schwenkpunkt liegt, sowie einen zylindrischen Ab­ schnitt 314D von kleinem Durchmesser und eine konkave in­ nere zylindrische Oberfläche 315D mit Spiel gegenüber den Zähnen des Rastrades 51. Die Oberfläche 312D steht in Gleitberührung mit der Außenwand des Arbeitsraums des Zy­ linders, und der zylindrische Abschnitt 314D mit kleinem Durchmesser ist am Ringsegment 311 in der zylindrischen Öffnung 313, die im Ringsegment 311 des Drehkörpers 31 aus­ gebildet ist, schwenkbar festgelegt.

Die Rippe 312 wird in Drehrichtung des Kolbens um die Schwenkachse nach vorn gekippt, wenn Gasdruck aufgebracht wird. Folglich wird ein Vorsprung 522D, der an der Verbin­ dungsstelle zwischen dem Abschnitt 314D und der Oberfläche 315D ausgebildet ist, mit einem Zahn des Rastrades 51 in Eingriff bewegt. Im Einrückzustand, der durch Gasdruck auf­ rechterhalten wird, wird der Drehkörper 31 zusammen mit dem Rastrad 51 gedreht. Auch bei diesem Beispiel ist im An­ schluß daran die Arbeitsweise die gleiche wie bei den vor­ stehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Beim ersten Ausführungsbeispiel ist der Kuppelbolzen so an­ geordnet, daß seine Bewegungsachse und die Achse des Rastrades einander in der gleichen Ebene kreuzen, aber der Kuppelbolzen 52 kann auch so angeordnet werden, daß seine Bewegungsachse X die Achse Y des Rastrades 51 mit einem ge­ wissen Abstand D kreuzt, wie Fig. 9 zeigt. (Dieser Zustand wird nachfolgend als "versetzt" bezeichnet.) Ein sechstes Ausführungsbeispiel mit einer derartigen Anordnung ist in den Fig. 9 bis 12 dargestellt und soll nachfolgend be­ schrieben werden.

Zu der in Fig. 9 bis 12 gezeigten Vorspannvorrichtung ge­ hört eine Drehantriebsvorrichtung 3, die an einem Vorspann­ rahmen 2 angebracht ist, der gleichzeitig als Rahmen einer Rückziehvorrichtung dient, wie Fig. 10 zeigt, und eine drehbare Aufwickelwelle 1 abstützt. Für die Zufuhr von Be­ tätigungsgas zu einer Druckkammer der Betätigungsvorrich­ tung 3 ist ein Gaserzeuger 4 vorgesehen, und eine Kupp­ lungseinrichtung 5 verbindet einen Drehkörper 31, der als Drehabgabeelement der Betätigungsvorrichtung 3 dient, mit der Aufwickelwelle 1 durch den der Druckkammer C zugeführ­ ten Gasdruck. Die Betätigungsvorrichtung 3 hat eine Kammer von ringförmiger Gestalt, die einen Raum S umgibt, in wel­ chem eine Kupplungseinrichtung 5 angeordnet ist. Zu der Kupplungseinrichtung 5 gehört ein an der Aufwickelwelle 1 befestigtes Rastrad 51 und ein am Drehkörper 31 bewegbar abgestützter Kuppelbolzen 52. Die Bewegungsachse X des Kup­ pelbolzens 52 verläuft so, daß sie die Drehachse Y des Rastrades 51 mit einem gewissen Abstand D (d. h. versetzt) kreuzt, und der Druckkammer C ist ein Druckaufnahmebereich 521 zugewandt.

Wie aus Fig. 10 hervorgeht, ist die Aufnahmewelle 1 in eine Spule zum Aufwickeln einer hier nicht gezeigten Gurtbahn integriert. Die Spule 11 hat einen Schlitz 12 zur Aufnahme eines Endes der Gurtbahn sowie Flansche 13 und 14 an beiden Enden. An einem der Flansche 14 ist ein ringförmiger Kragen 141 so ausgebildet, daß er in axialer Richtung geringfügig vorsteht und den Umfang der Aufwickelwelle 1 umgibt. Am Kragen 141 ausgebildete Innenzähne 142 kämmen mit Außenzäh­ nen 511, so daß das innere Ende des Rastrades 51, welches von der Aufwickelwelle 1 getrennt ist, eingesetzt werden kann, und dies dient dann als Sperre, wenn das Rastrad 51 mit der Aufwickelwelle 1 in Eingriff steht.

Der Rahmen 2 der Vorspannvorrichtung ist U-förmig und stützt die Enden der Aufwickelwelle 1 ab, wobei er gleich­ zeitig als Rahmen der Rückziehvorrichtung dient. In Seiten­ wänden 21 und 22 vorgesehene Öffnungen 23 und 24, welche die Flansche 13 und 14 der Spule aufnehmen, sind mit inne­ ren Rastzähnen 25 und 26 ausgebildet, in die Sperrklinken 15 und 16 einrücken, welche von einem Notverriegelungsme­ chanismus 18 betätigt werden und auf einer von der Spule abgestützten Verbindungswelle 17 angebracht sind. Zu der Rückziehvorrichtung gehört eine Auf/Abwickelfedereinheit 20. Am Rahmen ist zum Führen der Gurtbahn ein Gurtführungs­ teil 27 befestigt.

