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    公开号:WO1987000809A1
    申请号:PCT/DE1986/000302
    申请日:1986-07-23
    公开日:1987-02-12
    发明作者:Bernd Kebschull；Hans-Otto Kock；Bernd Lacher
    申请人:Allied Engineering Company S.A.；
    IPC主号:B60R22-00
    专利说明:
    [0001] - 1 -
    [0002] Kupplungsvorrichtung für die Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrollers mit Rückεtraminvorrichtung
    [0003] 5 Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für die Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrollerε mit Rückstramm¬ einrichtung, mit einem Rahmen und/oder einem Gehäuse für die Befestigung und Aufnahme der Aufrollmechanik und eines Teiles der Rückstrammeinrichtung, mit einem flexiblen Zug- lOjnittel, welches an einem Ende fest mit der Antriebsvor¬ richtung in Verbindung steht, mit einem drehbar gelagerten Außenrad und einem ebenfalls drehbar gelagerten Innenrad, deren Achsen im wesentlichen parallel zur Achse der Wickel- welle verlaufen und von denen eines mit der Wickelwelle
    [0004] 15 und das andere zumindest bei Zugbelastung mit dem anderen Ende des Zugmittels fest verbunden ist und welche im Aus¬ gangszustand im wesentlichen konzentrisch zueinander ange¬ ordnet sind.
    [0005] 20Eine derartige Kupplungsvorrichtung ist bekannt. Diese ar¬ beitet nach dem Prinzip eines Freilaufs, auf welchem zwi¬ schen- dem Außen- und dem Innenrad planetenartig weitere Rollen angebracht sind, deren Achsen in Führungsnuten be¬ weglich sind und die eine Drehung des Außen- und des Innen
    [0006] 25 rades gegeneinander im wesentlichen nur in eine Richtung zulassen- und die sich bei einer Relativdrehung des Außen- und des Innenrades in umgekehrter Richtung in entsprechen¬ den Engpässen des Zwischenraumes zwischen Außen- und Innen rad verkeilen und so die drehenden Räder gegeneinander
    [0007] 30blockieren. Bei der bekannten Kupplungsvorrichtung ist als Zugmittel ein Stahlseil an dem Außenrad befestigt und um dieses herumgewickelt. Das andere Ende des Seiles ist mit einer Antriebsvorrichtung verbunden, welche im Fall ihrer Auslösung eine große Beschleunigungskraft auf das Zugseil
    [0008] 35ausübt, wobei das Außenrad ebenso beschleunigt in Blockier richtung gedreht wird und dabei nach dem Blockieren da Innenrad mitnimmt, welches seinerseits mit der Wickelwell verbunden ist und so den Gurt aufwickelt und strafft. Durch die sehr große Kraft, welche die Antriebsvorrichtung über das Zugmittel und das Außenrad auf die Kupplungsein¬ richtung ausübt, werden Außen- und Innenrad so fest gegen¬ einander blockiert, daß sie sich selbstätig nicht vonein- ander lösen und - nach dem Öffnen des sie aufnehmenden Gehäuses auch mit mechanischen Hilfsmitteln nur schwer voneinander zu trennen sind.
    [0009] Dies bedeutet, daß der Gurt nach dem Auslösen der Rück- εtrammeinrichtung in seiner normalen Funktion praktisch nicht mehr zu verwenden ist, da mit dem Blockieren der Wickelwelle auch der Gurt blockiert ist. Dabei ist der Gurt durch die Rückstrammeinrichtung derart straff angezo¬ gen, daß er von einer Person, die ihn vorher angelegt hat- te und nach dem Auslösen der Rückstrammeinrichtung gelöst hat, nicht wieder angelegt werden kann.
    [0010] Dies ist insofern von Nachteil, als die Rückεtram einrich- tung aus Sicherheitsgründen schon bei relativ kleinen Un- fällen oder unbeabsichtigt durch Fehlfunktion des Oberkör¬ pers ausgelöst wird, so daß es nach einem derartigen Vor¬ fall sinnvoll und angebracht wäre, den Gurt wieder anzule¬ gen und in seiner normalen Funktion ohne Rückεtram ein- richtung weiterzubenutzen, um beispielsweiεe zu einer Werkstatt zu fahren.
    [0011] Aus der DE-OS 33 28 874 ist eine andere Kupplungsvorrich¬ tung bekannt, bei welcher jedoch kein Außenrad vorhanden ist sondern stattdessen ein im Abstand um das Innenrad he- rumgeführtes Seil εich beim Auεlöεen der Antriebεvorrich- tung zuεa menzieht und εo an daε Innenrad anlegt und die- εeε antreibt. Auch bei dieεer Auεführungεform iεt jedoch nach dem Rückεtrammvorgang die Reibung zwiεchen Seil und Innenrad zu. hoch, als daß der Gurtaufroller noch seine normale Funktion wahrnehmen könnte. Dies gilt insbeεondere dann, wenn εich eine oder mehrere Seilwicklungen aufein¬ anderlegen und verklemmen. Beide der genannten Kupplungεvorrichtungen haben darüber- hinaus den Nachteil, daß bei dem Rückεtrammvorgang ein gewiεεer, nicht exakt kalkulierbarer Schlupf auftritt, der auε Sicherheitεgründen eine entsprechend größere Dimensio- nierung der Antriebsvorrichtung für das Zugmittel erfor¬ dert.
    [0012] Bei der zuletzt erwähnten Kupplungsvorrichtung treten da- rüberhinaus erhebliche Reibungsverluεte auf, wodurch der wirkungεgrad der Rückstrammeinrichtung weiter herabgesetzt wird.
