DE3348003C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. Patentanspruchs 2.The invention is based on a coupling device according to the preamble of claim 1 or claim 2.
Bei einem aus der DE-OS 30 40 667 bekannten Rückstrammer für Sicherheitsgurtwickelautomaten mit einem im Crash-Fall auslösbaren Kraftspeicher sowie mit einem Energiewandler, der nach Auslösung des Kraftspeichers auf die Gurtwelle des Wickelautomaten einwirkt und diese zu einer Rückstramm-Rota tionsbewegung veranlaßt, ist als Energiewandler eine drehba re Zugmittelrolle vorgesehen. Diese Zugmittelrolle ist mit der Gurtwelle drehfest verbunden. Nach sensorgesteuerter Ak tivierung des Kraftspeichers wird das Zugmittel z. B. durch einen Hubzylinder bewegt und umschlingt dabei die Zugmittel rolle fest. In a back tensioner known from DE-OS 30 40 667 for seat belt winding machines with one in the event of a crash triggerable energy storage and with an energy converter, the after triggering the energy store on the belt shaft of the Automatic winding machine acts and this to a taut rota tion movement is a rotatable energy converter re traction roller provided. This traction roller is with the belt shaft rotatably connected. After sensor-controlled Ak Activation of the energy storage, the traction means z. B. by a lifting cylinder moves and wraps around the traction device roll tight.
Das Zugmittel übernimmt hierbei drei Funktionen, nämlich die eigentliche Zugmittel-Funktion, d. h. die Übertragung von Kräften von einer Antriebsvorrichtung, z. B. von einem pyrotechnischen Antrieb oder einen Federantrieb, auf die anzutreibende Welle, dann die Kupplungs-Funktion, d. h. die mechanische Verbindung zwischen dem bewegten Zugmittel und der anzutreibenden Welle im Augenblick der Aktivierung, und nicht zuletzt eine Brems-Funktion, die den Kupplungs vorgang überhaupt erst ermöglicht. Es besteht hierbei die Möglichkeit, den freien, nicht befestigten Endabschnitt des Zugmittels mit einer einfachen Druckfeder zu belasten, so daß eine vorbestimmte Bremskraft erreicht wird. Diese Bremskraft verhindert einen ungehinderten Ablauf des Zug mittels und bewirkt, daß sich der Umschlingungsabschnitt des Zugmittels einschnürt und mit der Umfangsfläche der Zugmittelrolle in durch die Umschlingungsreibung zwischen Zugmittel und der vorgenannten Oberfläche bewirkte Kupp lungsverbindung tritt, mit der Folge, daß sich die Zugmit telrolle augenblicklich dreht und z. B. eine Rückstrammung des Sicherheitsgurtes veranlaßt. Durch die Umschlingungs reibung, welche dem Gesetz eμα folgt, kann beispielsweise bei einem Reibwert von µ = 0,4, bei S1 = 1 kp und bei drei vollen Umschlingungen eine Abzugskraft von 1800 kp übertra gen werden, wobei S1 die Rückhalte- oder Bremskraft und S2 die Abzugskraft bedeutet. Eine solche Kupplungsvorrichtung arbeitet fast trägheitslos und damit schnell. Der Antrieb, also die Rotation der anzutreibenden Welle, erfolgt so lan ge, bis der freie Endabschnitt nicht mehr der Bremskraft ausgesetzt ist.The traction device takes over three functions, namely the actual traction device function, ie the transmission of forces from a drive device, for. B. from a pyrotechnic drive or a spring drive on the shaft to be driven, then the clutch function, ie the mechanical connection between the moving traction means and the shaft to be driven at the moment of activation, and last but not least a braking function that the clutch operation made possible at all. There is the possibility of loading the free, non-fastened end section of the traction means with a simple compression spring, so that a predetermined braking force is achieved. This braking force prevents an unimpeded flow of the train by means of which the wrap portion of the traction means constricts and occurs with the peripheral surface of the traction roller in caused by the wrap friction between the traction means and the aforementioned surface hitch be connection, with the result that the Zugmit telrolle instantaneously turns and z. B. causes a tightening of the seat belt. Due to the wrap friction, which follows the law e μα , a pulling force of 1800 kp can be transmitted , for example, with a coefficient of friction of µ = 0.4, with S 1 = 1 kp and with three full wraps, whereby S 1 is the retention force or braking force and S 2 means the pulling force. Such a coupling device works almost without inertia and therefore quickly. The drive, that is, the rotation of the shaft to be driven, takes so long until the free end section is no longer exposed to the braking force.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer solchen Kupplungsvorrichtung zu erreichen, daß das Zugmittel in seinem Umschlingungsbe reich beim Kupplungsvorgang in kontrollier ter Weise auf der Oberfläche der Zugmittelrolle abläuft.The invention is based, with such an object Coupling device to achieve that the traction device in its Umschlingungsbe rich in the coupling process in control ter way runs on the surface of the traction roller.