Die Betätigungsvorrichtung 3 weist einen Zylinder 30 auf, der ihr ortsfestes Bauteil darstellt, einen Drehkörper 31, der als drehbares Element dient, sowie eine Abdeckung 32, die das offene äußere Ende des Zylinders 30 verschließt. Der Zylinder 30 besteht aus einem Block mit einem Arbeits­ raum Q (Fig. 9), der an einem Ende offen ist und von einer ringförmigen Innenwand 301, einer äußeren Umfangswand 302 und einer Stirnwand 303 begrenzt ist und ferner eine Zwi­ schenwand 304 und eine Zufuhrkammer R aufweist, welche mit dem Arbeitsraum Q in Verbindung steht. In der Nähe der Zwi­ schenwand 304 ist eine Nut 300 zum Einführen von Gas vorge­ sehen, die mit der Zufuhrkammer R und dem Arbeitsraum Q in Verbindung steht. In der Nähe der anderen Seite ist eine Entlüftungsöffnung 305 vorgesehen, welche die äußere Um­ fangswand 302 vom Arbeitsraum Q durchsetzt. An der offenen Stirnfläche des Zylinders 30 ist um den Außenumfang des Ar­ beitsraums Q und der Zufuhrkammer R eine Dichtungsnut 306 ausgebildet. Von der inneren Stirnfläche der Abdeckung 32 steht ein axialer, ringförmiger Flansch 321 vor, der der inneren Umfangswand 301 des Zylinders 30 mit gewissem Ab­ stand zugewandt ist und als Lager zum Stützen der Innenboh­ rung des Drehkörpers 31 dient.

Der Drehkörper 31 bildet die innere Umfangswand des Ar­ beitsraums Q und weist ein Ringsegment 311 zur Begrenzung des Raums S (Fig. 9) und eine Rippe 312 auf, die sich in radialer Richtung vom Ringsegment 311 erstreckt und als Druckaufnahmebereich dient.

An der stromaufwärts gelegenen Seite der Rippe 312 in bezug auf ihre Umdrehungsrichtung ist eine rechteckige Öffnung 313 im Ringsegment 311 vorgesehen, in der der Kuppelbolzen 52 aufgenommen wird. Die Öffnung 313 nimmt eine versetzte Lage in bezug auf die Achse der Aufwickelwelle 1 ein. An der Innenseite des Ringsegmentes 311 ist eine abgestufte Öffnung vorgesehen, die an beiden Enden erweitert ist, um die innere Umfangswand 301 des Zylinders 30 und den axialen Flansch 321 in der Abdeckung 32 aufzunehmen.

Die Druckaufnahmefläche der Rippe 312 ist mit einer Dich­ tung 314 ausgestattet, die eine durchgehende Lippendichtung an beiden Seitenrändern und am äußeren Umfangsrand hat. Diese Dichtung 314 ist an der rückwärtigen Fläche der Rippe 312 durch den Eingriff von Haken in Kerben an den Ecken der Spitze der Rippe 312 befestigt und verhindert, daß Gas aus der Druckkammer C des Arbeitsraums Q in die Gegendruckkammer entweicht, wenn der Drehkörper 31 sich dreht.

Der Kuppelbolzen 52 der Kupplungsvorrichtung ist in der Öffnung 313 frei gleitend aufgenommen, so daß er ohne wei­ teres längs seiner Bewegungsachse verlagert werden kann. Der Kuppelbolzen 52 weist einen Druckaufnahmekopf zur Auf­ nahme von Gasdruck und eine Spitze 522 auf, die als Mittel zum Eingriff mit den Außenzähnen 511 des Rastrades 51 dient. Die Spitze 522 ist so angeordnet, daß sie zum Rast­ rad 51 weist. An der Rückseite des Kuppelbolzens 52 ist eine Nut 523 zum Anhalten rechtwinklig zur Bewegungsrich­ tung des Kuppelbolzens 52 ausgebildet, wie Fig. 9 zeigt. Diese Nut 523 wirkt mit einem ihr gegenüberliegend an der Zwischenwand 304 des Zylinders 30 vorgesehenen Zapfen 309 zusammen und dient zum Anhalten, damit der Kuppelbolzen 52 in seiner anfänglichen "Einstellung" bleibt.

In der Zwischenwand 304 ist eine tiefe, radiale Nut ausge­ bildet. Eine in dieser Nut aufgenommene Dichtung 307 wird von einer hinter ihr eingesetzten Feder 308 mit Druck be­ aufschlagt und bildet mit der äußeren Umfangsfläche des Ringsegmentes 311 des Drehkörpers 31 eine Gleitdichtung. An der vorderen Dichtungsfläche der Dichtung 307 ist eine Ein­ griffsnut 310 parallel zur Achse des Drehkörpers 31 ausge­ bildet, wie Fig. 9 zeigt, und der Nut 310 zugewandt ist am Außenumfang des Ringsegments 311 des Drehkörpers 31 ein Zapfen 315 ausgebildet. Nut und Zapfen treten miteinander in Eingriff und wirken als ein trennbarer Halt, um den Drehkörper 31 in seiner anfänglichen Einstellung zu halten.

