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Die
vorliegende Anmeldung betrifft eine Teilungsanmeldung die auf dem
Dokument
EP 01942182.5 basiert.
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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung gemäss des Oberbegriffs
von Anspruch 1, wie aus
DE-A-2729280 bekannt.
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Ein
wichtiger Faktor bei der Leistung einer Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung
ist das durch die Aufrollvorrichtung erzeugte Geräusch. Die
Bedeutung einer leisen Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung wird gesteigert,
falls die Aufrollvorrichtung in einen Sitz eingebaut und nahe dem
Oberteil des Sitzes angeordnet ist, was die Aufrollvorrichtung in
enge Nähe zum
Ohr eines Fahrzeuginsassen bringt. Die Verwendung eines Metall-Aufrollvorrichtungsrahmens, wie
nach dem Stand der Technik bekannt, steigert das Geräusch.
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Es
ist eine Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung im Einklang mit der
Erfindung gemäss
Anspruch 1 vorgesehen.
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Der
Hauptkörper
der Aufrollvorrichtung kann einen integral an einer Seite des Rahmens
geformten Stift einschließen,
wobei der Stift dafür
eingerichtet ist, drehend eine Sperrklinke zu tragen. Der Stift
ist bevorzugt mit einem Mittel versehen, um sich als Reaktion auf
durch die Sperrklinke erzeugte Reaktionskräfte zu biegen.
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Der
Rahmen kann einen Polymer umfassen, das wenigstens 50 Gewichtsprozent
an Glasfasern enthält,
deren meiste wenigstens 10 mm lang sind.
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Der
Hauptkörper
schließt
bevorzugt eine integral geformte Federgehäusewand ein, um einen Federhohlraum
zum Aufnehmen einer Aufwickelfeder zu bilden, und kann ebenfalls
eine integral geformte Mechanismusgehäusewand einschließen.
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Der
Rahmen schließt
bevorzugt eine Verteilungsstruktur zum Verteilen von Stiftreaktionskräften ein,
und kann eine Strebe einschließen,
welche die gegenüberliegenden
Rahmenseiten verbindet und vorstehende Abschnitte einschließt, die
unter der Sperrklinke angeordnet sind, um die Sperrklinke aufzunehmen,
wenn sich der Stift verformt.
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung und um zu zeigen wie diese durchgeführt werden
kann, wird nun Bezug genommen, anhand von Beispielen, auf die beigefügten Zeichnungen
in denen:
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1 und 2 perspektivische
Ansichten einer Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung sind.
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3 eine
teilweise Querschnittsansicht ist, die ein integrales Anbringungselement
zeigt.
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4 eine
teilweise Draufsicht des Anbringungselements von 1 und 3 ist.
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5a eine
typische Anbringungsstruktur zeigt.
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5b und 5c die
Aufrollvorrichtung in der Anbringungsstruktur zeigen.
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5d eine
Variante von 5b zeigt.
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6a eine
alternative Ausführungsform des
Rahmens mit einem integralen oberen Anbringungselement zeigt.
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6b eine
andere Ausführungsform
des Rahmens zeigt.
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7 eine
Querschnittansicht des Rahmens, an der Linie 7-7 von 2 ist.
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8 eine
Draufsicht ist, die einen integral geformten Federnapf oder -hohlraum
und eine Aufwickelfeder mit dem Rahmen zeigt.
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9a und 9b eine
Federgehäuseabdeckung
zeigen.
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10a und 10b eine
Mechanismusgehäuseabdeckung
zeigen.
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11a eine Sperrklinke und ein Sperr-Rad in Beziehung
zu dem Rahmen gemäss
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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11b eine Draufsicht des Rahmens und des Mechanismusgehäuses ist.
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12 einen
Trägheitssensor
zeigt.
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13 eine
Baugruppe der Aufrollvorrichtung aus Spule und Welle zeigt.
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14 eine
weitere Ausführungsform
eines Rahmens zeigt.
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15 ein
alternatives Anbringungselement zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Hauptbauteile der vorliegenden Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung 20 schließen einen
Rahmen 22 und eine Drehstabfeder-/Spulenbaugruppe 300,
wie in 13 gezeigt, ein, um die eine
Länge Sicherheitsgurtband
gewickelt ist. 1 bis 4 sind verschiedene
Ansichten des Aufollvorrichtungsrahmens 22. Der Aufrollvorrichtungsrahmen
umfaßt
vorzugsweise einen spritzgegossenen, glasverstärkten Thermoplast mit einer
Konzentration von wenigstens 50 % bis etwa 70 % nach Gewicht an
Glas von etwa 10 mm Länge
in einem Nylonharz. Kohlenstoff- oder Aramidfasern können ebenfalls
verwendet werden, um das Harz zu verstärken, das an Stelle von Nylon ein
Acetal- oder ein Phenolharz sein kann. Alternativ dazu können bei
bestimmten Anwendungen sowohl ein warmausgehärteter Kunststoff als auch
Glasfasern kürzerer
Länge,
2 bis 3 mm lang, verwendet werden.
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Der
Rahmen 22 hat einen Hauptkörperabschnitt 24 und
wenigstens ein Anbringungsmerkmal, wie beispielsweise ein unteres
Anbringungselement 60. Wie illustriert, erfordert das untere
Anbringungselement keinen gesonderten Bolzen oder kein anderes Befestigungselement
zum Anbringen der Aufrollvorrichtung. Das Anbringungselement verankert
die Aufrollvorrichtung an einer Anbringungsfläche oder -struktur, wie beispielsweise
einer Säule
oder einem Sitzelement. Der Hauptkörper 24 ist allgemein
von vierseitiger Form und hat einen inneren Hohlraum oder eine Kammer 26 mit
einem offenen Oberteil 28, durch den verschiedene Aufrollvorrichtungsbauteile, wie
beispielsweise die Spule, während
des Zusammenbaus aufgenommen werden.