Diese Aufgabe wird auf zweierlei Weise gelöst. Eine erste erfindungsgemäße Lösung ist im Patentanspruch 1, eine zweite im Patentanspruch 2 angegeben.This task is accomplished in two ways. A first one solution according to the invention is in claim 1, a second specified in claim 2.
Die Erfindung wird anhand zweier in der Zeichnung dargestell ter Ausführungsbeispiele nachstehend erläutert. Es zeigenThe invention is illustrated by two in the drawing ter embodiments explained below. Show it
Fig. 1 und 2 schematische Schnitt-Darstellungen einer Kupplungsvorrichtung in unbetätigter Normal stellung (Fig. 1) und in Aktivierungsstel lung (Fig. 2), Fig. 1 and 2 are schematic sectional views of a coupling device in the normal unactuated position (Fig. 1) and in activation Stel lung (Fig. 2),
Fig. 3 die perspektivische Darstellung eines Sicher heitsgurtaufrollers mit angebauter Kupplungs vorrichtung, Figure 3 is a perspective view of a safe heitsgurtaufrollers device. With mounted coupling,
Fig. 4a und 4b die schematische Darstellung einer zylindri schen Zugmittelrolle mit Umschlingungsab schnitt in perspektivischer Darstellung und Draufsicht und Fig. 4a and 4b, the schematic representation of a cylindri's traction roller with Umschlingungsab section in perspective and top view
Fig. 5a und 5b eine andere Ausgestaltung der Zugmittelrolle in perspektivischer Darstellung und Drauf sicht.View Fig. 5a and 5b, another embodiment of the traction mechanism in a perspective view and plan.
Bei der Kupplungsvorrichtung gemäß den Fig. 1, 2 und 3 ist mit 1 eine zylindrische Zugmittelrolle bezeichnet, die gemäß Fig. 3 am Umfang mit einem gummiartigen Belag 2 versehen ist. Diese Zugmittelrolle ist unmittelbar fest verbunden mit einer anzutreibenden Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrollers. Die Umfangsfläche der Zugmittelrolle 1 ist mehrfach umschlun gen von einem elastischen Zugmittel 3, das aus einem elastisch biegbaren Material besteht, vorzugsweie in Form eines Stahl seiles. Dieses Zugmittel 3 umschlingt mit einem Umschlingungs abschnitt 3′ die Zugmittelrolle 1 und besitzt einen freien Endabschnitt, in dessen Verlauf ein Bremselement in Form einer Feder 4 mit Widerlager 5 vorgesehen ist, wobei die Feder 4 das Zugmittel 3 mit einer vorbestimmten Druckkraft gegen das Widerlager 5 drückt und dem Abzug des Zugmittels 3 eine vor bestimmte Bremskraft N entgegensetzt. Das Zugmittel 3 be sitzt ferner einen Abschnitt 3′′′, der in Verbindung steht mit einer nicht weiter dargestellten Antriebsvorrichtung, z. B. mit dem Antriebs- oder Hubelement eines sensor gesteuerten Kraftspeichers, z. B. in Form eines pyro technischen Antriebs bekannter Art. Fig. 1 zeigt die unbetätigte Stellung der Kupplungsvorrichtung, in der keine Kupplungsverbindung zwischen dem Zugmittel 3 und der Zugmittelrolle 1 besteht. Demgemäß ist zwischen dem inneren Umfang des Zugmittels 3 und der Umfangs fläche der Zugmittelrolle 1 ein freier Abstand 6 vor handen, d. h. das Zugmittel 3 umschlingt die Zugmittel rolle 1 mit radialem Spiel. Wird nun auf das Zugmittel in Pfeilrichtung S2 infolge der Aktivierung der An triebsvorrichtung eine Zugkraft ausgeübt, so wird der Umschlingungsabschnitt 3′ zusammengezogen, d. h. einge schnürt bis zum innigen Kontakt mit der Oberfläche der Zugmittelrolle 1. Dies wird ermöglicht durch die Brems kraft N, die am Endabschnitt 3′′ wirksam ist. Mit der Anlage des Zugmittels 3 am Außenumfang der Zugmittel rolle 1 erfolgt die eigentliche Kupplungsverbindung in folge der Umschlingungsreibung nach dem Gesetzt eμα. Bei weiterem Zug am Zugmittel 3 entsteht über den vor genannten Effekt ein so hoher Reibungsschluß zwischen Zugmittel 3 und Zugmittelrolle 1, daß die Zugmittel rolle 1 und damit die anzutreibende Welle augenblicklich in Rotation versetzt wird, d. h. mitgenommen