Eine elastomere Dichtung 33 ist in der Dichtungsnut 306 aufgenommen, die sich längs des Umfangs der Zufuhrkammer R und des Arbeitsraums Q erstreckt, ragt zwischen diese und in Richtung zur Zwischenwand und erfüllt damit eine Dich­ tungsfunktion zwischen dem Zylinder 30 und der Abdeckung 32.

Bei dem Gaserzeuger 4 handelt es sich um ein Erzeugnis, bei dem ein Treibmittel in einem Gehäuse mittels eines Zünders 41 gezündet wird und dann brennt. Bei diesem Beispiel ist er im Zylinder 30 aufgenommen. Der Gaserzeuger 4 befindet sich in einer Kammer 340 im Zylinder parallel zur Achse der Aufwickelwelle. Durch ein Loch im Boden der Kammer 340 kann ein Zündstift in den Gaserzeuger 4 vorschnellen, wenn ein Beschleunigungsmeßfühler 9 betätigt wird, um den Gaserzeu­ ger 4 zu zünden. In das Loch ist von der Kammer 340 aus eine Dichtungshülse 42 mit Kragen eingesetzt, und der Gas­ erzeuger mit daran befestigtem Zünder 41 ist in die Kammer 340 eingesetzt und mittels eines Sprengringes 43 in seiner Lage gehalten.

Zu der Kupplungseinrichtung 5 gehört ein Rastrad 51, wel­ ches als Eingriffsmittel für die Aufwickelwelle dient, so­ wie der Kuppelbolzen 52, der als Eingriffsmittel für die Betätigungsvorrichtung dient. Die Zähne 511 am Umfang des Rastrades 51 sind entgegen der Drehrichtung des Rastrades nach hinten gekippt. Dementsprechend hat die Spitze 522 des Kuppelbolzens 52 einen abgeschrägten Zahn. Die schrägver­ laufenden Zähne gewährleisten einen Eingriff der Spitze 522 mit den Zähnen 511, wenn das Rastrad 51 mittels des Kuppel­ bolzens 52 angetrieben wird, und sie erlauben das Ausrücken der Spitze 522 aus der Rastradverzahnung 511 beim Rück­ wärtsantrieb, so daß die Kupplungseinrichtung 5 als Frei­ laufkupplung arbeiten kann.

Die Anbringung dieser Bauteile am Rahmen geschieht auf fol­ gende Weise, auch wenn keine Beschränkung auf diese Anbrin­ gungsweise beabsichtigt ist: Zunächst wird eine Einheit, in der ein Gesperre 18 an einem Ende der Spule 11 angebaut ist, in die Öffnungen 23 und 24 an beiden Seiten des Rah­ mens eingesetzt. Das Gesperre 18 wird zentriert und ange­ bracht, wenn Vorsprünge 190 in Anbringungsöffnungen 210 des Rahmens so eingeschoben werden, daß eine Abdeckung 19 mit einer Stützöffnung 191 für die Aufnahmewelle das Gesperre 18 überdeckt. Als nächstes wird das Rastrad 51 mit einem Abschnitt 101 von großem Durchmesser der Aufwickelwelle 1, die an einem Ende in der oben beschriebenen Weise abge­ stützt ist, in Eingriff gebracht. Hierbei tritt die Außen­ verzahnung 511 des Rastrades 51 mit der Innenverzahnung 142 in Eingriff, so daß das Rastrad gegenüber der Aufwickel­ welle 1 nicht verdreht werden kann. Danach wird der Zylin­ der 30 an der anderen Seitenwand 2 mittels eines Schraub­ bolzens befestigt. Schließlich wird der Drehkörper 31 mit bereits montiertem Kuppelbolzen 52 und Dichtung 314 ebenso wie eine Dichtung 33 vom offenen Ende des Zylinders 30 her eingesetzt. Nach dem Anbringen der Dichtung 307 mit der zu­ gehörigen Feder 308 wird die Abdeckung 32 am Zylinder 30 mittels Schrauben befestigt. Schließlich wird die Federein­ heit 20 dadurch eingebaut, daß ein Vorsprung 201 an der Fe­ dereinheit in eine Öffnung eingesetzt wird, die sich von der Abdeckung 32 zum Zylinder 30 erstreckt. Auf diese Weise ist die Aufwickelwelle 1 an einem Ende an einer Seite des Rahmens durch die Abdeckung 19 abgestützt, während das an­ dere Ende an der anderen Seite des Rahmens durch die Feder­ einheit 20 abgestützt ist.

Fig. 11 zeigt die aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte der in Fig. 9 bis 12 gezeigten Vorspanneinrichtung. Wenn diese bereit aber nicht betätigt ist, befindet sie sich in der in Fig. 11A gezeigten Stellung, in der die Rückseite des in den Drehkörper 31 eingeschobenen Kuppelbolzens 52 die Zwi­ schenwand 304 berührt. In diesem Zustand hat die Druckkam­ mer C ihr kleinstes Volumen, und der Kuppelbolzen 52 steht nicht mit den Zähnen 511 des Rastrades 51 in Eingriff, da die Nut 523 an der Rückseite des Kuppelbolzens auf dem Zap­ fen 309 der Zwischenwand 304 des Zylinders sitzt (Fig. 9). Die Aufwickelwelle 1 ist also völlig von der Betätigungs­ vorrichtung 3 getrennt und frei drehbar, und die normale Funktion der Rückziehvorrichtung bleibt erhalten.