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Der
Hauptkörper
schließt
eine erste oder Federseite 30 und eine zweite oder Mechanismusseite 32 ein.
Verschiedene Streben oder Querträger
verbinden die Seiten integral, um Festigkeit zu gewährleisten,
Verziehen zu verhindern und eine richtige Ausrichtung des Rahmens
und seiner Bauteile zu sichern. Einige der Querträger bilden
eine Rückseite 34,
die im Verhältnis
zu ihrer montierten Position im Verhältnis zu einer Fahrzeugsäule nach
außen
zeigt, und andere Querträger
bilden eine Vorderseite 36, die im Verhältnis zu ihrer montierten Position
im Verhältnis
zu einer Fahrzeugsäule
nach innen zeigt. Die Bezeichnung der Vorder- und der Rückseite
wird wechseln, falls die Aufrollvorrichtung auf eine umgekehrte
Weise eingebaut wird. Die Oberteile 31 jeder der Seiten 30, 32 sind
allgemein rechteckig geformt und sind durch obere hintere und vordere
Streben oder Querträger 40a, 40b verbunden,
um einen offenen Oberteil 28 zu bilden. Die unteren Abschnitte 33 der
rechten und der linken Seite sind gekrümmt, um zu ermöglichen,
daß der
Rahmen in einen kleineren Raum paßt, als wenn die unteren Abschnitte
rechteckig wären.
Die Hinter- oder
Außenkante 42 jedes unteren
Abschnitts 33 und die Rückseite 34 sind
starker gekrümmt
als die Vorder- oder Innenkante 44 und die Vorderseite 36.
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Die
unteren gekrümmten
Außenkanten 42 jeder
der rechten und der linken Seite sind durch eine integral geformte
untere hintere Strebe oder einen Querträger 46 verbunden,
der eine Rückseite 34 bildet,
die sich längs
nur eines Abschnitts jeder Außenkante 42 erstreckt.
In 1 ist die Strebe 46 mit Zwischenraum
zu der oberen Strebe 40a und zu dem Anbringungselement 60 angeordnet.
Die Seiten 30, 32 sind ebenfalls durch eine längere untere
vordere Strebe oder einen Querträger 48 verbunden,
der die Vorderseite 36 in 2 bildet,
die längs
der Vorderkanten 44 jeder Rahmenseite verlauft. Die Strebe 48 ist
mit Zwischenraum zu der Strebe 40b angeordnet und erstreckt
sich nach unten bis zu dem Anbringungselement 60 und bildet
ebenfalls die Vorderwand 62 des Anbringungselements.
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Der
Rahmen 22 schließt
eine untere Zwischenstrebe 66 ein, die den unteren Abschnitt 33 der Seiten 30, 32 verbindet.
Diese Zwischenstrebe 66 erstreckt sich allgemein senkrecht
bis zum Boden 74 des Anbringungselements. Wenn das untere
Anbringungselement beansprucht wird, unterstützt die Strebe 66 das
Verteilen dieser Kräfte
auf die integral geformten Rahmenseiten 30, 32.
Der untere Abschnitt der Zwischenstrebe 66 bildet eine
erste hintere oder nach hinten zeigende Wand 72 des Anbringungselements 60.
Die Streben 48, 66 kommen, wie in 3 durch
die Zahl 49 angezeigt, in der Nähe des Anbringungselements
integral zusammen, um eine gesteigerte Festigkeit über diesen
Abschnitt des Anbringungselements zu gewährleisten.
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Die
Einzelheiten des Anbringungselements 60 sind in 1 bis 4 zu
sehen. Das Anbringungselement ist korbartig oder hakenartig, mit
einem Boden 74 und Wänden
oder Seiten, die sich vom Boden nach oben erstrecken. Eine dieser
Wände wird
durch eine Wand 72 des unteren Abschnitts der Zwischenstrebe 66 gebildet.
Die Seitenwände oder
Seiten 76a, 76b werden durch die äußersten
unteren Abschnitte der Seiten 30, 32 gebildet.
Eine zweite nach hinten zeigende Flachformwand 78 verbindet
die Seiten 76a, 76b mit dem Boden. Die verschiedenen
Bauteile des Anbringungselements 60 definieren einen Strukturaufnahmehohlraum 80.
Die Form des Hohlraums 80 wird in 3 und 4 gezeigt.
Die Wände 72, 78 und
der Boden 74 bilden einen Haken, der, wie in 5a gezeigt,
mit einem Teil 98 oder einem Einsatz 100 zusammengepaßt wird, welcher
der Anbringungsstruktur 90, wie beispielsweise entweder
der B- oder der C-Säule
des Fahrzeugs oder einem Sitzrahmenelement zugeordnet ist. Die Wände 76a, 76b können weggelassen
werden, falls sie bei bestimmten Anwendungen nicht zur strukturellen
Stütze
benötigt
werden, was dem Anbringungselement 60 eine hakenartigere
Form geben wird. Der Rahmen 22 kann, wie in 1 und 3 gezeigt,
integral geformte Abflußlöcher 77 im
Boden des Hohlraums 80 oder an der Überschneidung der Seite 36 und
der Strebe 66 und/oder am Boden der Strebe 252 und
der Seite 34 einschließen.
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Die
Anbringungsfläche 90 ist
mit einer ersten Öffnung 92 von
ausreichender Größe geformt,
um, wie in 5c gezeigt, den Aufrollvorrichtungsrahmen 22 aufzunehmen.