wird. Der Antrieb erfolgt solange, bis der Endabschnitt 3′′ den Wirkungsbereich der Bremseinrichtung 4 verläßt und damit kein Reibungsschluß zwischen Zugmittel 3 und Zugmittel rolle 1 mehr vorhanden ist. Die aktivierte Stellung der Kupplungsvorrichtung ist in Fig. 2 verdeutlicht. Über diese Kupplungsverbindung lassen sich sehr hohe Kräfte übertragen, wobei bei entsprechend hohem Reibwert µ2 z. B. 0,4 des Reibbelages 2 sehr günstige Kraftverhält nisse zwischen S1 und S2 erreicht werden können entsprechend der Gesetzmäßigkeit S1 = µ1 × N und S2 = S1 × eµ2 α, wobei µ2 der Reibungskoeffizient der Zugmittelrollen-Oberfläche bzw. des Zugmittels ist und α der Umschlingungswinkel am Umschlingungsabschnitt 3′ ist.In the coupling device according to FIGS. 1, 2 and 3, 1 denotes a cylindrical traction roller, which according to FIG. 3 is provided with a rubber-like covering 2 on the circumference. This traction roller is directly connected to a winding shaft of a seat belt retractor to be driven. The peripheral surface of the traction roller 1 is multiple umschlun conditions of an elastic traction means 3 , which consists of an elastically bendable material, preferably in the form of a steel rope. This traction device 3 wraps with a wrapping section 3 ' the traction roller 1 and has a free end portion, in the course of which a braking element in the form of a spring 4 with abutment 5 is provided, the spring 4, the traction device 3 with a predetermined pressure force against the abutment 5th presses and the withdrawal of the traction means 3 opposes a predetermined braking force N. The traction means 3 be also sits a section 3 ''' , which is in connection with a drive device, not shown, for. B. with the drive or lifting element of a sensor-controlled energy store, for. B. in the form of a pyro technical drive of known type. Fig. 1 shows the unactuated position of the coupling device, in which there is no coupling connection between the traction device 3 and the traction device roller 1 . Accordingly, between the inner circumference of the traction device 3 and the circumferential surface of the traction device roller 1, a free distance 6 is present, ie the traction device 3 loops around the traction device roll 1 with radial play. If a pulling force is now exerted on the traction device in the direction of arrow S 2 as a result of the activation of the drive device, the looping section 3 'is contracted, that is, it is constricted until intimate contact with the surface of the traction device roll 1 . This is made possible by the braking force N, which is effective at the end section 3 '' . With the application of the traction device 3 on the outer circumference of the traction device roll 1 , the actual coupling connection takes place as a result of the belt friction according to the law e μα . Upon further train the belt 3 that the traction mechanism roller 1 and the driven shaft is immediately set in rotation, is formed that is entrained over the prior mentioned effect such a high frictional engagement between the traction device and traction mechanism 3 1,. The drive takes place until the end section 3 '' leaves the effective range of the braking device 4 and thus no frictional connection between the traction device 3 and traction device roll 1 is present. The activated position of the coupling device is illustrated in Fig. 2. Very high forces can be transmitted via this coupling connection, with a correspondingly high coefficient of friction μ 2 z. B. 0.4 of the friction lining 2 very favorable force ratios between S 1 and S 2 can be achieved according to the law S 1 = µ 1 × N and S 2 = S 1 × e µ2 α , where µ 2 is the coefficient of friction of the traction roller Surface or the traction means and α is the wrap angle at the wrap portion 3 ' .
Eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung der Kupplungsvorrichtung in Verbindung mit einem Sicherheits gurtaufroller 7 an sich bekannter Art zeigt die Fig. 3. In bekannter Weise ist tragender Teil des Sicherheits gurtaufrollers 7 ein U-förmiger Rahmen 8, an dem eine Wickelwelle 9 drehbar gelagert ist, auf der ein flexibles Gurtband 10 aufgewickelt ist. An der einen Seite von Wickel welle 9 und Rahmen 8 befindet sich innerhalb eines ent sprechenden Gehäuses eine sensorgesteuerte Klinkensperrein richtung 11 und daran anschließend wiederum innerhalb einer Abdeckung 12 eine Rückspulfeder, die verbunden ist mit der Wickelwelle 9. Auf der anderen Seite von Wickelwelle 9 und Rahmen 8 angeordnet, bzw. an den freien Rahmenschenkel mit tels Schrauben 13 befestigt ist ein Gehäuse 14. Innerhalb dieses Gehäuses 14 ist die scheibenförmige Zugmittelrolle 1 angeordnet, die mit der Wickel welle 9 drehfest verbunden ist. Für die Aufnah me der Zugmittelrolle 1 ist im Inneren des Gehäuses 14 eine käfig- oder kapselartige Ausnehmung 17 vorgesehen mit ring artiger, zur Zugmittelrolle 1 konzentrischer Stützfläche, die beidseitig von ringartigen Schultern 18 begrenzt ist und somit in Form einer nach innen hin offenen Nut ausge bildet ist. Diese Ausnehmung 17 bzw. die entsprechende kon zentrische Stützfläche ist beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 ebenfalls mit 18 bezeichnet. Wie insbe sondere Fig. 3 zeigt, ist diese Ausnehmung 17 von einer Sei te des Gehäuses 14 her frei zugänglich, d. h. sie ist nach dieser Seite hin völlig offen. Wie ebenfalls die Fig. 3 zeigt, sind in die, dem freien Schenkel des Rahmens 8 zugewandte Begrenzungsfläche des Gehäuses 14 spiralförmig verlaufende, nutartige Kanäle 20 eingearbeitet, wobei der innerste Kanalab schnitt einen größeren Durchmesser hat als die Aus nehmung 17. Die lichte Weite dieser Kanäle 20, d. h. des spiralförmig verlaufenden Kanales ist um ein geringes größer als die Stärke des als Stahlseil ausgebildeten Zugmittels 3. Zwischen der Ausnehmung 17 und dem innersten Abschnitt des spiral förmigen Kanales 20 befindet sich in tangentialer Anordnung zur Aus nehmung 17 eine Durchführung für das Zugmittel 3. Ferner ist im Gehäuse 14 eine nach außen führende Bohrung 22 vor gesehen, die tangential in die Ausnehmung 17 einmündet und die dazu dient, den Zugmittelabschnitt 3′′′ gemäß Fig. 1 der nicht dargestellten Antriebsvorrichtung zuzu führen.A particularly simple structural design of the coupling device in connection with a safety belt retractor 7 of a known type is shown in FIG. 3. In a known manner, the supporting part of the safety belt retractor 7 is a U-shaped frame 8 on which a winding shaft 9 is rotatably mounted, on which a flexible webbing 10 is wound. On one side of the winding shaft 9 and frame 8 there is a sensor-controlled Klinkensperrein device 11 within a corresponding housing and then in turn within a cover 12, a rewind spring which is connected to the winding shaft 9 . A housing 14 is arranged on the other side of the winding shaft 9 and frame 8 , or fastened to the free frame leg by means of screws 13 . Within this housing 14 , the disc-shaped traction roller 1 is arranged, which is rotatably connected to the winding shaft 9 . For the Aufnah me the traction device roller 1 , a cage or capsule-like recess 17 is provided in the interior of the housing 14 with a ring-like, to the traction device roller 1 concentric support surface, which is delimited on both sides by annular shoulders 18 and thus in the form of an inwardly open groove forms is. This recess 17 or the corresponding con centric support surface is also designated 18 in the embodiment according to FIGS . 1 and 2. As in particular sondere Fig. 3, this recess 17 is of a Be te of the housing 14. forth freely accessible, they ie is completely open on this side. As also shown in FIG. 3, spiral-shaped, groove-like channels 20 are incorporated into the boundary surface of the housing 14 facing the free leg of the frame 8 , the innermost channel section having a larger diameter than the recess 17 . The clear width of these channels 20 , ie of the spiral channel, is slightly greater than the strength of the traction means 3 designed as a steel cable. Between the recess 17 and the innermost portion of the spiral channel 20 there is a passage for the traction means 3 in a tangential arrangement for the recess 17 . Furthermore, an outwardly leading bore 22 is seen in the housing 14 , which opens tangentially into the recess 17 and which serves to guide the traction element section 3 ''' according to FIG. 1 to the drive device, not shown.