    [0013] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupp¬ lungsvorrichtung für die Wickelwelle eines Sicherheitsgurt- aufrollers mit Rückstrammeinrichtung und den eingangs ge¬ nannten Merkmalen zu schaffen, welche nach dem Rückstramm- vorgang auch ohne äußere Eingriffe die Wickelwelle frei laufen läßt, weniger Schlupf und einen besseren Wirkungs¬ grad hat als die Kupplungsvorrichtung und damit die Ver- wendung einer kleiner dimensionierten Antriebsvorrichtung ermöglicht.
    [0014] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Außenrad und das Innenrad durch eine Zugbelastung des Zugmittels im we- sentlichen senkrecht zu ihren Achsen relativ zueinander beweglich angeordnet sind, daß nach einer entsprechenden Verschiebung mindestens einer der beiden Achsen durch eine Zugbelastung des Zugmittels die Außenseite des Innenrades mit der Innenseite des Außenrades kraftschlüssig in Ver- bindung steht und daß die Verbindung zwischen Außenrad und Innenrad durch eine Rückholanordnung wieder trennbar ist.
    [0015] Dabei ist es prinzipiell ohne Bedeutung, welches der bei¬ den Räder mit dem Zugmittel und welches mit der Wickelwel- le fest verbunden ist. Weiterhin können die beiden relativ zueinander beweglichen Achsen der im Ausgangszustand kon¬ zentrisch angeordneten Räder beide auch relativ zum Gehäuse bzw. zum Rahmen des Sicherheitεgurtaufrollerε beweglich εein, oder aber eine der beiden Achsen ist jeweilε feεt relativ zum Rahmen bzw. Gehäuse des Gurtaufrollers, während die andere Achεe relativ zu jener und damit auch relativ zum Rahmen beweglich angeordnet ist. Dabei iεt jedoch darauf zu achten, daß durch die Zugbelaεtung deε Zugmittelε auf die jeweilε bewegliche Achεe eine Kraft ausgeübt wird, durch welche die im Auεgangszuεtand zuεammenfallenden Ach¬ sen relativ zueinander verschoben werden, biε die Außen- εeite deε Innenrades an der Innenεeite des Außenrades kraft¬ schlüssig anliegt und eine weitere radiale Verschiebung der Achsen gegeneinander nicht mehr möglich iεt. Eine Rück¬ holanordnung übt dabei eine Kraft auf die Räder bzw. damit verbundenen Teile auε, welche die Verschiebung der beiden Achsen gegeneinander nach dem Rückstrammvorgang zumindeεt teilweise wieder rückgängig macht und so die Verbindung zwischen Außen- und Innenrad wieder trennt.
    [0016] Die Kraftwirkung deε Zugmittelε, welcheε durch die An- triebsvorrichtung angeεpannt wird und durch Abrollen deε mit ihm verbundenen Radeε dieseε Rad und über die Kupp¬ lungsvorrichtung auch daε jeweilε andere Rad und die damit verbundene Wickelwelle antreibt, kann auf vielfältige Wei¬ se zur Verεchiebung der Achεen der beiden Räder relativ zueinander genutzt werden. So iεt beiεpielsweiεe die Füh¬ rung deε Zugmittels bzw. Zugεeileε über zwei Umlenkrollen denkbar, welche jeweilε mit einer Achεe oder der Aufhän¬ gung je eines der beiden Räder verbunden sind und so beim Anspannen deε Zugεeileε die Verεchiebung der Achεen rela- tiv zueinander bewirken. Eine einfachere Methode besteht darin, ein bewegliches Rad mit dem Zugseil zu verbinden und durch eine exzentriεche Lagerung in radialer Richtung relativ zum zweiten Rad beweglich anzuordnen, εo daß bei einer Zugbelaεtung deε Zugseiles ein Drehmoment bezüglich des exzentrischen Lagerpunkteε wirkt, durch welcheε daε Rad um dieεen Lagerpunkt gedreht und εomit εeine Achεe re¬ lativ zur Achεe deε zweiten Radeε verεchoben wird. Dabei ist jedoch darauf zu achten, daß das Drehmoment, welcheε bezüglich deε Auflagepunkteε wirkt, nicht gerade durch daε
    [0017] Drehmoment kompenεiert wird, welches mit der Drehimpulsän- derung des von dem Zugseil beschleunigten Rades verknüpft ist. In der Praxis bedeutet dies, daß der exzentrische La¬ gerpunkt außerhalb eines schmalen Streifenε beiderseits einer Fluchtlinie liegen sollte, welche dem Verlauf des zwischen Antriebεvorrichtung und Rad frei verlaufenden Zugεeiles folgt. Die Breite dieses Streifens kann unter anderem auch von der Oberflächenbeschaffenheit und der Art der Verbindung zwiεchen Außen- und Innenrad ab¬ hängen. Ebenso ist die Lage und der Verlauf dieseε Strei¬ fenε davon abhängig, ob der Lagerpunkt in Zugrichtung deε Seileε geεehen oberhalb oder unterhalb der Radachεe liegt.
    [0018] Dabei kann der Lagerpunkt gebildet werden beispielεweiεe durch eine Drehbefestigung oder durch den jeweiligen Be¬ rührungspunkt an einer Führungεεchiene oder an Anschlag¬ nocken.
    [0019] Eine derartige Kupplungεvorrichtung hat den Vorteil, daß die Verbindung zwiεchen Außen- und Innenrad unabhängig von ihrer Art durch die Rückholanordnung leicht getrennt wer¬ den kann, da die Achεen der beiden in Verbindung stehenden Räder relativ zueinander beweglich εind und dieεe Beweg¬ lichkeit- unabhängig von der kraftεchlüsεigen Verbindung zwischen den Rädern iεt und nur durch die Zugbelaεtung deε Zugmittelε aufrechterhalten wird. Dabei iεt selbstver- εtändlich davon auszugehen, daß die Rückεtellkraft der Rückholanordnung deutlich geringer ist alε die im Falle des AuεlÖεenε der Rückεtrammeinrichtung durch daε Zugmit¬ tel auf die bewegliche(n) Achεe(n) ausgeübte Kraft. Da die Zugkraft deε Zugmittelε auch unmittelbar auf die bewegli- che{n) Achεe(n) wirkt, wird die Verbindung zwischen Außen- 5 und Innenrad auch unmittelbar hergestellt, εo daß prak¬ tisch kein Schlupf vorhanden iεt.
