DE8617847U1 - Coupling device for the winding shaft of a seat belt retractor with retensioning device - Google Patents

Description

PRINZ, LEJS£R, .BUNKER, PARTNEBPRINZ, LEJS£R, .BUNKER, PARTNEB

Patentanwälte, '··· JELfopean jPatejnY {Attorneys Manzingerweg 7 · 8000 München 60Patent Attorneys, '··· JELfopean jPatejnY {Attorneys Manzingerweg 7 · 8000 Munich 60

2. Juli 1986July 2, 1986

TRW Repa GmbH
Industriestraße 20
7077 AlfdorfTRW Repa GmbH
Industriestrasse 20
7077 Alfdorf

Unser Zeichen: 3607Our reference: 3607

Kupplungsvorrichtung für die Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrollers mit RückstrammeinrichtungCoupling device for the winding shaft of a seat belt retractor with retensioning device

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für die Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrollers mit Rückstrammeinrichtung, nach dem Oberbegriff des tanspruchs 1.The invention relates to a coupling device for the winding shaft of a safety belt retractor with a re-tensioning device, according to the preamble of claim 1.

Bei einer derartigen Kupplungsvorrichtung umschlingt ein elastisch biegbares Zugseil eine an die Wickelwelle des Sicherheitsgurtaufrollers angeschlossene Rolle mehrfach mit radialem Spiel. Auf der einen Seite des Umsehlingungsabschnittes des Zugseils ist dieses an den Kolben einer Kolben/Zylinder-Antriebsvorrichtung angeschlossen. Auf der anderen Seite des Umschlingungsabschnittes weist das Zugseil ein freies Ende auf und ist durch eine seine Bewegung bremsende Hemmvorrichtung hindurchgeführt * Im Ruhezustand stützt sich das Zugseil durch seine Eigenspannung im Bereich des Umschlingungsabschnittes in einem die RolleIn such a coupling device, an elastically bendable traction cable wraps around a roller connected to the winding shaft of the safety belt retractor several times with radial play. On one side of the wrapping section of the traction cable, this is connected to the piston of a piston/cylinder drive device. On the other side of the wrapping section, the traction cable has a free end and is guided through a braking device that slows down its movement. * When at rest, the traction cable is supported by its own tension in the area of the wrapping section in a

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I 1 umgebenden Gehäuse mit Abstand zu dieser ab. Wenn inI 1 surrounding housing at a distance from it. If in

I einem Notfall zur Ausführung eines RückstrammvorgangesIn an emergency to carry out a retightening operation

f die Antriebsvorrichtung aktiviert wird, so wird der Um- f the drive device is activated, the changeover

I schlingungsabschnitt des Zugseils zusammengezogen und I loop section of the traction rope is pulled together and

5 durch ümschlingungsreibung mit der Rolle gekuppelt. Der durch den Kolben der Kolben/Zylinder-Antriebsvorrichtung5 coupled to the roller by frictional wrapping. The by the piston of the piston/cylinder drive device

i auf das Seil ausgeübte Zug bewirkt eine Drehung der Rolle i tension exerted on the rope causes rotation of the pulley

$ und der drehfest mit dieser verbundenen Wickelwelle in $ and the winding shaft connected to it in a rotationally fixed manner in

I dem zur Rückstrammung erforderlichen Drehsinn.I the direction of rotation required for retightening.

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'] Nach Ausführung eines Arbeitshubes der Kolben,'üylinder- '] After completing a working stroke of the piston, cylinder

I Antriebsvorrichtung bleibt bei den Kupplungsvorrichtungen,I Drive device remains with the coupling devices,

I von denen die Erfindung ausgeht, der Reibungsschluß zwi-I from which the invention is based, the frictional connection between

i; sehen dem ümschlingungsabschr\tt des Zugseils und deri; see the wrapping section of the traction cable and the

15 Rolle erhalten, so daß die Drehung dieser Rolle und folglich der Wickelwelle gehemmt ist.15 roll, so that the rotation of this roll and consequently of the winding shaft is inhibited.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Kupplungsvorrichtung dergestalt weiterzu-20 bilden, daß nach Ausführung eines RückStrammvorganges die Rolle und folglich die Wickelwelle des Sicherheitsgurtaufrollers ohne Hemmung durch das Zugmittel drehbar ist. Based on this, the invention is based on the object of developing such a coupling device in such a way that after carrying out a re-tightening process, the roller and consequently the winding shaft of the safety belt retractor can be rotated without being hindered by the traction means.

