DE8022252U1 - Antriebseinheit fuer ein transportkabel - Google Patents

Antriebseinheit fuer ein transportkabel

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Description

Patentanwälte .lÜrtaMriG.'H. WeScSCm4nν, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Hüber Dr. Ing. H. Liska
SOOO MÜNCHEN 86, DE POSTFACH 860 820 PRA MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
Metallwerk Max Brose GmbH & Co.
Ketschendorfer Straße 44, D-8630 Coburg, BRD
Antriebseinheit für ein Transportkabel
Die Neuerung betrifft eine Antriebseinheit für ein hin- und her bewegbares Transportkabel, insbesondere für ein Gurttransportkabel einer Sicherheitsgurtanlegeeinrichtung in einem Kraftfahrzeug, mit einer motorgetriebenen Aufwickelrolle in einem Gehäuse und einem mit der Aufwickelrolle drehfest verbundenen Rollenmantel, der die Aufwickelrolle in radialem Abstand umgreift, wobei das mit einem seiner Enden an einer Kabelbefestigung der Aufwickelrolle angebrachte und durch eine Gehäuseöffnung aus dem Gehäuse herausgeführte Transportkabel beim Aufrollen an eine Außenumfangsfläche der Aufwickelrolle und beim Abrollen an eine der Außen umfangsfläche gegenüberliegende Innenumfangsflache des Rollen mantels anliegt und die im wesentlichen konisch ausgebildete Innenumfangsflache an ihrem durchmesserverringerten Rand der Kabelbefestigung gegenüberliegt und an ihrem durchmesservergrößerten Rand an eine am Gehäuse ausgebildete Kabelführungs fläche übergeht.
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Bei einer derartigen Antriebseinheit wirkt das Transportkabel als Zugkabel, wenn es auf die Aufwickelrolle aufgewickelt wird und als Druckkabel, wenn es wieder abgewickelt wird. Der jeweiligen Bewegung des Transportkabeis können Kräfte entgegenwirken, so z.B. die Reibungskraft zwischen einer Führung für das Transportkabel außerhalb der Antriebseinheit. Beim Aufwickeln führen derartige Gegenkräfte lediglich dazu, daß das Transportkabel -besonders straff auf die Außenumfangsflache der Aufwickelrolle gewickelt wird. Beim Abwickeln dagegen führen derartige Gegenkräfte zu Problemen. Die verwendeten Transportkabel sind zwar zug- und drucksteif (kunststoffummanteltes Stahlseil), jedoch relativ dünn und daher sehr empfindlieh gegen Abknicken. Ein einmal abgeknicktes Transportkabel ist unbrauchbar und muß ausgewechselt werden. Um ein Abknicken zu verhindern, ist das Transportkabel außerhalb der Antriebseinheit über seine ganze Länge in die Transportkabelführung eingepaßt. Innerhalb der Antriebseinheit kann das Transportkabel jedoch nicht derartig geführt werden. Beim Abwickeln legen sich die Schlingen des aufgewickelten Gurttransportkabels an die Innenumfangsflache des RoI-' lenmantels an. Zu Beginn des Abwickeins, wenn eine Schlinge dicht neben der anderen Schlinge an der Innenumfangsflache anliegt, ist die Knickgefahr noch sehr gering, da das Transportkabel praktisch keinen Bewegungsspielraum entlang der Innenumfangsflache in Achsrichtung hat. Dieser Bewegungsspielraum vergrößert sich jedoch mit dem weiteren Abwickeln. Die Gefahr des Abknickens des Druckkabels auf der Innenumfangsflache nimmt in Richtung zur Kabelbefestigung ab, da die zwischen dem Transportkabel und der Innenumfangsflache wirkenden Reibungskräfte mehr und mehr die der AusSchubbewegung des Transportkabels aus dem Gehäuse entgegenwirkende Gegenkraft kompensieren. Die Knickgefahr ist daher für den Abschnitt des Gurttransportkabels am größten, der als nächster aus der Gehäuse-
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Öffnung geschoben wird. Auf Grund der konischen Ausbildung der Innenumfangsflache bewegen sich die Schlingen jeweils zur Kabelführungsfläche am Gehäuse hin. Solange sich noch mehrere Kabelschlingen im Rollenmantel befinden, ist die Knickgefahr des angesprochenen Abschnitts gering, da dieser Abschnitt von den Schlingen gegen die Kabelführungsfläche gedrückt wird. Gegen Ende des Abrollens, wenn sich einer Knickbewegung des gefährdeten Kabelabschnitts lediglich eine Seilwindung oder überhaupt keine entgegenstellt,besteht erhöhte Knickgefahr. Wenn dann noch zusätzliche Gegenkräfte der AusSchubbewegung des Kabels entgegenwirken, kommt es zum Abknicken des Kabels. Derartige Gegenkräfte entstehen bei einer Sicherheitsgurtanlegeeinrichtung~ in einem Kraftfahrzeug beispielsweise dann, wenn der Sicherheitsgurt zwar noch nicht in seiner Ablegeendstellung ist, der Fahrzeugbenutzer jedoch bereits frei ist zum Aussteigen und sich am Gurt festhält, um sich das Aussteigen zu erleichtern.