Es ist ziemlich häufig,
daß eine
Aufrollvorrichtung innerhalb einer Öffnung der Anbringungsstruktur 90 eingelassen
ist. 5a ist eine Ansicht mit Blick zum Innern des Fahrgastraums hin,
von der Außenseite
des Fahrzeugs, und zeigt die hintere oder verborgene Seite der B-Säule. 5b ist
eine Querschnittsansicht, die den Aufrollvorrichtungsrahmen in der
B-Säule 90 zeigt.
Die Spule und andere Bauteile der Aufrollvorrichtung werden nicht gezeigt. 5c ist
eine nach außen
zeigende perspektivische Ansicht der Aufrollvorrichtung 20 innerhalb
der Struktur 90. Die Anbringungsstruktur schließt eine
zweite Öffnung 94 ein,
die ausreichend ist, um einen Abschnitt des Anbringungselements 60 aufzunehmen.
Ein struktureller Zwischenabschnitt 96 der Struktur 90 trennt
die zwei Öffnungen 92, 94.
Der Zwischenabschnitt 96 der Säule kann mit einem wahlweisen
Anbringungsteil 98 geformt sein, der sich in die Öffnung 94 erstreckt.
Falls verwendet, ist der Teil 98 vorzugsweise so geformt,
daß er
sich der Form des Hohlraums 80 des Anbringungselements 60 anpaßt, so daß er leicht
und eng darin aufgenommen wird. Bevorzugt die in 5b gezeigte
Tiefe d des Hohlraums 80 des Anbringungselements 60 etwa
4 mm. Falls diese Abmessung größer ist
als die Dicke des Anbringungsteils 98 der Anbringungsstruktur 90,
wird ein Einsatz 100 verwendet, um zu verhindern, daß der Aufrollvorrichtungsrahmen
auf der Anbringungsfläche
rattert. Eine Fahrzeugsäule
ist typischerweise aus dünnem
Blech geformt. Der Einsatz 100 kann durch Schweißen oder
durch Verwendung gesonderter Befestigungselemente an dem Zwischenabschnitt 96 der
Struktur 90 befestigt werden, um sie zu verstärken. Der
Einsatz 100 kann ein Formmetall-, Pulvermetall- oder Gußmetallteil
mit einer vorspringenden Spitze 102 sein. Die äußere Form
der Spitze 102 paßt
zur Form des Holraums 80 oder Hakens des Anbringungselements 60.
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Wie
in 5b gezeigt, passen die Spitze 102 und
ein Anbringungsteil 98, falls verwendet, eng in den Hohlraum 80.
Die kombinierte Dicke der Spitze 102 und des Teils 98 ist
vorzugsweise gleich der Tiefe d des Hohlraums oder Hakens. Falls
die Struktur 90 den Teil 98 nicht einschließt oder
nicht hinter der Spitze 102 angeordnet wird, wird die Dicke
der Spitze 102 entsprechend gesteigert. 5d zeigt
eine weitere Alternative der Vorrichtung, bei welcher der Hohlraum 80 mit
einem elastischen Material 104 gefüllt ist oder dasselbe einschließt, das
die Spitze 102 sicher an ihrem Platz halt und ferner als
Vibrations- und
Schalldämpfung
dient.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
wird die zusammengebaute Aufrollvorrichtung 20, mit befestigtem
Sicherheitsgurtband, in die Öffnungen 92, 94 eingesetzt.
Die Aufrollvorrichtung 20 wird nach oben bewegt, bis der
Teil 98 oder der Einsatz 100 genau innerhalb des
Hohlraums 80 des Anbringungselements 60 angeordnet
ist. Danach wird der Oberteil der Aufrollvorrichtung 20 unter
Verwendung eines oberen Anbringungselements an einem passenden Abschnitt
der Fahrzeugstruktur 90 befestigt. Diese obere Anbringungselement
verhindert ein Drehen der Aufrollvorrichtung und sichert die richtige
Ausrichtung der Aufrollvorrichtung. Praktisch alle Kräfte, die
nach oben gerichtet sind, werden an dem unteren Anbringungselement 60 aufgenommen.
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Es
wird Bezug auf 6a und wieder auf 5a bis 5d genommen. 6a zeigt
ein oberes Anbringungselement 160, das an die obere Strebe 40b geschnappt
und an derselben festgehalten wird. Dieses Schnappmerkmal beseitigt
die Notwendigkeit eines gesonderten Befestigungselements. Das obere
Anbringungselement 160 schließt einen unteren offenen rahmenartigen
Abschnitt 162 ein, der um die Strebe 40b auf den
Oberteil des Hauptkörpers 24 schnappt.
Das Innere des Abschnitts 162 ist hohl und bildet eine
integrale Öffnung
oder Gurtbandführung 169.
Der in Phantomlinie gezeigte Sicherheitsgurt 350 erstreckt
sich von der Aufrollvorrichtungsspule, die in 6a nicht
gezeigt wird, und tritt durch die Gurtbandführung 169 aus. Die
Seiten des oberen Anbringungselements 160 sind mit Schnappmerkmalen 167 und/oder 167a geformt,
die mit komplementären,
in 5b gezeigten, Schnappmerkmalen 167b an
der Strebe 40b und/oder an den oberen Enden der Rahmenseiten 30, 32 zusammenpassen. Der
Aufbau dieser Art von Schnapp-Passungsmerkmal ist auf dem Gebiet
bekannt. Das Element 160 schließt einen nach oben verlaufenden
Arm 164, gestützt
durch integrale Verstärkungen
oder Rippen 165, und einen Finger 166 ein, der
sich von dem Arm 164 nach hinten erstreckt. Ein Finger 166 wird
innerhalb einer Öffnung 95 in
der Anbringungsstruktur oder Säule 90 aufgenommen.