    [0020] Abgesehen von der unvermeidlichen Lageneibung und einer gewiεsen minimalen Anfangεreibung bei der ersten Berührung zwiεchen Innen- und Außenrad treten keinerlei Reibungε- kräfte auf, so daß die Rückstrammeinrichtung entεprechend kleiner und schwächer ausgelegt werden-kann, ohne daß die Wirkεa keit des Rückstra mvorgangeε dadurch beeinträchtigt wird.
    [0021] Schließlich kann die Wickelwelle nach erfolgtem Rückεtramm vorgang und nach der Entriegelung der Aufrollautomatik wieder frei bewegt werden, da die Verbindung zwiεchen Außen- und Innenrad durch die Rückholanordnung getrennt wird.
    [0022] Zweckmäßigerweiεe iεt dabei nach der Erfindung vorgesehen, daß die Rückholanordnung zum Aufbringen einer Rückεtell- kraft in Richtung der Verbindungεlinie der beiden relativ zueinander verschobenen Achεen im weεentlichen aus einer Feder besteht, welche mit ihrem einen Ende an dem Außenrad bzw. deren Lager und/oder damit feεt verbundenen Teilen und mit ihrem anderen Ende an dem Innenrad bzw. deren La¬ ger und/oder damit feεt verbundenen Teilen angreift.
    [0023] Eine derartige Feder kann beiεpielεweiεe eine einfache Schenkelfeder oder eine Schräubenfeder sein, welche die gegeneinander verεchobenen Räder wieder in eine konzentri εche Lage drückt oder zieht.
    [0024] Ein derartiges Federelement ist einfach und preiεwert her zuεtellen und anzubringen. Die Stärke der Federkraft mu dabei für eine εichere Rückεtellung deε Radeε bzw. der Rä der εorgen, muß jedoch gleichzeitig auch deutlich kleine εein, alε die von dem Zugmittel auεgeübte Kraft, welch die Trennung der beiden Achεen und damit die Verbindun der beiden Räder bewirkt. Dieεe Forderung iεt leicht z erfüllen, da die am Zugseil auftretenden Kräfte bei Auεlö εen der Rückεtrammeinrichtung, welche zumindeεt teilweiε für den Verbindungsvorgang genutzt werden können, εeh groß εind. Die bekannten Rückstrammeinrichtungen bestehe im allgemeinen auε einem Kolben, der mit einem Zugεeil feεt verbunden und in einem Kolben beweglich angeordnet ist und der bei Auslösen^ der Rückstrammeinrichtung durch eine Gaεpatrone in das Innere des Kolbenε hineingeschoεεen wird und dabei in sehr kurzer Zeit und mit εehr großer Kraft daε Zugεeil anzieht und εomit den Rückεtra mvorgang bewirkt.
    [0025] In einer bevorzugten Ausführungεfor der Erfindung ist vorgesehen, daß das Innenrad fest mit der Wickelwelle ver¬ bunden und daε Außenrad mit dem Zugmittel verbunden "und in einer zu εeiner Achεe im weεentlichen senkrechten Ebene relativ zur bezüglich des Rahmens ortsfesten Achse des in¬ neren Rades beweglich iεt. ,
    [0026] Dieεe Auεführungsform hat konεtruktiv einige Vorteile..Das Zugseil kann auf den konstruktiv variablen Radius deε äu¬ ßeren Radeε gewickelt werde , so daß unter Umständen nur eine einzige Wicklung erforderlich iεt. Weiterhin braucht das Zugseil nicht am äußeren Rad vorbeigeführt zu werden, εo daß εich durch die beiden vorgenannten Maßnahmen die Bautiefe der Kupplungsvorrichtung deutlich verringert. Gleichzeitig erhält man zum einen durch Änderung deε Wik- kelradiuε deε Seiles, zum anderen durch den unterεchied- liehen Radiuε der beiden Räder im Berührungspunkt die Mög¬ lichkeit, -ein entsprechendes Übersetzungsverhältnis zu be¬ einflussen.
    [0027] Dagegen kann eε jedoch auch zweckmäßig εein, wenn gemäß der Erfindung daε Außenrad feεt mit der Wickelwelle ver¬ bunden iεt und daε Innenrad mit dem Zugmittel verbunden und in einer zu εeiner Achεe im weεentlichen εenkrechten •Ebene relativ zur bezüglich deε Rahmenε ortεfeεten Achεe' deε Außenradeε beweglich angeordnet iεt.
    [0028] Eine derartige Auεf ührungsform wi rd man wählen , wenn bei- spielsweiεe ein Unterεetzungsverhältniε zwi schen Antri eb und Wickelwelle gewünεcht i εt . Di es kann der Fal l εein . - 8 - wenn die durch die Antriebεvorrichtung zur Verfügung ste¬ hende Kraft kl-ein ist, das Zugseil jedoch über eine länge¬ re Strecke bewegt werden kann. Bei dieser Ausführungsform muß das Zugseil in axialer Richtung an dem Außenrad vor- beigeführt und auf eine entsprechende Vϊickelvorrichtung deε Innenrades aufgewickelt werden. Zur weiteren Unter¬ bzw. Uberεetzung kann die Wickelvorrichtung auch einen größeren bzw. kleineren Radiuε haben alε daε Innenrad.