Wird eine Beschleunigung festgestellt und der Zündstift des Meßfühlers 9 (Fig. 10) betätigt, dann wird der Zünder 41 des Gaserzeugers 4 gezündet (Fig. 11B), und das durch das Verbrennen des Treibmittels erzeugte Gas wird durch die Zu­ fuhrkammer R und die Gaseinführungsnut 300 in die Druckkam­ mer C geleitet (Fig. 11C). Wenn der Kuppelbolzen 52 an sei­ nem Druckaufnahmekopf 521 mit Gasdruck beaufschlagt wird, wird er längs seiner versetzten Bewegungsachse nach innen geschoben. Die Spitze 522 tritt in eine Lücke zwischen zwei Zähnen 511 des Rastrades 51 ein, und der Drehkörper 31 wird über den Kuppelbolzen 52 mit dem Rastrad 51 gekuppelt. Auf diese Weise ist die Aufwickelwelle 1 nunmehr mit der Betä­ tigungsvorrichtung 3 gekoppelt.

Gasdruck wirkt auch auf die Rippe 312 des Drehkörpers 31, und die Druckkraft wirkt auf die Rückseite der Rippe 312, wodurch der Drehkörper 31 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Welle gedreht wird, wie in Fig. 11D gezeigt. Der Druck in der Gegendruckkammer des Arbeitsraums Q (stromabwärts von der Rippe), der durch diese Drehbewegung erzeugt wird, wird durch das Entlüftungsloch 305 an die Umgebung abgegeben, wodurch verhindert wird, daß sich Widerstand aufgrund eines Druckanstiegs in der Gegendruckkammer entwickeln kann. Folglich wird die Umdrehungskraft des Drehkörpers 31 über den Kuppelbolzen 52 und das Rastrad 51 an die Aufwickel­ welle 1 übertragen.

Beim Drehen der Aufwickelwelle 1 wird ein Abschnitt des Gurtes auf die Aufwickelwelle 1 aufgewickelt, und durch Straffen des Gurtes erhält dieser eine Vorspannung. Schließlich erreicht der Drehkörper 31 die in Fig. 11E ge­ zeigte Stellung. In dieser Stellung wird auch die Druckkam­ mer C zur Umgebung geöffnet und der restliche Gasdruck durch die Entlüftungsöffnung 305 abgegeben. Allerdings setzt die Aufwickelwelle 1 mit der Spule durch Trägheit die Umdrehung fort, da die Zähne 511 des Rastrades 51 den Kup­ pelbolzen 52 in Ausrückrichtung drücken. So wird die Auf­ wickelwelle 1 vom Drehkörper 31 freigegeben und die Umdre­ hung der Aufwickelwelle 1 fortgesetzt. Diese Umdrehung auf­ grund von Trägheit setzt sich so lange fort, bis die Gurt­ spannung und das Trägheitsdrehmoment der Aufwickelwelle mit der Spule sich im Gleichgewicht befinden. Die Gurtvorspan­ nung aufgrund dieser Drehbewegung kann so eingestellt wer­ den, daß sie etwa der Hälfte des Zuges aufgrund der Dreh­ körperumdrehung entspricht, obwohl dies von der Menge des in den Gaserzeuger 4 gefüllten Treibmittels abhängt. Hier­ mit ist der Vorgang zum Aufbau von Vorspannung beendet. Bei Beendigung dieses Vorganges wird das Herausziehen des Gur­ tes durch den Eingriff der Sperrklinken 15 und 16, die Bau­ teile des Gesperres für die Rückziehvorrichtung darstellen, mit den Rastzähnen 25 und 26 im Rahmen blockiert.