Die Position und die Höhe
des Arms 164 werden sich mit der Form der Anbringungsstruktur 90 verändern. Der
Arm 164 positioniert den Finger im Verhältnis zur Struktur 90 richtig.
Wie gezeigt, ist der Finger 166 ein flaches Rechteck, wobei
die Öffnung 95 ebenfalls
rechteckig ist, und ist in einem Winkel von etwa 5 bis 10 Grad im Verhältnis zur
Anordnung des Arms 164 ausgerichtet, der, wie gezeigt,
vertikal ist. Der flache Finger 166 wird ebenfalls um eine
horizontale Achse gedreht, um ihn mit der Anordnung der Öffnung 95 auszurichten.
Die Form des Fingers könnte
variieren und eine Sternform oder ein kreisförmiges Profil usw. einschließen. In
diesem Fall wäre
die Öffnung 95 dementsprechend
geformt. Der Finger 166 kann ebenfalls ein Einschnapp-
oder Selbstsicherungsmerkmal 168 einschließen. In 6b schließt das Selbstsicherungsmerkmal 168 einen
verformbaren Satz von Laschen oder Stegen ein, die mit einer passenden Öffnung in
der Struktur 90 ineinandergreifen. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
ist das obere Anbringungselement ebenfalls aus Kunststoff.
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Vor
dem Anbau der Aufrollvorrichtung an die Anbringungsfläche oder
-struktur 90 wird zuerst die Spule der Aufrollvorrichtung
an dem Rahmen angebaut, bevor das obere Element 160 an
demselben befestigt wird. Das Sicherheitsgurtband, das auf die Spule
gewickelt ist, wird aus der im oberen Anbringungselement 160 geformten
Gurtbandführung 169 geführt. Danach
wird das untere Anbringungselement 60, mit der Spitze 102 innerhalb
des Hohlraums oder Hakens 80, in der Öffnung 94 angeordnet.
Wenn das untere Anbringungselement 60 an seinem Platz an
der Anbringungsstruktur 90 ist, wird der Finger 166 durch
die Öffnung 95 gedrückt. Angesichts
der Abwärtsbiegung
des Fingers 166 wird der obere Teil des Aufrollvorrichtungsrahmens
an seinem Platz gehalten. Alternativ dazu gewährleisten, falls der Finger die
Selbstsperrmerkmale 168 einschließt, die Selbstsperrmerkmale 168,
nachdem sie durch eine komplementär geformte Öffnung 95 gedrückt worden
sind, eine Preßpassung
oder Sperrpassung, die das Blech der Anbringungsstruktur 90 zwischen
den Laschen 168 und der Rückseite des vorstehenden Arms 164 festhält.
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Das
obere Anbringungselement 160 kann ebenfalls integral als
Teil des Aufrollvorrichtungsrahmens geformt sein. Das Anbringungselement 160 kann
verschiedene Formen annehmen und kann an verschiedenen Stellen an
dem Rahmen angeordnet sein. Bin integral geformtes Anbringungselement 166a,
mit der obigen umgebogenen Konfiguration oder den Selbstsperrmerkmalen,
kann sich, wie in 2 und 5c gezeigt,
von dem Feder- und/oder dem Mechanismusgehäuse erstrecken. Das Anbringungselement 166a wird
ebenfalls durch eine zugeordnete Öffnung, wie beispielsweise
95 oder dergleichen, aufgenommen. Bei einer weiteren Ausführungsform
kann das obere Anbringungselement 160b, wie in 3 gezeigt,
ebenfalls eine integrale Erweiterung einer der Rahmenseiten oder
von dessen vorderer oder hinterer Flache sein.
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In 1, 2 und 7 schließen die Rahmenseiten 30, 32 jede
eine jeweilige Öffnung 120, 122 ein,
durch die verschiedene Teile einer Spulenbaugruppe aufgenommen werden.
Die Rahmenseite 30 schließt ebenfalls eine integral
geformte Wand 124 ein, die einen Federnapf oder -hohlraum definiert
und ebenfalls einen Abschnitt eines Federgehäuses 126 bildet. Die
Wand 140 ist allgemein von kreisförmiger Gestalt. Integral geformt
an der Rahmenseite 30, innerhalb der Wand 124,
befindet sich ein Federhalteelement 127, das verwendet
wird, um, wie in 8 gezeigt, das äußere Ende 128 einer
flachen Aufwickelfeder 130 in Eingriff zu nehmen. Ein Element 127 ist,
wie beim Bezugszeichen 129 in 1 und 8 gezeigt,
ebenfalls mit Zwischenraum zu der Wand 124 angeordnet,
um zu ermöglichen,
daß die
Feder dazwischen hindurchgeht. 8 ist eine
Draufsicht, welche die Rahmenseite 30, die Wand 124 und
die Feder 130 mit ihrem in dem Element 127 aufgenommenen äußeren Ende 128 zeigt.
Eine Federachse 337a ist mit dem inneren Ende der Feder 130 verbunden.
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Die
Wand 124 ist mit mehreren ersten Preßpassungsbefestigungsmerkmalen 132 geformt,
die um die Wand 124 verteilt sind. Diese ersten Preßpassungsmerkmale
haben integral geformte Bohrungen mit schmalem Durchmesser, die
passende Finger 144 einer Federabdeckung oder -kappe 140 aufnehmen.