Die Aufgabe der Neuerung liegt darin den Gebrauchszweck der eingangs genannten Antriebseinheit durch Verringerung der Abknickgefahr des Transportkabels beim Abrollen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Innenumfangsflache in einem ihrem durchmesservergrößertem Rand naheliegenden Umfangsbereich mit mindestens einem zur Außenumfangsflache hin geringfügig vorstehenden Vorsprung versehen sind.
Durch diesen Vorsprung wird erreicht, daß die axiale Bewegung des angesprochenen knickgefährdeten Abschnitts des Transportkabels weg von der Kabelführungsfläche behindert wird, sei es durch unmittelbaren Kontakt dieses geführdeten Abschnitts mit dem Vorsprung oder mittelbar dadurch, daß sich eine auf den gefährdeten Abschnitt folgende Kabelschlinge an diesem Vorsprung abstützt.
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Neuerungsgemäß wird vorgeschlagen, daß der Vorsprung in Richtung zum durchmesserverringertem Rand hin abgeschrägt ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich beim Abrollen die Kabelwindungen weitgehend ungehindert zur Kabelführungsfläche hin verschieben können.
Neuerungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Vorsprung als längs einer Umfangslinie verlaufende Stufe ausgebildet ist, mit einer zum durchmesservergrößerten Rand hin gerichteten, im wesentlichen radialen Stufenfläche. Eine derartige Stufe läßt sich kostengünstig herstellen und bietet wirksamen Schutz gegen Abknicken, da sie ohne Unterbrechung längs einer Umfangslinie verläuft.
Es hat sich herausgestellt, daß bereits relativ schmale Stufen ausreichend sind mit einer Stufenbreite, die das 0,1 bis 0,3 -fache, vorzugsweise das 0,15 bis 0,2 -fache, am besten etwa das 0,175 -fache des Kabeldurchmessers beträgt.
Als vorteilhaft hat sich ein axialer Abstand zwischen dem 'dem Vorsprung und dem durchmesservergrößerten Rand der Innenumfangsflache herausgestellt, der das 1 bis 4-fache, vorzugsweise das 1,5 bis 3 -fache, am besten etwa das 1,75-fache des Kabeldurchmessers beträgt.
Schließlich wird vorgeschlagen, daß sich an die radiale Stufenfläche in Richtung zum durchmesserverringerten Rand eine Konusfläche und in Richtung zum durchmesservergrößerten Rand eine Zylinderfläche anschließen. Die Stufe kann dann in einem Arbeitsgang mit der Zylinderfläche beispielsweise durch Herausdrehen hergestellt werden.
Die Neuerung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel, anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Unteransicht einer neuerungsgemäßen Antriebseinheit,
Fig. 2 einen Schnitt der Anordnung nach Fig. 1 entlang der Linie II-II und
Fig. 3 einen Detailschnitt ähnlich Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.
Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Antriebseinheit 10 dient dem Antrieb eines in Fig. 1 abgebrochen dargestellten Gurttransportkabels 12 einer nicht dargestellten Sicherheitsgurtanlegeeinrichtung. Bei einer derartigen Sicherheitsgurtanlegeeinrichtung wird der Sicherheitsgurt motorisch an- bzw. abgelegt. Ein Gurtende oder eine Gurtschlaufe sind am in Fig. 1 nicht dargestellten freien Ende des Gurttransportkabels 12 befestigt. In der angelegten Stellung des Sicherheitsgurtes ist das Gurttransportkabel 12 auf eine in den Fig. 2 und 3 dargestellte Aufwickelrolle 14 aufgewickelt; zum Ablegen des Sicherheitsgurtes wird das Gurttransportkabel 12 von der motorgetriebenen Aufwickelrolle _14 mit Hilfe einer die Aufwickelrolle 14 mit radialem Abstand umgreifenden, mit dieser starr verbundenen Abwickeltrommel 72 abgewickelt, wie im'folgenden noch näher erläutert werden wird.
Die Antriebseinheit 10 besteht aus einem geschlossenen Gehäuse 16 mit Gehäuseunterteil 18 und Gehäuseoberteil 20 und einem an das Gehäuse 16 z.B. mittels Schrauben 22 (s. Fig. 1) angeflanschten Elektromotor 24. Eine elektrische Zuleitung 26 ist in Fig. 1 abgebrochen gezeichnet. Das Gehäuseunterteil 18 dient hierbei als Schutzkappe, die das Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Gehäuseinnere verhindert. . In einer einfacheren, nicht dargestellten Ausführungsform kann das Gehäuseunterteil entfallen, wobei dann die Abwickeltrommel 72 den Abschluß des Gehäuses 16
Das Gehäuseunterteil 18 ist mittels Schrauben 28 am Gehäuseoberteil 20 befestigt. Am Gehäuseoberteil 20 vorgesehene Schraubösen 30 dienen der Befestigung der Antriebseinheit 10 an der Karosserie.
Der innere Aufbau der Antriebseinheit 10 geht aus Fig. 2 hervor. Eine Lagerwelle 32 ist an ihrem in Fig. 2 oberen Ende am Gehäuseoberteil 20 befestigt, wobei diese mit einem durchmesservergrößertai Kopf 34 an der Oberseite des Gehäuseoberteils 20 anliegt. Das in Fig. 2 untere Ende der Lagerwelle 32 ist z.B. mit einem' Gewinde 36 versehen, auf welches eine Befestigungsmutter 38 aufgeschraubt ist.
Auf der Lagerwelle 32 drehbar gelagert sind ein Schneckenrad 40 sowie.ein zweiteiliges Aufwickelteil 42. Das Schneckenrad 40 wird von einer in Fig. 2 angedeuteten Schnecke 44 angetrieben, welche auf einer Motorwelle 46 des Elektromotors 24 starr angebracht ist.
Eine Drehbewegung des Schneckenrads 40 wird über eine elastische Kupplung 45 aus Gummi oder Kunststoff auf das Aufwickelteil 42 übertragen. Das Aufwickelteil 42 ist mit einem Lagerbund 48 mit abgestufter Innenbohrung versehen, der in seinem in Fig. 2 unteren Bereich an der Lagerwelle 32 und in einem nach oben anschließenden, durchmesservergrößertem Bereich, an einem Lagerhals 50 des Schneckenrades 40 drehbar gelagert ist. Hierdurch wird eine mechanisch stabile Lagerung des Aufwickelteils 42 erreicht.
Am im Fig. 2 oberen Ende des Lagerbunds 48 schließt sich ein radial verlaufender Boden 52 an, von dem nach oben vorstehende Mitnahmevorsprünge 54 ausgehen, die in entsprechende Ausnehmungen der elastischen Kupplung 45 eingreifen. Vom Boden 52 geht eine erste nach unten leicht konisch ausgeweitete Wand 56 aus, an die sich eine radiale Wand 58 anschließt, wobei auf letztere eine nach oben konisch ausgeweitete Wand 60 folgt. Die gesamte An-Ordnung aus Lagerbund 48, Boden 52 und den Wänden 56, 58, 60, die die A.yfw,ick,e !rolle 11t4#>bildet, wird durch radial
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verlaufende Versteifungswände 62 ausgesteift.