    [0029] Bei einer Rückholanordnung gemäß der Erfindung iεt alε ei¬ ne Auεführungεform auch vorgeεehen, daß daε kraftεchlüεεig mit dem bezüglich εeiner Achεe feεten Rad in Verbindung stehende bewegliche Rad bei entlaεtetem Zugmittel bezüg¬ lich einer durch den Schwerpunkt deε beweglichen Radeε und der mit ihm beweglichen Teile verlaufenden, vertikalen Li¬ nie einseitig in einem Punkt gelagert ist und daß dieεes Rad in der zum festen Rad konzentriεchen Lage in minde- stens zwei Punkten stabil gelagert iεt.
    [0030] Bei dieεer Auεführungεform wird also auf eine Feder alε Rückεtellele ent verzichtet und daε bewegliche Rad wird εtattdeεεen so aufgehängt, daß eε unter dem Einfluß der Schwerkraft in die zum feεten Rad konzentriεche Lage zu¬ rückbewegt wird. Dieε erreicht man durch eine bezüglich deε Schwerpunkteε einεeitige und damit inεtabile Lage¬ rung des äuε der konzentriεchen Lage herauεbewegten Radeε, während in der konzentrischen Lage deε Radeε dieseε εta- bil an mindeεtenε zwei Punkten aufliegt, -wobei dieεe zwei Punkte vorzugεweiεe beiderεeitε der vertikalen Schwerpunkt- linie angeordnet sind.
    [0031] Gemäß der Erfindung ist in einer bevorzugten Auεführungε¬ form daε bewegliche Rad in einer Lagerplatte gelagert, die um einen exzentriεch zum beweglichen Rad liegenden Zapfen in einer zur Achεe deε beweglichen Radeε im weεentlichen εenkrechten Ebene εchwenkbar angeordnet iεt. Auf dieεe Weise wird die Achεe deε beweglichen Rades zwangsweise auf einem Kreisbogen um den Lagerzapfen ge¬ führt, wobei an einem Punkt des Kreisbogens gerade die konzentrische Lage zum bezüglich der Lage εeiner Achεe feεten Rad gegeben iεt. Sofern nun die Verbindungslinie zwiεchen Lagerzapfen und Achse des feεten Radeε und einer in Richtung deε frei laufenden Zugεeilε verlaufenden Linie deutlich von null bzw. 180° verschieden iεt, also z.B. 30° oder 150°, wirkt bei einer Zugbelaεtung deε Zugmittelε i - mer ein Drehmoment auf daε bewegliche Rad bezüglich deε Lagerzapfenε, εo daß dementsprechend eine Verεchiebung der Achεe deε beweglichen Rades entlang deε erwähnten Kreisbo- genε erfolgt, bis daε bewegliche Rad am feεten Rad anliegt und damit die weitere Bewegung entlang des Kreiεbogenε ge- stoppt wird.
    [0032] Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Lagerzapfen an der Lager¬ platte deutlich außerhalb deε beweglichen Radeε angebracht ist, weil auf diese Weiεe daε erwähnte Drehmoment wegen des größeren Hebelarmes ebenfallε entsprechend groß iεt.
    [0033] Bei einer anderen Auεführungsform der Erfindung iεt vorge- εehen, daß daε bewegliche Rad mit εeiner Außenseite oder mit einem in axialer Richtung über daε bewegliche Rad hin- ausragenden, kreisförmigen Führungεrand an indeεtenε ei¬ ner bezüglich deε Rahmens oder Gehäuses fest an Führungsschie¬ ne anliegt und * εonεt in radialer Richtung frei beweg¬ lich iεt.
    [0034] Ahnlich wie die Befeεtigung an einem Lagerzapfen sorgen auch eine oder- mehrere Führungsschienen für eine zwangε- weiεe Bewegung deε beweglichen Radeε in beεti mte Rich¬ tungen, wobei wiederum die entlang deε Zugmittelε wirkende Kraft für eine Verεchiebung deε beweglichen Radeε εorgt 5 und dieseε mit dem feεten Rad in Eingriff bringt .
    [0035] In einer weiteren Auεführungεform gemäß der Erfindung iεt vorgesehen, daß das bewegliche Rad bzw. der Führungsrand zwischen mindeεtenε drei in Abεtand voneinander befindli¬ che^ bezüglich der Achεe deε festen Racfes exzentriεchen Anεchlagnocken mit Spiel frei beweglich angeorndet ist und daß der maximale Abstand . je *zweier benachbarter Nocken kleiner iεt als der Durchmeεεer deε beweglichen Radeε bzw. deε kreisförmigen Führungsrandeε.
    [0036] Auch in dieεe Fall wird durch einen Zug am Zugmittel daε frei bewegliche Rad mit dem feεten Rad in Verbindung ge- bracht, wobei jedoch die Zahl der Freiheitεgrade für die Bewegung deε Radeε in einer zur Achεe εenkrechten Richtung größer iεt alε in den beiden vorgenannten Fällen. Der Ab¬ εtand der Nocken iεt dabei εo gewählt, daß daε Rad einer- εeitε genügend Spielraum hat um mit dem bezüglich εeiner Achεe feεten Rad in kiaftεchlüsεige Verbindung zu treten, andererεeitε aber auch zumindeεt in der konzentriεchen La- qe durch mindeεtenε zwei Nocken gleichzeitig abgeεtützt wird, deren Abεtand dementεprechend kleiner εein muß alε der Durchmeεεer deε beweglichen Rades bzw. deε kreiεförmi- gen Führungεrandeε, welcher εich zwischen den Nocken be¬ wegt.
    [0037] Bei einer Auεführungεform mit beweglichem Außenrad iεt er- findungsgemäß vorgeεehen, daß daε Außenrad mit einem nach innen ragenden Bund unter daε mit der Wickelwelle verbun- ene Innenfad faßt.
    [0038] Durch dieεe Maßnahme wird daε Außenrad in axialer Richtung geεichert.
    [0039] In ähnlicher Weise kann man eine Sicherung deε beweglichen . Außenradeε erfindungεgemäß dadurch erreichen, daß daε In¬ nenrad einen nach außen ragenden Bund, der über den Innen¬ rand deε Außenradeε reicht, aufweiεt. .