Wie insb. Fig. 3 zeigt, ist beim vorbeschriebenen Aus führungsbeispiel der Umschlingungsabschnitt 3′ relativ eng und ohne wesentliches axiales Spiel zwischen den gehäusefesten Schultern 18 angeordnet. Bei Aktivierung der Kupplungsvorrichtung, also beim Abziehen des Zug mittels 3 in Pfeilrichtung, wandert das als flexibles Seil ausgebildete Zugmittel 3 entsprechend der Steigung des Umschlingungsabschnittes 3′ in Pfeilrich tung a gemäß Fig. 4b, beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 also in Richtung der inneren Schulter 18, wo es - wenn keine Gegenmaßnahmen getroffen werden - auf der gehäusefesten Schulter 18 aufläuft und anschlägt, ver bunden mit unerwünschten Reibungskräften, die eine freie Rotation der Zugmittelrolle 1 behindern. Aus diesem Grun de ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4a und 4b die Zugmittelrolle 1′ in Axialrichtung a mit einer Radial schulter 30 versehen, die keilförmig abgeschrägt ist. Diese Radialschulter 30 bildet für das sich beim Abspulen axial bewegende Zugmittel 3 einen Anschlag und begrenzt die Wanderbewegung des Zugmittels 3. Aufgrund der Flexi bilität und Nachgiebigkeit des Zugmittels 3 erfolgt mit der Begrenzung der axialen Bewegung des Zugmittels an der Radialschulter 30 zumindest keine nennenswerte axiale Druckeinwirkung auf die Zugmittelrolle 1′, d. h. keine axiale Verschiebung der Zugmittelrolle 1′ selbst.As esp., Fig. 3, in the afore-off guide for the wrapping section 3 'relatively narrow and without substantial axial play between the shoulders fixed to the housing 18. When the coupling device is activated, i.e. when the train is pulled off by means of 3 in the direction of the arrow, the traction means 3 designed as a flexible rope moves in accordance with the slope of the looping section 3 ' in the direction of the arrow a according to FIG. 4b, in the exemplary embodiment according to FIG Shoulder 18 , where it - if no countermeasures are taken - comes up and strikes the housing-fixed shoulder 18 , connected with undesirable frictional forces that hinder a free rotation of the traction roller 1 . For this reason de is in the embodiment of FIGS . 4a and 4b, the traction roller 1 ' in the axial direction a with a radial shoulder 30 which is chamfered in a wedge shape. This radial shoulder 30 forms a stop for the pulling means 3 which moves axially during unwinding and limits the traveling movement of the pulling means 3 . Due to the flexibility and flexibility of the traction mechanism 3 , with the limitation of the axial movement of the traction mechanism on the radial shoulder 30, there is at least no significant axial pressure action on the traction mechanism roller 1 ' , that is, no axial displacement of the traction mechanism roller 1' itself.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5a und 5b besitzt die Zugmittelrolle 1′′ eine umlaufende Keilrille 31 mit V-förmig aufeinanderstehenden Radialschultern 32. Die mittlere Entfernung der Radialschultern 32 entspricht etwa der Stärke, d. h. der Seilstärke des Zugmittels 3. Hierbei besteht der Umschlingungsabschnitt lediglich aus nahezu einer Zugmittel-Umschlingung, wie insbesondere Fig. 5a zeigt. Dieser einlagige Umschlingungsabschnitt liegt an den V-förmigen Radialschultern 32 an, wodurch eine ausreichend große Schlingreibung zustande kommt. In den vorbeschriebenen Figuren ist wiederum mit S2 die Richtung angegeben, in der das Zugmittel 3 von der Zug mittelrolle bei Aktivierung der Antriebsvorrichtung ab gezogen wird. Der andere Zugmittelabschnitt 3′′ ist bei Aktivierung des Systems einer Bremskraft ausgesetzt.In the embodiment according to FIGS. 5a and 5b, the traction mechanism 1 '' has a circumferential V-groove 31 with V-shaped standing successive radial shoulders 32 has. The average distance of the radial shoulders 32 corresponds approximately to the strength, ie the rope strength of the traction device 3 . Here, the wrap-around section only consists of almost a traction means wrap, as shown in particular in FIG. 5a. This single-layer wrap section lies against the V-shaped radial shoulders 32 , which results in a sufficiently large wrap friction. In the above-described figures, S 2 again indicates the direction in which the traction means 3 is pulled from the traction medium roller when the drive device is activated. The other traction section 3 '' is exposed to a braking force when the system is activated.
Claims (2)
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- 1983-08-10 DE DE19833348003 patent/DE3348003C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3040667A1 (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-27 | Autoflug Gmbh, 2084 Rellingen | Vehicle seat belt tensioning mechanism - has pressure medium-driven piston connected to belt wind-on spool via cable drive |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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DE-B.: Hütte Masch. TeilA 28.Aufl. 1954, Berlin, Verlag W. ERNST & SOHN, S. 218 u. 219 * |
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