An der radialen Wand 58 ist eine ebenfalls radiale Wand 64 befestigt, beispielsweise mittels Punktschweißung. Eine zentrale Kreisöffnung 66 in der Wand 64 hält diese im Abstand vom Gehäuseunterteil 18, so daß die Drehbewegung des Aufwickelteils 42 nicht behindert wird. Der radiale Boden 64 setzt sich in einer Wand 68 fort, die sich nach oben konisch aufweitet und in einem zylindrisehen Abschnitt 70 endet. Die Wände 64 und 68 bilden die bereits erwähnte Abwickeltrommel 72, die einen Rollenmantel der Aufwickelrolle 14 darstellt.
Das Gurttransportkabel 12 tritt durch eine Gehäuseöffnung 74 in das Innere des Gehäuses 16 ein.-Im Bereich Gehäuseöffnung 74 ist eine Führung 76 für das Kabel 12 angebracht, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Das Ende 80 des Kabels 12 innerhalb des Gehäuses 16 ist mittels einer Kabelbefestigung 78 am in Fig. 2 unteren Rand der Aufwickelrolle 14 befestigt. Die Kabelbefestigung 78 wird durch eine radiale, dem Durchmesser des Kabels 12 angepaßte Bohrung gebildet.
Zum Aufwickeln des Kabels 12 (beim Anlegen des Sicherheitsgurts) wird das Aufwickelteil 42 vom Elektromotor 24 über die Schnecke 44 und das Schneckenrad 40 in Richtung A in Fig. 1 gedreht. Die beim Aufwickeln gebildeten Kabelschlingen liegen auf Grund der Zugbeanspruchung an der Außenumfangsfläche 82 der .Wand 60, d. h. an der Außenumfangsfläche der Aufwickelrolle 14, an. Auf Grund der Konizität der Außenumfangsfläche 82 legt sich die zuerst gebildete Schlinge an den unteren Rand der Außenumfangsfläche 82 an und berührt dabei die Oberseite der radialen Wand 68 (s. Fig. 2). An diese erste Schlinge legen sich
der Reihe nach die weiteren Schlingen an, bis der in Fig. 2 gezeigte Zustand erreicht ist, indem die Aufwickelrolle 14 mit Schlingen belegt ist und der der angelegten Stellung des Sicherheitsgurtes entspricht. 5
Zum Ablegen des Sicherheitsgurtes muß das Gurttransportkabel 12 wieder von der Aufwickelrolle 14 abgerollt werden. Hierbei entsteht das Problem, daß das Gurttransportkabel 12 als kunststoffummanteltes Stahlseil zwar zug- und druckfest ist, jedoch nicht biegesteif ist, so daß es leicht geknickt werden kann, sofern es nicht entsprechend geführt ist. Außerhalb des Gehäuses 16 läuft das Kabel 12 in einer nicht dargestellten Führung, die das Kabel 12 allseits angenähert spielfrei umschließt.
Innerhalb des Gehäuses 16 zwischen der Aufwickelrolle 14 und der Abwickeltrommel 72 läßt sich das Kabel 12 nicht in einer derartigen Weise bewegungsspielfrei führen.