    [0040] Bevorzugt wird die axiale Sicherung deε beweglichen Radeε erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine am Rahmen bzw.
    [0041] Gehäuse befeεtigte Abdeckung, die über* daε bewegliche Rad reicht, vorgesehen ist. Eine zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Innen- und das Außenrad aus Kunst¬ stoff oder . Gummi gefertigt sind, bzw. einen Kunεtεtoff- oder Gummibelag aufweisen.
    [0042] Bei dieεer Auεführungεform wird daε während deε Rückεtra m- vorgangeε auf die Räder wirkende Drehmoment durch Reib- εchluß übertragen. Die entεprechenden Räder können bei Verwendung der genannten Materialien recht einfach und billig hergeεtellt werden.
    [0043] Bei einer weiteren zweckmäßigen Auεführungεform gemäß der Erfindung iεt vorgeεehen, daß ein Rad auε Kunεtεtoff oder Gummi gefertigt ist, bzw. einen Kunstεtoff- oder Gummibe¬ lag aufweiεt und daε andere auε Metall gefertigt und mit einer Verzahnung verεehen iεt.
    [0044] Hierbei kann die Verzahnung εich in die relativ weiche Gummi- bzw. Kunεtεtoffoberflache eindrücken, wodurch die Kraftεchlüεεigkeit der Verbindung in besserer Weise εi- chergeεtellt wird.
    [0045] In der bevorzugten Ausführungsform einer Kupplungεvorrich- tung gemäß der Erfindung iεt vorgeεehen, daß daε Innenrad eine Außenverzahnung und daε Außenrad eine Innenverzahnung aufweiεt, wobei beide Verzahnungen vorzugsweise als Evol¬ ventenverzahnung ausgeführt sind. Auf dieεe Weiεe erfolgt die Drehmoment- bzw. Kraftübertragung formεchlüεεig. Daher wird in dieεer Auεführungεform jeglicher . Schlupf zwischen Außenrad und Innenrad εicher vermieden.
    [0046] Zweckmäßigerweiεe iεt nach der Erfindung vorgeεehen, daß daε feεt mit dem Zugmittel verbundene bewegliche Rad alε 5 Aufwickelvorrichtung eine umlaufende Nut aufweiεt.
    [0047] Eine solche Nut sorgt für eine abrutεchεichere Aufnahme deε Zugmittels bzw. Zugseileε. Bei der bevorzugten Auεführungεform der Erfindung iεt da¬ bei vorgeεehen, daß die umlaufende Nut nicht konzentriεch sondern im axialen Querschnitt näherungεweiεe in Form ei¬ ner archimediεchen Spirale verläuft. Auf diese Weise ändert sich das Übersetzungsverhältnis während des Rückεtrammvorgangeε. allmählich. Dieε iεt deshalb vorteilhaft, weil die anfängliche sehr große Antriebskraft der Antriebεvorrichtung zunächεt in Beεchleunigungεarbeit umgeεetzt werden muß, wobei jedoch wegen der kleineren überεetzung nur ein verhältniε äßig kleineε Stück deε Gur- teε aufgewickelt wird, wogegen die spätere geringere Kraft der Antriebεvorrichtung auεreicht, um den Bewegungεzuεtand aufrechtzuhalten, wobei wegen deε nun vergrößerten über- εetzungεverhältniεεeε vergleichεweiεe viel Gurtmaterial aufgewickelt wird.
    [0048] In der bevorzugten Auεführungεform iεt weiterhin vorgeεe¬ hen, daß daε bewegliche Rad bzw. εeine bewegliche Halte- rung in εeiner konzentrischen Lage durch Scherεtifte ge- sichert iεt.
    [0049] Dieεe Scherεtifte haben die Aufgabe, daε mit dem Zugmittel verbundene bewegliche Rad im Nor alzuεtand in εeiner zum festen Rad konzentriεchen Lage zu halten. Darüberhinaus verhindern am beweglichen Rad angebrachte Scherstifte auch .die Drehung deεεelben um εeine eigene Achεe. Dieε hat wie¬ derum den Vorteil, daß bei der Auεlöεung der Rückεtramm- einrichtung in einer ünfallεituation daε Zugmittel zu¬ nächεt nicht die Drehung deε beweglichen Rädeε um εeine eigene Achεe εondern ein Verεchieben deε Radeε in radialer Richtung bewirken, wodurch eε εchneller mit dem feεten Rad in Eingriff kommt. Die Scherεtifte, die vorzugεweiεe auε Kunstεtoff εind, εind dabei εo dimenεioniert, daß εie bei dem weiteren Anzug deε Zugmittelε leicht abscheren, εo daß nach dem Kraftεchluß mit dem festen Rad daε bewegliche Rad drehbar iεt.
    [0050] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und den dazuge¬ hörigen Zeichnungen.
    [0051] Es zeigen:
    [0052] Figur 1 die Seitenansicht einer Kupplungεvorrichtung ge¬ mäß der Erfindung mit einem εchwenkbaren, beweg¬ lichen Auεßenrad, Figur 2 einen Querεchnitt entlang der Linie II-II in Fi¬ gur 1,
    [0053] Figur 3 die gleiche Anεicht wie Figur 1 während eineε Rückεtram vorgangeε,
    [0054] Figur 4 die gleiche Anεicht wie Figur 1 für eine Ausfüh- rungsform mit Kulissenführung,
    [0055] Figur 4a ein Außenrad mit Bund und
    [0056] Figur 5 die gleiche Anεicht wie Figur 1, jedoch hier eine Auεführungsfor mit Anschlagnocken.