Als nächstes wird das Einrücken der Kupplungseinrichtung 5 im einzelnen beschrieben. Fig. 12 zeigt, was passiert, wenn der Kopf der Spitze 522 des Kuppelbolzens 52 unter den schlimmsten aller möglichen Eingriffsbedingungen anfänglich auf den Kopf eines Zahns 511 des Rastrades 51 trifft. Ab dem in Fig. 12A gezeigten Ausgangszustand beginnt gleich­ zeitig das Verschieben des Kuppelbolzens 52 durch Gasdruck und das Umdrehen des Drehkörpers 31, der dabei um einen Winkel a0 verdreht wird, so daß ein Zahnkopf mit dem Zahn G0 kollidiert, wie Fig. 12B zeigt. Hierbei wird angenommen, daß der Abstand in der Versetzungsrichtung zwischen dem Zahnkopf und dem Innenumfang des Ringsegmentes h0 beträgt. Dabei bleibt das Rastrad 51 weiterhin angehalten, und der Drehkörper 31 setzt seine Beschleunigung mit einer bestimm­ ten Winkelbeschleunigung fort. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Kuppelbolzen 52 in Versetzungsrichtung bewegt, ist 0. Da der Kuppelbolzen 52 unter dieser Bedingung nicht ein­ rücken kann, setzt er seine Drehbewegung um einen bestimm­ ten Winkel aus dieser Stellung fort und wird erneut ab der Geschwindigkeit 0 beschleunigt, bis der Umdrehungswinkel das Maß a1 erreicht und der nächste Außenzahn G1 angetrof­ fen wird, wie in Fig. 12C gezeigt. Die Summe h1 der Bewe­ gungsstrecke in Versetzungsrichtung, die durch diese er­ neute Beschleunigung zurückgelegt wird, und die Bewegungs­ strecke bis zur anfänglichen Zahnkopfkollision ist immer länger als die Strecke h0. Insbesondere wenn der Drehkörper 31 und der Kuppelbolzen 52 aus dem gleichen Werkstoff her­ gestellt sind, ist die Trägheitsmasse des Kuppelbolzens 52 wesentlich geringer als die Trägheitsmasse des Drehkörpers 31. Deshalb erfolgt eine erneute Beschleunigung, während der Drehkörper 31 vom Außenzahn G0 nach G1 beschleunigt und um einen Winkel a2 gedreht wird, und es steht genügend Ein­ griffsspiel zur Verfügung, wie in (D) gezeigt, bis die Spitze 522 der Eingriffsklinke schließlich auf den nächsten Außenzahn G1 trifft. Selbst im schlimmsten Fall wird also der Kuppelbolzen 52 mit dem nächsten Außenzahn G1 in Ein­ griff gebracht, gleichgültig wie sich die Lage zum Kopf des Außenzahnes 511 des Rastrades 51 einstellt. Der Drehwinkel a2 des Drehkörpers bis zu diesem Einrücken beträgt etwa 38°, wenn der Kuppelbolzen 52 und der Drehkörper 31 aus Stahl gefertigt sind.

Wenn man die Kollisionsbedingung zwischen dem Kuppelzapfen 52 und dem Außenzahn 511 des Rastrades 51 betrachtet, wäh­ rend sich die Kuppeleinrichtung 5 im Eingriffsvorgang be­ findet, zeigt sich, daß der Arbeitspunkt der Aufprallkraft aufgrund der Versetzung um eine Entfernung D von der axia­ len Linie Y abweicht. Der größte Teil der Aufprallkraft wird in ein Drehmoment um die axiale Linie Y verwandelt, und die Komponente in Richtung der axialen Linie Y wird sehr klein. Infolgedessen kann die Biegebelastung, die durch das Einrücken der Kupplung auf die Aufwickelwelle 1 ausgeübt wird, sehr klein gehalten werden.

Fig. 13 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel, bei dem der Abstand zwischen den Achsen (die Versetzung) auf -D einge­ stellt ist, weil die Versetzungsrichtung des Kuppelbolzens 52 entgegengesetzt zu dem vorstehenden Ausführungsbeispiel gewählt ist. Aber selbst bei dieser Anordnung kann die gleiche Arbeitsweise wie beim sechsten Ausführungsbeispiel erzielt werden. Wenn allerdings die Versetzungsrichtung in bezug auf die Drehrichtung des Rastrades 51 nach vorn ge­ wählt ist, ist nicht länger garantiert, daß die Kraft in Einrückrichtung aufgrund der Umdrehung des Drehkörpers 31 mechanisch auf den Kuppelbolzen 52 aufgebracht wird. Folg­ lich muß die Druckaufnahmefläche 521 des Kuppelbolzens 52 entsprechend großflächig gestaltet werden, damit von dem auf den Kuppelbolzen wirkenden Gasdruck eine Einrückkraft abgeleitet werden kann.

In Fig. 14 bis 18 ist ein achtes Ausführungsbeispiel ge­ zeigt, bei dem die Kupplungseinrichtung gegenüber dem sech­ sten Ausführungsbeispiel geringfügig abgewandelt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zur Folgesteuerung der Über­ tragung des Betriebsgasdrucks auf den Kuppelbolzen 52 und die Zufuhr des Betriebsgases zur Druckkammer C ein Ver­ bindungsteil 53 für den Kuppelbolzen hinzugefügt. Hierbei wirkt der Kopf 521 des Kuppelbolzens 52, der den Druckauf­ nahmebereich zur Aufnahme von Gasdruck darstellt, gleich­ zeitig als Verbindung mit dem Verbindungsteil 53 des Kup­ pelbolzens, und dieser Verbindungsteil 53 wirkt als An­ schlag, um den Kuppelbolzen 52 in der anfänglichen Einstel­ lung zu halten.