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Die
Federabdeckungskappe 140 wird in 9a und 9b gezeigt. 7 zeigt
die Kappe 140 an ihrem Platz auf der Wand 124 des
Rahmens 22. Die Qualität
der Abdichtung zwischen der Kappe und der Wand 124 wird
auf Grund überlappender Verbindungsstellen 125 verbessert.
Der hohe Biegemodul von etwa 20 700 MPa, trocken wie geformt, des
Rahmenmaterials verbessert die Stabilität der Abdichtung und verhindert
Verziehen und Verformen, die sich auf Grund des durch die Aufwickelfeder 130 erzeugten
gleichbleibenden nach außen
gerichteten Drucks auf die Wand 124 ergeben könnten. Die
Federkappe schließt
einen allgemein flachen Platten-, Körper- oder Kappenabschnitt 142 mit
mehreren Preßpassungs-/Übermaßpassungsmerkmalen, wie beispielsweise
den Finger 144, ein. Während
das nicht detailliert gezeigt wird, ist jeder Finger im Querschnitt
dreilappig. Jeder der Finger 144 wird in ein entsprechendes
Schnappmerkmal 132 eingesetzt, um eine Preßpassungsverbindung
der Federkappe 140 mit der Wand 124 bereitzustellen.
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Wie
erwähnt,
schließt
die Seite 32 eine Öffnung 122 ein.
Bei der illustrierten Ausführungsform hat
die Öffnung 122 einen
größeren Durchmesser
als die Öffnung 120.
Die relativen Größen der Öffnungen 120, 122 werden
sich mit den Merkmalen der Spulenbaugruppe verändern. Die Rahmenseite 32 schließt an ihrer
Außenfläche 121,
um die Öffnung 122,
einen hochgeschlagenen Rand 150 ein, der verhindert, daß ein Sperr-Rad,
das in 13 gezeigt wird, und verwandte
Teile an der flachen Rahmenseite 32 reiben. Die Innenfläche 123 der
Rahmenseite 32 schließt
ein integrales, sich winklig erstreckendes Wandsegment 151a um
die Öffnung 122 ein,
das einen Abstand für einen
mit engem Zwischenraum angeordneten, aber in 7 nicht
gezeigten, Aufrollvorrichtungsspulenflansch gewährleistet. Die Innenfläche 123 der Wandseite 30 schließt, um die Öffnung 120,
ein ähnliches
Wandsegment 151b ein. Der Rand 150 verringert
die Reibung mit einem Sperr-Rad. Wie in 2 und 7 gezeigt,
ist die Seite 32 mit einer sich integral erstreckenden
Wand 170 geformt, die einen Teil des Mechanismusgehäuses 190 bildet.
Die Wand 170 schließt
ferner Aufnahmeelemente 172 ein, die den Elementen 132 ähneln, um
eine Mechanismusabdeckung 180 daran zu befestigen. Die
Mechanismusabdeckung oder -kappe 180 schließt, wie
in 10a, 10b und 7 gezeigt,
einen Platten- oder Körperabschnitt 182 und
vorstehende Finger 184 ein. Die Platte 182 und
die Wand 170 bilden eine überlappende Verbindungsstelle 188,
die verhindert, daß Staub
und andere Stoffe in das Mechanismusseitengehäuse 190 eintreten,
das durch die Kappe 180 und die Wand 170 gebildet
wird. Die Kappe 180 ist aus einem schallschluckenden Material,
wie beispielsweise Polypropylen oder einem ähnlichen Material, hergestellt.
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Die
Rahmenseite 32 schließt
nahe dem unteren Abschnitt der Wand 170 eine Aussparung 200 ein.
Von dem ausgesparten Abschnitt 200 nach außen erstreckt
sich eine wahlweise kleine Lasche 202. Es gibt keine Löcher durch
diese Aussparung, um zu verhindern, daß Verunreinigungen in die Aufrollvorrichtung
eintreten. Die Aussparung 200 nimmt einen Abschnitt eines
Fahrzeugträgheitssensors
auf, der in 2 nicht gezeigt wird. Falls
verwendet, dient die Lasche 202 als Anschlag und stößt an einen
Abschnitt des Fahrzeugsensorgehäuses
an und verhindert, daß sich
das Gehäuse
seitwärts
bewegt. Die Wand 170 schließt angrenzend an die Aussparung 200,
wie in 2 gezeigt, zwei Schlitze 204a, 204b ein,
die mit komplementär
geformten Vorsprüngen
an dem Trägheitssensor
zusammenpassen, um zu ermöglichen,
daß der
Sensor innerhalb der Wand 170 in Position geschoben werden
kann. Sobald die Wand 170 durch die Abdeckung 180 abgedeckt
ist, verläuft
die einzige Öffnung
in das Gehäuse 190 durch
die Öffnung 122.
Die Abdeckung drückt
leicht auf das Fahrzeugsensorgehäuse,
um es an seinem Platz zu halten. Diese Art des Aufbaus verringert
in Verbindung mit der Mechanismusgehäuseabdeckung 180 die Öffnungen
in dem Rahmen angrenzend an den Sensor und isolieren folglich den
Sensor gegenüber
dem Umfeld.
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Die
illustrierte Aufrollvorrichtung
20 schließt einen
einseitigen Sperrmechanismus ein. Die vorliegende Erfindung kann
ebenfalls in einem zweiseitigen Sperrmodus verwendet werden, bei
dem zwei Sperr-Räder
verwendet und an gegenüberliegenden Seiten
des Rahmens angeordnet werden, typischerweise angrenzend an die
Innenflächen
der Rahmenseiten nahe den Öffnungen
120,
122.