Beim Abwickeln (Pfeilrichtung B in Fig. 1) bewegen sich die Schlingen des Kabels 12 auf die Innenumfangsflache der Wand 68, d.h. der Abwickeltrommel 72 zu, da auf das Kabel 12 eine Gegenkraft einwirkt, die der Bewegung in Richtung B entgegenwirkt. Diese Gegenkraft kann ihre Ursache in der Reibung des Kabels 12 innerhalb der Führung außerhalb des Gehäuses 16 haben oder auch daher rühren, daß sich der Fahrzeugbenutzer am Gurt oder an der Schlaufe festhält. Auf Grund der Konizität der Innenumfangsflache 84, genauer gesagt des konischen Bereichs 86 der Innenumfangsf lache 84 (s. Fig. 3), haben die gebildeten Kabelschlingen die Tendenz sich nach oben zu bewegen, wobei die oberste Schlinge zur Anlage an eine am Gehäuseoberteil 20 ausgebildete Kabelführungsfläche 88 gelangt· Diese Kabelführungsfläche 88 verläuft angenähert schraubenförmig mit einer Ganghöhe, die den Durchmesser a eines Kabels entspricht. In ihrer im linken Teil der Fig. 2 gezeigten
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höchsten Stellung geht ein in Fig. 1 angedeuteter Führungskanal 90 von der Kabelführungsfläche 88 in Bezug auf die Drehachse des Aufwickelteils 42 tangential ab, der bis zur Gehäusemündung 74 verläuft. 5
Im Schnitt der Fig. 3 ist mit einer Strich-Punkt-Punkt-Linie der Verlauf der Kabelführungsfläche 88" angedeutet. Der Schnitt der Fig. 3 ist gegenüber dem der Fig. 2 verdreht. Mit C ist die Stelle angedeutet, bei der der Führungskanal 90 die Kabelführungsfläche 88 verläßt. Die Knickgefahr für das auf den Aufwickelteil 42 gewickelte Kabel 12 nimmt zum Kabelende 80 hin ab, da die zwischen dem Kabel 12 und der Innenumfangsflache 84 wirkenden Reibungskräfte die erwähnte Gegenkraft zunehmend kompensieren. Die größte Knickgefahr ist demnach in dem dem Orte C unmittelbar vorausgehenden Abschnitt 92 des Kabels 12, der bis zu einundeinhalb Windungen betragen kann. Zu Beginn des Abwickeins ist die Knickgefahr jedoch gering, da die sich am konischen Bereich 86 nach außen hin abstützenden Kabelschlingen, die ihnen vorausgehenden Kabelschlingen nach oben gegen die Kabelführungsfläche 88 drücken. Sobald das Aufwickelteil 42 bis auf zwei (s. Fig. 3) oder weniger Seilwindungen abgewickelt ist, entfällt die Stützfunktion der weiteren Seilschlingen. Wie in Fig. 3 angedeutet, kann sich der knickgefährdete Abschnitt 92 des Kabels 12 in axialer Richtung entlang der Innenumfangsflache 84 bewegen, wobei er beispielsweise die in Fig. 3 gezeigte Ausbauchung erhält. Dabei stößt der Abschnitt 92 gegen die nächstfolgende Schlinge 94, die der Abschnitt 92 mit nach unten schieben würde unter Abknickung zumindest des Abschnitts 92, sofern nicht die Schlinge 94 an dieser Bewegung, wie vorliegend, gehindert ist. Dies wird neuerungsgemäß durch eine in die Innenumfangsflache 84 eingearbeitete Stufe 96 erreicht. Diese Stufe verläuft längs einer Umfangslinie der Innenumfangsflache 84; die
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- 13 Stufenkante 88 ist in Fig. 3 punktiert angedeutet.
Die Stufe 96 wird dadurch gebildet, daß sich an den konischen Bereich 86 der Innenumfangsflache eine radial nach außen verlaufende Stufenfläche anschließt, die dann von einem zylindrischen Abschnitt 100 fortgesetzt wird. Die in radialer Richtung gemessene Breite b der JStufenflache der Stufe 96 beträgt 0,6 bis 0,8 mm. Der in axialer Richtung gemessene Abstand c zwischen der Stufe 96 und dem oberen Rand der Innenumfangsflache 84 beträgt ca. 7 mm. Der Durchmesser des Kabels 12 beträgt 4 mm.
Die Stufe 96 der beschriebenen Abmessungen ist ausreichend groß, um eine Bewegung des Kabels 12 über die Stufe 96 hinaus nach unten zu verhindern. Dies liegt daran, daß die auf das Kabel 92 wirkende Gegenkraft hauptsächlich radial nach außen auf die Innenumfangsflache 84 wirkt. Da die Stufenfläche in'Fig. 3 nach oben gerichtet ist, bietet die Stufe 96 praktisch keinen Widerstand gegenüber der erwünschten Bewegung der Kabelschlingen nach oben.