    [0057] In Figur 1 erkennt man in der Seitenanεicht die Kupplungε¬ vorrichtung für die Wickelwelle eineε Sicherheitεgurtauf- rollerε mit Rückεtra meinrichtung. Im Zentrum der Anord¬ nung erkennt man die Wickelwelle 5, die über eine Zahnver¬ bindung 12 feεt mit dem 'Innenrad 4 verbunden iεt. Daε In- nenrad 4 weiεt an εeinem Außenrand eine Verzahnung auf, die von einer entsprechenden Innenverzahnung deε Außenra¬ deε 3 im Ruhezuεtand im weεentlichen konzentriεch umgeben iεt. Dabei iεt der Begriff "konzentriεch" in dieεem Zuεam- menhang so auszulegen, daß in dieεer Lage daε εich drehen- de Innenrad daε Außenrad nicht berührt. Je weniger Spiel zwischen Innen- und Außenrad vorhanden ist, desto beεser muß die konzentriεche Auεrichtung der beiden Räder εein und umgekehrt.
    [0058] Daε Außenrad 3 ist in einer Lagerplatte 7 drehbar gela¬ gert. Die Lagerplatte 7 ist ihrerεeitε um den exzentriεch angeordneten Zapfen 6 schwenkbar. Bei der Schwenkbewegung um den Zapfen 6 bewegt εich die Achεe deε Außenradeε ent- lang der geεtrichelt eingezeichneten Linie 13. Die Schwenk¬ bewegung kann -εoweit geführt werden, biε die Verzahnung
    [0059] deε Außen- und deε Innenr deε feεt ineinandergreifen.
    [0060] Der Winkel zwischen der Verbindungslinie der Zapfenachse und der Achse des Innenradeε 4 zur Zugrichtung 16 deε Zug¬ εeileε 2 beträgt etwa 45° und kann durch eine entsprechen¬ de Anbringung deε Zapfenε 6 über einen weiten Bereich vari- iert werden. Der Winkel εollte jedoch deutlich von 0° ver¬ schieden sein, da an εonεten durch den auf das Seil 2 aus¬ geübten Zug kein Drehmoment bezüglich der Zapfenachεe auf daε Außenrad 3 wirken würde und dieεeε nicht mit der Ver¬ zahnung deε Innenradeε 4 in Eingriff käme. Eine Feder 9 alε Rückεtellelement εorgt in Verbindung mit dem Anεchlag- εtift lU dafür, daß daε Außenrad 3 im Normalzuεtand in εeiner zum Innenrad 4 konzentriεchen Lage blf.'ibt. Die Scherεtifte 11 dienen dazu, eine vorzeitige Drehung des Außenradeε 3 bei Auεübung einer Zugkraft auf daε Zugseil 2 zu verhindern, εo daß zunächεt eine Drehung der Lager¬ platte 7 zuεa men mit dem Außenrad 3 um den* Zapfen 6 εtatt- findet und erεt nach dem Eingriff der Verzahnung deε Au¬ ßenrades 3 in die Verzahnung des Innenrades 4 und dem wei¬ teren Anεteigen der Zugkraft die Scherεtifte abreißen und die Drehbewegung deε Außenradeε 3 und über die Verzahnung auch deε Tnnenradeε 4 und der damit verbundenen Wickelwel¬ le 5 erlauben. Die gesamte Anordnung ist an einem Rahmen 1 befeεtigt, deεεen U-förmiger Querεchnitt in Figur 2 zu erkennen iεt. Im inneren Bereich deε U-förmigen Rahmens befindet sich der auf die Wickelwelle 5 aufgewickelte Gurt .17, von dem in- Figur 2 nur die Endwicklung im Querεchnitt εchematiεch dargeεtellt iεt.
    [0061] Die eben beεchriebene Kupplungsvorrichtung iεt außen an einem Schenkel deε U befeεtigt und in Figur 2 ebenfallε im Querεchnitt zu erkennen. In dieεer Darεtellung ist. auch die Nut 18 zur Aufnahme deε Seileε 2 εichtbar. Daε Zugεeil 2 iεt im allgemeinen ein Stahlεeil, es kann jedoch auch ein Stahlband oder ein anderes, möglichst reißfeεtes Band oder Seil εein.
    [0062] In Figur 3 ist die Kupplungsvorrichtung auε Figur 1 wäh¬ rend eineε Rückεtram vorganges zu erkennen. Daε Zugseil 2 iεt mit einer Antriebsvorrichtung verbunden, durch welche eε mit großer Kraft nach oben gezogen wird. Dabei dreht εich, wie bereitε beεchrieben, zunächεt die Lagerplatte 7 zuεammen mit dem Außenrad 3 um den Zapfen 6, da das Zug¬ εeil 2 bezüglich deε Zapfenε 6 ein entεprechendeε Drehmo¬ ment auf die Lagerplatte 7 bzw. auf das Außenrad 3 ausübt. Sobald das Außenrad mit εeiner Verzahnung kraftεchlüεεig in die Verzahnung deε Innenradeε eingreift, wird dieεeε Drehmoment durch daε Lager deε Innenradeε 4 bzw. der damit feεt verbundenen Wickelwelle 5 aufgefangen, wobei jedoch' nachwievor bezüglich der Achεe deε Außenrades 3 ein Drehmo¬ ment wirkt, durch welches die Scherεtifte 11 abgeεchert werden, εo daß daε Außenrad 3 durch daε εich mit großer Zugkraft nach oben bewegende und dabei von dem Außenrad 3 abwickelnde Zugεeil 2 gedreht wird, über die Verzahnung werden dabei daε Innenrad 4 und die Wickelwelle 5 itge- dreht, εo daß der Gurt 17 aufgewickelt wird. Sobald die Zugbelastung des Zugseiles 2 nachgelasεen bzw. aufgehört hat, wird daε Außenrad 3 zuεammen mit der Lagerplatte 7 durch die Feder 9 in εeine Ausgangεlage zurückgeεchwenkt. Auf dieεe Weise können nach dem Rückstrammvorgang das In¬ nenrad und die Wickelwelle 5 wieder frei drehen und wer¬ den nicht durch das Außenrad 3 blockiert. 0
    [0063] Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, die bis auf die Lage¬ rung deε Außenradeε 3 mit der 7vuεführungεform nach den Fi¬ guren 1 biε 3 identisch ist. Jedoch iεt in diesem Fall daε Außenrad 3 nicht in einer Lagerplatte 7 drehbar gelagert, 5 sondern eε wird zwiεchen zwei Schienen bzw. Kuliεεen gleit¬ bar und drehbar geführt. Dabei gleitet daε Außenrad 3 an einem in axialer Richtung überstehenden kreiεför igen Füh- jr-ungsrand, dessen Durchmesεer gerade dem Abstand der bei- den gegenüberliegenden Schienen 14 bzw. Kulisεen ent¬ spricht. Die exzentriεche .Lagerung des Außenrades 3 ist hierbei gegeben durch die Berührungspunkte des Führungε- randeε 19 mit den Schienen 14.