Um die Aufrollvorrichtung zu sperren, wird eine drehbare Sperrklinke
verwendet und wird in Berührung
mit den Zähnen eines
Sperr-Rades bewegt. Wie vom Stand der Technik bekannt ist, dreht
sich die Sperrklinke um einen Stift. Ein solcher Klinken- und Sperrmechanismus wird
in
US 5 904 371 ,
US 5 511 741 oder
US 4 564 154 gezeigt. Bei
der vorliegenden Erfindung ist ein zylindrischer Stift
210,
der in
2 und
11a gezeigt
wird, integral als Teil der Seite
32 geformt. Der Stift
hat eine Basis
210a, die einen größeren Durchmesser hat als ein
oberer zylindrischer Teil
210b. Der Stift ist so gestaltet,
daß er
sich als Reaktion auf Sperrkräfte
der Stärke,
die während
eines Aufpralls eines bestimmbaren Niveaus erzeugt werden, gezielt biegt.
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11a ist eine weitere perspektivische Ansicht des
Rahmens 22 und zeigt ebenfalls eine Sperrklinke 220 an
dem Stift 210. Die Sperrklinke 220 wird in Sperreingriff
mit den Zähnen 232 eines
Sperr-Rades 230 gezeigt. Die Aufrollvorrichtung 20 schließt einen
nockenartigen Mechanismus, wie beispielsweise einen bekannten drehbaren
Sperr-Ring 310, ein, der die Sperrklinke 220 aus
einer freien oder ungesperrten Position in Eingriff mit dem Sperr-Rad 230 bewegt.
Die Sperrklinke 220 kann einen Nockenstößelstift 231 einschließen. Unter
dem Einfluß eines
Gurtbandsensors oder eines Fahrzeugssensors wird auf eine bekannte
Weise bewirkt, daß sich
der Sperr-Ring um einen Aufrollvorrichtungswellenteil dreht. Der
Sperrnapf schließt
einen Nocken, häufig
in der Form eines Nockenschlitzes, ein, um den Nockenstift 231 aufzunehmen.
Wenn sich der Sperr-Ring dreht, bewegt er die Sperrklinke in den und
aus dem Eingriff mit den Zähnen
des Sperr-Rades 230. Bei der vorliegenden Aufrollvorrichtung
können
andere Sperrmechanismen verwendet werden. Wie illustriert, schließt die Sperrklinke 220 zwei Sperrzähne 222; 222b ein,
die zwei der Zähne 232 des
Sperr-Rades in Eingriff nehmen. Folglich werden die Reaktionskräfte durch
zwei Sätze,
statt durch einen Satz, von zusammenpassenden Zähnen aufgenommen. Während die
Klinkenzähne
so gestaltet sind, daß sie
die passenden Sperrzähne
gleichzeitig in Eingriff nehmen, mag das gleichzeitige Zusammenpassen
nicht erfolgen, falls die angewendeten Fertigungstoleranzen ausreichend weit
sind. In diesen Situationen wird ein Zahn einrasten, und es kann sich
eine Beschädigung
ergeben. Bei einer anderen Ausführungsform
ist der Körper 223 der
Sperrklinke mit einer, in 11b gezeigten,
Aussparung 225 hergestellt, die ermöglichen wird, daß sich der
Klinkenkörper
unter Belastung biegt. Falls die Fertigungstoleranzen, die den Rahmen,
die Sperrklinke und das Sperr-Rad definieren, derart sind, daß der untere Klinkenzahn 222b anfangs
auf das Sperr-Rad treffen wird, wird sich die Sperrklinke 220,
nachdem dieser anfängliche
Sperreingriff hergestellt ist, geringfügig biegen und den anderen
Zahn 222a in Eingriff mit einem anderen Zahn des Sperr-Rades
bringen. Diese Auslegung sichert, daß beide Sperrzähne der
Sperrklinke einrasten werden, wenn sich die Aufrollvorrichtung in
einem Aufprall befindet. Ein Vorteil dieses Aufbaus ist, daß die Klinke
aus einem weniger kostspieligen Material, wie beispielsweise Zinkdruckguß, hergestellt
werden kann.
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Die
Sperrklinke 220 schließt
eine kreisförmige
Bohrung ein, die als Buchse dient und um die Basis 210a des
Stifts 210 aufgenommen wird.
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Die
Geometrie der Sperrklinke und des Sperr-Rades ist so ausgelegt,
daß die
während
des Sperrens erzeugten Reaktionskraftkomponenten in dem durch die
Pfeile 240 definierten allgemeinen Bereich sein werden,
wenn die Sperrklinke in Eingriff mit den Sperrzähnen gebracht wird, wie in 11a gezeigt.
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Der
Rahmen 22 schließt
ferner einen integralgeformten Klinken- und Stiftstützmechanismus 250 ein.
Der Stützmechanismus 250 schließt, wie
in 1, 3, 5b und 11a gezeigt, einen integral geformten Querträger oder
eine Strebe 252 ein. Die Strebe 252 ist an der
Innenseite einer Strebe oder eines Querträgers 46 geformt und
verbindet die Seiten 30, 32. Die Strebe 252 schließt ein Endstück 254 ein,
das von der Seite 32 vorsteht. Der Mechanismus 250 schließt außerdem ein
gekrümmtes
Stützelement 256 ein.
Das eine Ende 256a des gekrümmten Stützelements 256 erstreckt
sich von der Innenseite einer Wand 170, um zusätzliche
Festigkeit und Belastungsverteilung zu gewährleisten. Das andere Ende 256b des
gekrümmten
Stützelements 256 erstreckt
sich senkrecht über
das vorstehende Endstück 254 der
Strebe 252.
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Wenn
die Aufrollvorrichtung gesperrt ist, nehmen die Klinke und das Sperr-Rad
die in 11a gezeigte Ausrichtung ein.