Der Kuppelbolzen besteht aus Stahl und weist, wie Fig. 15 zeigt, einen rechteckigen Kopf 521, eine Führung 520 in Form einer Säule mit rechteckigem Querschnitt und eine Spitze 522 auf. An beiden Seiten des Kopfes 521 sind Vor­ sprünge 523 ausgebildet, die sich zu den Enden des Kopfes erstrecken. Das Verbindungsteil 53 des Kuppelbolzens be­ steht aus einem polymeren Werkstoff und weist einen Schen­ kel 531 (zum Verbinden mit dem Kuppelbolzen 52) und eine Führung 530 auf, die gemeinsam ein L-förmiges Segment dar­ stellen. Im Schenkel 531 ist eine Schwalbenschwanznut 532 ausgebildet, in die der Vorsprung 523 des Kuppelbolzens 52 eingreift. An der Spitze der Führung 530 ist zum engen Paß­ sitz in eine Nut 300 (für die Gaszufuhr und das Einsetzen des Verbindungsteils des Kuppelbolzens) des Zylinders 30 eine Kontrollnut 534 ausgebildet. Am vorderen Ende einer Wand, die diese Nut begrenzt und die, weil sie so dünn ist, in Richtung der Nut elastisch verbiegbar ist, ist ein Haken 535 in bezug auf die Nut nach außen weisend ausgebildet.

Der Kuppelbolzen 52 wird mit dem Verbindungsteil 53 so ver­ bunden, daß der Vorsprung 523 am Kuppelbolzen in die Schwalbenschwanznut 532 des Verbindungsteils eingebracht wird. Nach dem Verbinden steht die Führung 520 des Kuppel­ bolzens mit einer rechteckigen Öffnung 313 im Drehkörper 31 in Eingriff, und das Verbindungsteil des Kuppelbolzens steht über seine Führung 530 mit der Nut 300 im Zylinder 30 in Eingriff, wie Fig. 14 zeigt. Dabei steht der Haken 535 mit einer Ecke in Eingriff, wo die Umfangswand der Zufuhr­ kammer R die Nut 300 kreuzt, und der Teil des Schenkels 531 gegenüber der schwalbenschwanzförmigen Nut berührt die Um­ fangswand des Zylinders 30. Wenn die Bauelemente die ge­ nannte Lage einnehmen, blockiert die Führung 530 des Ver­ bindungsteils 53 des Kuppelbolzens praktisch die Nut 300 über ihre gesamte Länge und unterbricht die Verbindung zwi­ schen der Zufuhrkammer R und der Druckkammer C. Die Kon­ trollnut 534 setzt den Dichtungsabstand vom inneren Ende der Umfangswand des Zylinders bis zum Boden der Kontrollnut 534 fest, so daß dieser dem Hub gleicht, bis die Zahnkopf­ kollision zwischen dem Kuppelbolzen 52 und dem Rastrad 51 erfolgt.

Abgesehen von der vorstehenden Beschreibung des achten Aus­ führungsbeispiels gleichen dessen Merkmale denen des sech­ sten Ausführungsbeispiels. Die gesamte Anordnung ist in Fig. 16 dargestellt, aber nicht noch einmal im einzelnen beschrieben.

Die Fig. 17A bis 17F zeigen die einzelnen Stufen des Be­ triebs der Vorspanneinrichtung gemäß dem achten Ausfüh­ rungsbeispiel. In Ruhelage befindet sich der Drehkörper 31 in der in Fig. 17A gezeigten Stellung, bei der die Rück­ seite des in den Drehkörper eingesetzten Kuppelbolzens 52 die Zwischenwand 304 berührt. Bei dieser Konstellation hat die Druckkammer C ihr kleinstes Volumen, und das Verbin­ dungsteil 53 bestimmt die Lage des Kuppelbolzens 52 (Fig. 14), der Spielraum gegenüber den Zähnen 511 des Rastrades 51 hat. Folglich ist die Aufwickelwelle 1 von der Betäti­ gungsvorrichtung 3 vollständig getrennt und frei drehbar, und die Einzieh- oder Rückziehvorrichtung kann normal funk­ tionieren.

Wenn eine Beschleunigung festgestellt wird und der Zündzap­ fen eines Meßfühlers 9 (Fig. 16) betätigt wird, wird der Zünder 41 des Gaserzeugers 4 gezündet (Fig. 17B), und durch das Verbrennen des Treibmittels erzeugtes Gas wird auf das Verbindungsteil 53 des Kuppelbolzens in der Gaszufuhrkammer R aufgebracht. Der Eingriff mittels des Hakens 535 (Fig. 15) wird gelöst, und das Verbindungsteil 53 des Kuppelbol­ zens wird längs der Nut 300 verschoben. Der Kuppelbolzen 52 wird vom Verbindungsteil 53 in Versetzungsrichtung nach in­ nen verschoben, und die Spitze wird dabei in solche Lage bewegt, daß sie die Oberseite eines Zahns 511 des Rastrades 51 berührt. Der Boden der Kontrollnut 534 des Verbindungs­ teils 53 des Kuppelbolzens erreicht die äußere Umfangsflä­ che der Druckkammer C, und somit kann die Zufuhr von Be­ triebsgas zur Druckkammer C beginnen.