    [0064] Der Führungεrand 19 ist dabei der Außenrand eines kreis¬ ringförmigen Bundeε 20, welcher unter daε Innenrad 4 greift und εo daε Außenrad 3 in axialer Richtung εichert. Der Querεchnitt deε oben beεchriebenen Außenradeε 3 iεt in Figur 4a dargestellt. Auch bei dieser Auεführungεform be¬ wegt εich durch einen kräftigen Zug am Seil 2 daε Außenrad 3 zwischen den Kulisεen in Richtung auf die Feder 9, biε εeine Verzahnung in die Verzahnung deε Innenradeε 4 ein¬ greift. Nun werden die Scherεtifte 11 abgeεchert, εo daß daε Außenrad 3 durch . das sich mit großer Zugkraft nach oben bewegende und dabei von dem Außenrad 3 abwickelnde Zugseil 2 gedreht wird. Nach dem Rückstrammvorgang wird auch hier das Außenrad 3 durch die Feder 9 in seine Auε- gangεεtellung zurückgedrückt, wobei ein Anεchlagεtift 10 die konzentriεche Lage deε Außenradeε 3 zum Innenrad 4 fi¬ xiert.
    [0065] In Figur 5 ist schließlich eine Ausführungsform darge¬ stellt, bei der daε Außenrad 3 zwiεchen Anεchlagnocken 15 mehr oder weniger frei beweglich iεt, wobei es durch die Feder 9 und einige der Anschlagnocken sowie auch durch die Scherstifte 11 im Ausgangszuεtand zunächεt fixiert iεt. Der kräftige Zug am Zugεeil 2 zieht auch hier daε Außenrad 3 mit εeiner Verzahnung auf die Verzahnung deε Innenradeε 4, nun werden die Scherstifte 11 abgeεchert, εo daß daε Außenrad 3 durch daε εich mit großer Zugkraft nach oben bewegende und dabei von dem Außenrad 3 abwickelnde Zugεeil 2 gedreht wird. Die Lagerpunkte, bezüglich derer ein Dreh¬ moment wirkt, durch welcheε die Verzahnung deε Außenradeε 3 an die Verzahnung deε Innenradeε 4 angepreßt wird εind dabei gegeben durch einen oder mehrere der Anschlagnocken. Die Feder 9 drückt auch hier nach beendetem Rückstrammvor¬ gang das Außenrad 3 in seine urεprüngliche Lage zurück.
    权利要求:
    Claims
    O 87/00809 '
    - 17 -
    P a t e n t a n s p r ü c h e
    Kupplungsvorrichtung für die Wickelwelle (5) eines Si¬ cherheitsgurtaufrollerε mit Rückεtra meinrichtung, mit einem Rahmen (1) und/oder einem Gehäuεe für die Befe¬ εtigung und Aufnahme der Aufroll echanik und wenigεtenε eineε Teileε der Rückstrammeinrichtung, mit einem fle¬ xiblen Zugmittel (2), welches an einem Ende fest mit einer Antriebsvorrichtung in Verbindung steht, mit ei¬ nem drehbar gelagerten Außenrad (3) und einem ebenfallε drehbar gelagerten Innenrad (4), deren Achsen im we¬ sentlichen parallel zur Achse der Wickelwelle (5) ver¬ laufen, von denen eines mit der Wickelwelle (5) und das andere zumindest unter Zugbelastung mit dem anderen En¬ de des Zugmittels (2) fest verbunden iεt und welche im Auε- - 18 -
    gangszuεtand im weεentlichen konzentriεch zueinander angeordnet εind, dadurch gekennzeichnet, daß das Außen¬ rad (3) und das Innenrad (4) durch eine Zugbelastung des Zugmittelε (2) im weεentlichen senkrecht zu ihren Achsen relativ zueinander beweglich angeordnet εind, daß nach einer entεprechenden Verεchiebung mindestenε einer der beiden Achεen durch eine Zugbelaεtung deε Zug¬ mittelε (2) die Außenseite deε Innenradeε (4) mit der Innenεeite deε Außenradeε (3) kraftέchlüεεig in Verbin- düng εteht und daß die Verbindung zwischen Außenrad (3) und Innenrad (4) durch eine Rückholanordnung wieder trennbar ist.
    2. Kupplungεvorrichtung nach Anεpruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Rückholanordnung zum Aufbringen einer Rückstellkraft in Richtung der Verbindungslinie der beiden relativ zueinander verschobenen Achsen im we¬ εentlichen auε einer Feder (9) beεteht, welche mit ih¬ rem einen Ende an dem Außenrad (3) bzw. dessen Lager und/oder damit fest verbundenen Teilen und mit ihrem anderen Ende an dem Innenrad (4) bzw. dessen Lager und/ oder damit feεt verbundenen Teilen angreift.