Wenn die Kräfte über ein bestimmbares
Niveau ansteigen, neigen sie dazu, den Stift 210 zu verdrehen,
und bewirken, daß sich der
untere Abschnitt der Klinke in Berührung mit dem gekrümmten Abschnitt 256 des
Stützmechanismus 250 bewegt.
Diese Reaktionsbelastungen oder -kräfte werden danach auf den vorstehenden
Endabschnitt 254 der Strebe 252 und danach auf
die Strebe 252 übertragen
und auf die Rahmenseiten 30, 32 verteilt. Auf
diese Weise kann der Kunststoffrahmen die aufprallinduzierten Kräfte aufnehmen.
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12 zeigt
einen Fahrzeugträgheitssensor 270,
der innerhalb der Schlitze 204a, 204b und der Aussparung 200 des
Rahmens 22 aufgenommen wird. Der Sensor 270 schließt ein Gehäuse 272 mit zwei
Pfosten oder Vorsprüngen 274a, 274b ein.
Jeder Vorsprung schließt
einen Hals oder engen Abschnitt 276 und einen Endabschnitt
ein. Jeder Pfosten wird innerhalb eines jeweiligen Schlitzes 204a, 204b aufgenommen.
Der Sensor 270 schließt
eine Stützfläche 277 ein,
die das untere Ende 278 einer Trägheitsmasse 279 aufnimmt.
Der Oberteil 280 der Trägheitsmasse 279 ist
ausgespart und nimmt eine Erweiterung 282a einer Abfühlklinke 282 auf.
Die Klinke 282 ist schwenkbar an einer Stütze 283 gelagert,
die eine Erweiterung, wie beispielsweise parallele Flügel 273,
des Gehäuses 272 sein
kann. Bei einigen Einrichtungen kann die Klinke 282 so
angeordnet sein, daß sie
einen Zahn des Sperrklinkenrads berühren wird, wobei das Ende der
Klinke in diesem Fall als Zahn geformt ist, um die Zähne des
Sperrklinkenrades in Eingriff zu nehmen. Wie illustriert, schließt die Aufrollvorrichtung 20 eine
zweite Klinke 290 ein, die oberhalb der Klinke 282 angeordnet
ist. Die Klinke 290 schließt einen Zahn 292 ein.
Wie illustriert, ist die Trägheitsmasse
eine aufrechtstehende Trägheitsmasse.
Wenn das Fahrzeug einer Verzögerung über einer
vorbestimmten Grenze ausgesetzt ist, kippt die aufrechstehende Masse
um und hebt den Zahn der Sensorklinke 282 nach oben, um
die Klinke 290 zum Beispiel in Berührung mit einem Sperrklinkenrad
eines Gurtbandsensors oder des Sperr-Rings zu bewegen. Dieser Vorgang
startet die Bewegung des Sperrnapfs, und bewegt danach die Sperrklinke
in Sperreingriff mit den Zähnen 232 des Sperr-Rades 230.
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13 ist
eine Querschnittsansicht einer Baugruppe 300 aus Spule
und Welle der Aufrollvorrichtung, die durch den Rahmen 22 getragen
wird. 13 zeigt ebenfalls den Rahmen,
in wesentlich der gleichen Ausrichtung wie in 7 gezeigt.
Die Baugruppe 300 schließt eine Spule 302 ein,
die durch einen Wellenmechanismus getragen wird, der allgemein als 304 gezeigt
wird. Bei dieser Ausführungsform
umfaßt
der Wellenmechanismus 304 eine Sperr-Rad-Unterbaugruppe 310,
die einen hohlen Körper 312 umfaßt, der
in demselben Keilnuten 314 hat. Ein Abschnitt 316 mit
größerem Durchmesser wird
an der Öffnung
oder Buchse 122 des Rahmens getragen und das Sperr-Rad 230,
das, wie erwähnt, mehrere
Sperrzähne 232 einschließt. Das
Sperr-Rad 230 schließt
einen verzahnten Achsschenkel 305 ein, an dem ein gezahntes
Sperrklinkerad 306 durch einen Stift 308 befestigt
ist. Der Achsschenkel schließt eine
kleine Bohrung 305a ein, die einen Stift 308 aufnimmt,
der verwendet wird, um auf eine bekannte Weise Teile des Gurtbandsensors
zusammenzuhalten. Verschiedene gezahnte Elemente 309 des
Gurtbandsensors sind auf eine bekannte Weise mit dem Sperrklinkenrad 306 untergebracht.
Der Sperr-Ring 310 kann um den Achsschenkel 305 gedreht
werden. Bei der illustrierten Ausführungsform ist der Wellenmechanismus 304 zusätzlich unter
Verwendung einer Drehstabfeder 320 geformt. Die Drehstabfeder hat
ein erstes Ende 324, das mehrere Keilnuten 326 hat,
welche die Keilnuten 314 der Sperr-Rad-Unterbaugruppe 310 in Eingriff
nehmen. Die Drehstabfeder 320 umfasst einen mittleren Teil 330 und
ein zweites Ende 333. Das zweite Ende 333 ist
mit Keilnuten 334 geformt, die Keilnuten 336 in
Eingriff nehmen, die innerhalb einer hohlen Bohrung 337 der Spule 302 geformt
sind. Die Sperr-Rad-Unterbaugruppe 310 dreht
sich mit dem Ende 324 der Drehstabfeder, während sich
die Spule 302 drehend mit dem Ende 333 der Drehstabfeder
bewegt. Die Drehstabfeder 320 kann durch ein weniger nachgiebiges Metallwellenelement
ersetzt werden. In diesem Fall kann das weniger nachgiebige Element
als integraler Teil der Sperr-Rad-Unterbaugruppe 310 geformt sein.