Folglich wirkt nunmehr Gasdruck auch auf die Rippe 312 des Drehkörpers 31 und übt Schub auf die in Stromaufwärtsrich­ tung liegende Rückseite der Rippe 312 aus. Damit beginnt der Drehkörper 31 sich entgegen dem Uhrzeigersinn um die Welle zu drehen, wie Fig. 17C zeigt. Beim Drehen wird der Druck in der Gegendruckkammer im Arbeitsraum Q durch die Entlüftungsöffnung 305 im Zylinder 30 an die Umgebung abge­ lassen und damit der Aufbau von Widerstand aufgrund eines Druckanstiegs in der Gegendruckkammer vermieden. Anderer­ seits wird aber das Verschieben des Kuppelbolzens 52 fort­ gesetzt. Dadurch wird die einklinkende Spitze 522 des Kup­ pelbolzens 52 bald mit einem Außenzahn 511 des Rastrades 51 in Eingriff gebracht und zwischen dem Drehkörper 31 und dem Rastrad 51 wird durch den Kuppelbolzen 52 Verbindungsein­ griff hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Aufwickel­ welle 1 mit der Betätigungsvorrichtung 3 verbunden. Wie aus Fig. 17D hervorgeht, wird eine am Drehkörper 31 wirkende Drehkraft durch den Kuppelbolzen 52 und das Rastrad 51 an die Aufwickelwelle 1 übertragen.

Beim Drehen der Aufwickelwelle 1 wird ein Gurtsegment auf die Aufwickelwelle 1 aufgewickelt und durch Straffen des Gurtes Vorspannung ausgeübt. Wenn der Drehkörper die in Fig. 17E gezeigte Stellung erreicht, wird auch die Druck­ kammer C zur Umgebung geöffnet und der verbliebene Gasdruck abgegeben. Die Aufwickelwelle 1 und die Spule 11 setzen da­ nach aufgrund von Trägheit ihre Umdrehung fort. Die an­ schließende Arbeitsweise ist die gleiche wie beim sechsten Ausführungsbeispiel.

Fig. 18A bis 18D zeigen die Eingriffsfolge, wenn der Zahn­ kopf der Spitze 522 des Kuppelbolzens 52 unter der schlimm­ sten aller möglichen Eingriffsbedingungen anfänglich auf den Zahnkopf eines Zahns 511 des Rastrades 51 trifft. Zu­ erst wird das Verbindungsteil 53 des Kuppelbolzens durch Gasdruck aus der anfänglichen Einstellung verschoben, wie Fig. 18A zeigt, und es beginnt der Schub auf den Kuppelbol­ zen 52. Mit der fortgesetzten Verschiebung und der Kolli­ sion des Kopfes der Spitze 522 des Kuppelbolzens 52 auf einen Kopf eines Zahns 511 des Rastrades 51 erfolgt die Kopfkollision mit dem Zahn G0 in Fig. 18B. Wenn das ge­ schieht, erreicht der Boden der Kontrollnut 534 des Verbin­ dungsteils 53 des Kuppelbolzens den Außenumfang der Druck­ kammer C. Von dieser Stellung ab beginnt die Gaszufuhr zur Druckkammer C, und der Drehkörper 31 fängt an, sich zu dre­ hen. Es wird davon ausgegangen, daß der Abstand in Verset­ zungsrichtung zwischen dem Kopf und dem Innenumfang des Ringsegmentes h0 beträgt. Bei dieser Bedingung bleibt das Rastrad 51 einstweilen angehalten. Der Drehkörper 31 be­ ginnt, sich mit einer gewissen Winkelbeschleunigung zu be­ schleunigen, und die Geschwindigkeit des Kuppelbolzens 52 in Versetzungsrichtung ist 0.

Da kein Eingriff hergestellt werden konnte, wird der Kup­ pelbolzen 52 aus dieser Stellung um einen gewissen Winkel gedreht und erneut ab der Geschwindigkeit 0 beschleunigt, bis der Drehwinkel das Maß a1 erreicht und der nächste Zahn G1 angetroffen wird. Die Summe h1 der Bewegungsstrecke in Versetzungsrichtung, die durch diese erneute Beschleunigung erzielt wird, und der Bewegungsstrecke bis zur anfänglichen Zahnkopfkollision ist immer länger als die Strecke h0. Ins­ besondere wenn Drehkörper 31 und Kuppelbolzen 52 aus dem gleichen Werkstoff hergestellt sind, ist die Trägheitsmasse des Kuppelbolzens 52 erheblich geringer als die Trägheits­ masse des Drehkörpers 31. Folglich geschieht die erneute Beschleunigung, während der Drehkörper 31 vom Außenzahn G0 zum Außenzahn G1 beschleunigt wird und um einen Winkel a2 gedreht wird. Wie Fig. 18D zeigt, wird ein ausreichendes Eingriffsspiel erreicht, bis die Spitze 522 schließlich auf den nächsten Außenzahn G1 trifft. Deshalb stellt selbst im schlimmsten Fall der Kuppelbolzen 52 einen Eingriff mit dem nächsten Außenzahn G1 her, gleichgültig in welcher Lage sich der Kopf eines Zahns 511 des Rastrades 51 befindet. Wenn der Kuppelbolzen 52 aus Stahl und der Drehkörper 31 aus einer leichten Legierung hergestellt ist, d. h. wenn die Trägheitsmasse des Drehkörpers 31 der Trägheitsmasse des Kuppelbolzens 52 näher ist als es der Fall wäre, wenn beide aus dem gleichen Werkstoff bestünden, beträgt der Drehwin­ kel a2 des Drehkörpers bis zum Eingriff immer noch etwa 36,5°.