    3. Kupplungεvorrichtung nach Anεpruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß daε Innenrad (4) fest mit der Wik- kelwelle (5) verbunden und das Außenrad (3) mit dem Zugmittel (2) verbunden und in einer zu εeiner Achεe in weεentlichen εenkrechten Ebene relativ zur bezüglich deε Rahmenε (1) ortsfeεten Achεe deε Innenradeε (4) be- weglich iεt.
    4. Kupplungεvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrad (3) fest mit der Wik- kelwelle (5) verbunden ist und daß daε Innenrad mit dem Zugmittel (2) verbunden und in einer zu εeiner Achse im- weεentlichen εenkrechten Ebene relativ zur bezüglich des Rahmens (1) ortsfesten Achse deε Außenradeε (3) be- weglich iεt.
    5. Kupplungεvorrichtung nach Anεpruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß daε kraftschlüsεig mit dem bezüg- lieh εeiner Achεenlage feεten Rad (4, 3) in Verbindung stehende bewegliche Rad (3, 4) bei entlastetem Zugmit¬ tel (2) bezüglich einer durch den Schwerpunkt des be¬ weglichen Radeε (3, 4) und der mit ihm beweglichen Tei¬ le (7) verlaufenden, vertikalen Linie einseitig in ei- nem Punkt gelagert iεt und daß dieεeε Rad (3, 4) in der zum feεten Rad (4, 3) konzentriεchen Lage in mindeεtenε zwei Punkten εtabil gelagert iεt.
    6. Kupplungεvorrichtung nach einem oder mehreren der An- Sprüche 3 biε 5, dadurch gekennzeichnet, daß das beweg¬ liche Rad (3, 4) in einer Lagerplatte (7) gelagert iεt, die um einen exzentrisch zum beweglichen Rad liegenden Zapfen. (6) in einer zur Achse deε beweglichen Rades (3,4 wesentlichen εenkrechten Ebene schwenkbar angeordnet iεt.
    7. Kupplungsvörrichtung nach einem oder mehreren der An- εprüche 3 biε 5, dadurch gekennzeichnet, daß daε beweg¬ liche Rad (3, 4) mit εeiner Außenseite oder mit einem in axialer Richtung über daε bewegliche Rad hinausra¬ genden kreiεförmigen Führungsrand (19) an mindestens einer bezüglich deε Rahmenε (1) oder Gehäuseε festen Führungsschiene (14) anliegt und ansonsten in radialer Richtung frei beweglich ist.
    8. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 3 biε 5, dadurch gekennzeichnet, daß daε beweg liche Rad (3, 4) bzw. εein Führungsrand (19) zwiεche mindeεtenε drei in Abstand voneinander befindlichen be 5 züglich der Achse des festen Radeε (4, 3) exzentrische
    .Anschlagnocken (15) mit Spiel frei beweglich angeordne ist und daß der maximale Abstand je zweier benachbarte
    Anschlagnocken (15). kleiner iεt als der Durchmesser de 1 beweglichen Radeε (3, 4) bzw. deε Führungεrandeε (19).
    9. Kupplungεvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 biε 3 oder 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrad 5 (3) mit einem nach innen ragenden Bund (20) unter das mit der Wickelwelle (5) verbundene Innenrad (4) faßt.
    10. Kupplungεvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß daε Innen-
    10 rad (4) einen nach außen ragenden Bund (4), welcher über den Innenrand deε Außenrades (3) reicht, auf¬ weiεt.
    11. Kupplungεvorrichtung nach einem der Anεprüche 1 biε 8, 15 dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Sicherung deε beweglichen Radeε (3, 4) eine am Rahmen (1) bzw. Gehäu- εe befeεtigte Abdeckung, die über daε bewegliche Rad (3, '4 ) reicht, vorgeεehen ist.
    2012. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der An¬ εprüche 1 biε 11, dadurch gekennzeichnet, daß daε In¬ nenrad (4) und daε Außenrad (3) auε Kunεtεtoff oder Gummi gefertigt sind bzw. einen Kunεtεtoff- oder Gummi¬ belag aufweiεen.
    25
    13. Kupplungεvorrichtung nach einem oder mehreren der An¬ εprüche 1 biε 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rad (3, 4) auε Kunεtεtoff oder Gummi gefertigt iεt bzw. ei¬ nen Kunεtεtoff- oder Gummibelag aufweiεt und daß daε
    30 andere Rad (4, 3) auε Metall gefertigt und mit einer Verzahnung .versehen iεt.
    14. Kupplungεvorrichtung nach einem* oder mehreren der An¬ εprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß beide Rä-
    35 der auε Metall gefertigt εind und daß daε Innenrad (4) eine Außenverzahnung und daε Außenrad (3) eine Innen¬ verzahnung aufweiεt, wobei die jeweilige Verzahnung vorzugεweiεe eine Evolventenverzahnung.
    15. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der An¬ sprüche 1 biε 14, dadurch gekennzeichnet, daß daε be¬ wegliche Rad (3), welches fest mit dem Zugmittel (2) verbunden ist, an seinem Außenrand bzw. an einer Auf- Wickelvorrichtung mit einer umlaufenden Nut versehen ist.
    16. Kupplungεvorrichtung nach Anεpruch 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die umlaufende Nut im axialen Quer- εchnitt näherungεweiεe die Form einer archimedischen Spirale hat.
    17. Kupplungεvorrichtung nach einem oder mehreren der An¬ sprüche 1 biε 16, dadurch gekennzeichnet, daß daε be- wegliche Rad (3, 4) in der zum anderen Rad (4, 3) kon¬ zentriεchen Lage durch am Rad (3, 4) und am Rahmen (1) oder Gehäuse und/oder einer Lagerplatte (7) be¬ festigte Scherεtifte geεichert iεt, welche durch die vom Zugmittel (2) auf daε Rad (3, 4) übertragenen Kräfte abscherbar εind.
    5
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