Mit der beschriebenen Anordnung wird ein Abknicken des Seiles zuverlässig verhindert, auch dann, wenn auf das bis auf ca. einundeinhalb Windungen abgewickelte Kabel 12 starke Gegenkräfte ausgeübt werden, wie dies beispielsweise dann vorkommen kann, wenn die Gurtanlegeeinrichtung den Gurt bereits fast in die angelegte Stellung bewegt hat und sich der Fahrzeugbenutzer in diesem Moment am Sicherheitsgurt festhält, um sich das Aussteigen aus dem Fahrzeug zu erleichtern.

Claims (7)

Patentanwälte 'DifcLMrtclKL W'ejck*.i^nn, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipi.-Chem. B. Huber t, Dr. Ing. H. Liska 8000 MÜNCHEN H, DENf ft fag, POSTFACH 860 82: . MDHLSTRASSE 2Z. RUFNUMMER 95 3921/22 Metallwerk Max Brose GmbH & Co. Ketschendorfer Straße 44, D-8630 Coburg, BRD Antriebseinheit für 'ein Transportkabel Schutzansprüche '
1. Antriebseinheit für ein hin- und her bewegbares Transportkabel, insbesondere für ein Gurttransportkabel· einer Sicherheitsgurtanlegeeinrichtung in einen: Kraftfahrzeug, mit einer motorgetriebenen Aufwickelrolle in einem Gehäuse und einem mit der Aufwickelrolle drehfest verbundenen Rollenmantel, der die 'Aufwickelrolle mit radialem Abstand umgreift, wobei : das mit einen seiner Enden an einer Kabelbefestigung der Aufwickelrolle angebrachte und durch eine Gehäuseöffnung aus dem Gehäuse herausgeführte Transportkabel beim Aufrollen an eine Außenumfangsfläche der Aufwickelrolle und beim Abrollen an eine der Außenumfangsfläche gegenüberliegende Innenumfangsfläche des Rollenmantels anliegt und die im wesentlichen konisch ausgebildete Innenumfangsflache an ihrem durchmesserverringertem Rand der Kabelbefestigung gegenüberliegt und an ihrem durchmesservergrößerten Rand in eine am Gehäuse ausgebildete Kabelführungsfläche übergeht,
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dadurch gekennzeichnet , daß die Innenumfangsflache (84) in einem ihrem durchmesservergrößerten Rand naheliegenden Umfangsbereich mit mindestens einem zur Außenumfangsflache (82) hin geringfügig vorstehenden Vorsprung (96) versehen ist.
2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Vorsprung (96) in Richtung zum durchmesserverringerten Rand hin abgeschrägt ist.
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3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Vorsprung als längs einer Umfangslinie verlaufenden Stufe (96) ausgebildet ist mit einer zum durchmesservergrößertem Rand hin gerichteten, im wesentlichen radialen Stufenfläche.
4. Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch g e k e η nzeichnet,daß die radiale Breite b der Stufenfläche das 0,1 bis 0,3 -fache, vorzugsweise das 0,15 bis 0,2 -fache, am besten etwa das 0,175 -fache des Kabeldurchmessers a beträgt.
5. Antriebseinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e kennzeich.net, daß die radiale Breite b der Stufenfläche 0,4 bis 1 nun, vorzugsweise 0,6 bis 0,8 mm, am besten ca. 0,7 mm, beträgt.
6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand c zwischen dem Vorsprung (96) und dem durchmesservergrößerten Rand der Innenumfangsfläche (84) das 1 bis 4-fache, vorzugsweise das 1,5 bis 3-fache, am besten etwa das 1,75 -fache des Kabeldurchmessers a beträgt.
7. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß sich an die radiale Stufenfläche in Richtung zum durchmesserverringerten Rand eine Konusfläche (86) und in Richtung zum durchmesservergrößerten Rand eine Zylinderfläche (100) anschließen.
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