Während der in Fig. 18B und 18C gezeigten Einrückvorgänge der Kupplung wird das Verbindungsteil 53 des Kuppelbolzens größtenteils aus der Nut 300 herausgezogen und der Schenkel vom Kuppelbolzen 52 gezogen, wenn die Umdrehung des Dreh­ körpers 31 beginnt. Damit wird der Eingriff an der Schwal­ benschwanznut gelöst, und das Verbindungsteil des Kuppel­ bolzens aus seinem Eingriff mit dem Kuppelbolzen 52 gelöst.

Als Freilaufkupplung gemäß der Erfindung kann folgende Ein­ richtung statt der bei den vorstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen benutzt werden: Eine Klauenkupplung in ei­ ner Übertragungsvorrichtung, die sägezahnartige Eingriffs­ zähne hat, so daß der Eingriff beim Antrieb in Rückwärts­ richtung gelöst wird; eine Vorrichtung, in der eine Kugel oder ein Wälzkörper beim Antrieb in Vorwärtsrichtung in einen keilförmigen Raum gedrückt und bei Antrieb in Rück­ wärtsrichtung aus diesem freigegeben wird.

Claims (8)

1. Mittels Drehantrieb betätigte Vorspannvorrichtung für Sitzgurte mit einem Rahmen (2), einer an dem Rahmen drehbar angebrachten Gurtaufwickelwelle (1), einer an dem Rahmen angebrachten Drehbetätigungsvorrichtung (30) mit einer Druckkammer (C), einem Drehkörper (31) und einem Gaserzeu­ ger (4) zur Zufuhr von Druckgas zur Druckkammer und zur Um­ drehung des Drehkörpers, sowie mit einer zwischen dem Dreh­ körper und der Aufwickelwelle angeordneten Kupplungsein­ richtung (51, 52), dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ kammer (C) der Betätigungsvorrichtung (30) ringförmig ist und eine Innenwand (311) hat, die einen Raum (S) innerhalb der Kammer begrenzt, und daß die Kupplungseinrichtung (51, 52) in dem Raum (S) innerhalb der Kammer aufgenommen ist.

2. Vorspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungseinrichtung ein antreibendes Eingriffselement (52), welches vom Drehkörper (31) beweg­ lich abgestützt ist, und ein angetriebenes Eingriffselement (51) aufweist, welches auf der Aufwickelwelle (1) ange­ bracht ist, und daß das antreibende Eingriffselement (52) einen der Druckkammer zugewandten Druckaufnahmeteil (521) hat, der seine Bewegung in Eingriff mit dem angetriebenen Eingriffselement (51) durch eine Kraft aufgrund des vom Gaserzeuger (4) der Druckkammer zugeführten Gasdrucks, der auf den Druckaufnahmeteil (521) wirkt, ermöglicht.

3. Vorspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungseinrichtung ein auf der Auf­ wickelwelle angebrachtes, angetriebenes Eingriffselement (51B) und ein am Drehkörper (31) angebrachtes, treibendes Eingriffselement (52B) aufweist, welches durch das Drehen des Drehkörpers mit dem angetriebenen Eingriffselement in Eingriff bringbar ist.

4. Vorspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das angetriebene Eingriffselement der Kupp­ lungseinrichtung ein an der Aufwickelspule angebrachtes Rastrad (51) ist, und daß das antreibende Eingriffselement der Kupplungseinrichtung einen Kuppelbolzen (52) aufweist, der vom Drehkörper so abgestützt ist, daß er in Eingriff mit dem Rastrad längs einer Bewegungsachse bewegbar ist, die einen Teil des Rastrades (51) schneidet und im wesent­ lichen orthogonal zur Umdrehungsachse der Welle der Auf­ wickelspule verläuft.

5. Vorspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewegungsachse des Kuppelbolzens (52) und die Drehachse der Aufwickelwelle (1) um eine vorherbe­ stimmte Versetzungsstrecke (D) im Abstand voneinander ver­ laufen.

6. Vorspannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Kuppelbolzen-Verbindungsteil (53) zur Folgesteuerung der Bewegung des Kuppelbolzens (52) in Ein­ griff mit dem Rastrad (51) und der Umdrehung des Drehkör­ pers (31) vorgesehen ist, welche durch den vom Gaserzeuger (4) in die Druckkammer eingeleiteten Gasdruck verursacht wird.

7. Vorspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Kuppelbolzen-Verbindungsteil (53) zur Folgesteuerung der Bewegung des Kuppelbolzens (52) in Ein­ griff mit dem Rastrad (51) und der Umdrehung des Drehkör­ pers (31) vorgesehen ist, welche durch den vom Gaserzeuger (4) in die Druckkammer eingeleiteten Gasdruck verursacht wird.

8. Vorspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (51, 52) eine Frei­ laufkupplung ist, die eine Umdrehung der Aufwickelwelle (1) durch Trägheit über das Ausmaß der Umdrehung des Drehkör­ pers (31) der Betätigungsvorrichtung hinaus ermöglicht.