Das Äußere des
Körpers 312 kann
ebenfalls mit Keilnuten geformt sein, um eine zusätzliche
Stütze für die Spule 302 bereitzustellen.
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Während des
Zusammenbaus wird die Spule 302 durch den offenen Oberteil
des Rahmens eingesetzt, und danach wird die Sperr-Rad-Unterbaugruppe 310,
mit der darin eingesetzten Drehstabfeder, durch eine Öffnung 122 in
die Bohrung 337 der Spule eingesetzt. Das Ende 332 der
Drehstabfeder wird innerhalb einer Federachse 337a aufgenommen,
die in der Rahmenöffnung 120 angeordnet
und an der Feder 130 befestigt wurde.
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Das
Ende 333 hat zwei Aussparungen 340a, b, in denen
passende Vorsprünge 341a, 341b aufgenommen
werden, die, wie in 8 gezeigt, um das napfförmige Aussparungsinnere
der Federachse geformt sind. Die Federachse 337a schließt, wie
in 13 gezeigt, wenigstens einen Schlitz 342 ein,
um das innere Ende der Aufwickelfeder 130 aufzunehmen.
Eine Länge
des Sicherheitsgurtbands 350 ist um die Spule 302 gewickelt.
Ein Ende des Gurtbands, das nicht gezeigt wird, ist in einem Schlitz 352 der
Spule befestigt, unter Verwendung eines umgeschlagenen Abschnitts
oder eines kleinen Stifts, der in dem Schlitz 352 verkeilt
ist. Die Spule 302 kann in Radialrichtung verlaufende Flansche 302a, 302b einschließen, um
das Gurtband 390 zu führen,
wenn es sich um die Spule wickelt.
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Die
Ausführungsform
in 13 setzt eine Drehstabfeder ein. Die Drehstabfeder
ist illustrativ für eine
Klasse von energieaufnehmenden oder -verzehrenden Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtungen,
einschließlich
einer oder mehrerer Drehstabfedern und einer oder mehrerer Quetschbuchsen
sowie von Sicherheitsgurtband, das eine veränderliche Längungscharakteristik hat. Diese
energieaufnehmenden Aufrollvorrichtungen teilen ein Leistungsmerkmal darin,
daß die
Reaktionskraft an der Spule durch das Energieaufnahmeniveau der
Drehstabfeder, der Quetschbuchs oder des Gurtband mit veränderlicher Längung begrenzt
wird. Das Niveau der an die Sperrklinke weitergegebenen Kraft wird ähnlich begrenzt. Zum
Beispiel würde
das Kraftniveau für
eine typische Drehstabfeder-Aufrollvorrichtung etwa 4 bis 12 kN betragen.
Während
die bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung, das heißt,
der Kunststoffrahmen, mit einem Energieaufnahmemechanismus irgendeiner Art
verwendet wird, ist die Verwendung des Kunststoffrahmens auf Grund
seiner sich ergebenden Lastbegrenzungsfaktoren nicht so begrenzt.
Die vorliegende Erfindung kann mit diesen Energieaufnahmemechanismen
oder ohne dieselben verwendet werden. Die Drehstabfeder kann durch
eine herkömmliche
Welle ersetzt werden.
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14 zeigt
eine weitere Ausführungsform, welche
die Mechanismuswand 170 mit einer Innen-170a und eine Außenwand 170b geformt
hat, die zwischen sich einen Raum 171 definieren. Der Raum 171 muß nicht
durchgehend sein, sondern kann durch einige der Befestigungselemente 132 segmentiert
sein. Die Außenwand 170b kann
die Innenwand und die Befestigungselemente 132 vollständig umhüllen und
kann segmentiert oder nicht segmentiert oder allgemein offen sein,
um für
einen ununterbrochenen Raum 171 zu sorgen. Wie zuvor ist
die Wand oder sind in diesem Fall sowohl die Innen- als auch die
Außenwand
durch eine Mechanismusabdeckung 190 eingeschlossen. Der
Raum 171 verringert das Niveau des durch die beweglichen
Teile des Fahrzeugsensors und des Gurtbandsensors ausgestrahlten
Schalls. Weitere Schallverringerung kann durch Füllen des Raums 171 mit
einem schallschluckenden Material 173, wie beispielsweise
einem Leichtschaum oder einem dichten thixotropen Material, erreicht
werden. Der Körper
der Abdeckung 190 kann hohl hergestellt und mit schalldämpfendem
Material gerillt werden, um die Schallqualitäten der Aufrollvorrichtung
weiter zu verbessern.
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In 15 ist
die hakenartige Anbringung 160b als Öffnung 160b geformt.
Bin Gewindebefestigungselement befestigt den unteren Abschnitt des Rahmens
an der Anbringungsfläche 90.
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Die
vorliegende Erfindung verringert die Teilezahl, steigert die Abmessungskontrolle
und verringert die Feinmaßtoleranz
innerhalb einer Aufrollvorrichtung, was für verbesserte Leistung und
Zuverlässigkeit
sorgt. Durch Verwendung verschiedener Merkmale, die integral und
gleichzeitig als Teil des Rahmens geformt werden, kann die Ausrichtung
der einzelnen Bauteile enger kontrolliert werden. Zusätzlich wird
durch Formen der Aufrollvorrichtung mit vielen integral geformten
Elementen die Notwendigkeit beseitigt, den Fertigungsprozeß fehlersicher
zu machen, weil diese Merkmale selbsttätig und richtig in dem integral
geformten Rahmen ausgerichtet werden.