>_Sj Diese Aufgabe wird bei der Kupplungsvorrichtung der ein- > _Sj This task is performed by the coupling device of the single

■^: 25 gangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, &Iacgr; daß der Arbaitsh.b der Antriebsvorrichtung und die Länge■ ^: 25 The above-mentioned type is solved according to the invention in that the Arbaitsh.b of the drive device and the length

des Zugmittels derart aufeinander abgestimmt sind, daß nach Ausführung des Arbeitshubs der Antriebsvorrichtung das freie Ende des Zugmittels vollständig durch die Hemm-30 vorrichtung hindurchgezogen ist. Wenn das Zugmittel vollständig durch die Hemmvorrichtung hindurchgezogen ist, entfällt zunächst seine Längsspannung, hierdurch aber auch der Reibungsschluß des Umschiingungsabschnittes mit der Außenoberfläche der Rolle, da das zugmittel aufgrund sei-35 ner Eigensteifigkeit gegen die Innenwandung des die Rolle umgebenden Gehäuses zurückspringt. Die Drehung der Roxle wird nun durch das Zugmittel nicht nshr gehemmt. Hierdurchof the traction device are coordinated in such a way that after the working stroke of the drive device has been carried out, the free end of the traction device is completely pulled through the arresting device. When the traction device is completely pulled through the arresting device, its longitudinal tension is initially eliminated, but this also eliminates the frictional connection between the belt section and the outer surface of the roller, since the traction device springs back against the inner wall of the housing surrounding the roller due to its own rigidity. The rotation of the roller is now no longer inhibited by the traction device. This means

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ergibt sidh der Vorteil, däß liadh Beendigung eines RÜckstrammvorgänges die Blöäkierung des SioherheitsguftaUfrol-¹ lers durch Drehung der Wickelwelle Um wenige Winkelgrade, die zürn Ausrasten der Sperrklinke ausreicht, leicht aufgehoben Werden kann« Der durch den Sicherheitsgurt geäiöherte Fahrzeuginsasse kann daher aus dem gespannten Gurt leichter befreit werden. This has the advantage that when the re-tightening process is completed, the locking of the safety belt retractor can easily be released by rotating the ^winding shaft by a few degrees, which is sufficient to disengage the locking pawl. The vehicle occupant who is held up by the seat belt can therefore be released more easily from the tensioned belt.

Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß für die nach Aus- IG führung eines RüekstranusvsreaRges verbleibende Hemmung der an die Wickelwelle angeschlossenen Rolle zweierlei Umstände verantwortlich sind. Zum einen sitzt nach Ausführung des Arbeitshubes der Kolben/Zylinder-Antriebsvorrichtung der Kolben in der Regel im Zylinder fest, und zum anderen ist das freie Ende des Zugmittels gegen Ende des Arbeitshubes noch durch die Hemmvorrichtung gehalten, so daß die Spannung des Zugmittels aufrechterhalten bleibt« Da der Kolben der Kolben/Zylinder-Antriebsvorrichtung zur besseren Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Antriebsleistung mit enger Passung im Zylinder aufgenommen ist und Überdies zweckmäßigerweise das dem Arbeitshubende entsprechende Ende des Zylinders verjüngt ist, um den Kolben abzubremsen und so ein Herausfliegen desselben aus dem Zylinder zu verhindern, so daß ein Festsitzen des Kolbens im Zylinder nach Beendigung eines Rückstrammvorganges kaum zu vermeiden ist, schlägt die Erfindung vor, die Länge des Zugmittels ausreichens kurz zu bemessen, so daß zumindest nach Ausführung eines vollständigen Arbeitshubes das freie Ende de? Zugmittels durch die Hemmvorrichtung hindurchgezogen ist.The invention makes use of the knowledge that two circumstances are responsible for the remaining inhibition of the roll connected to the winding shaft after the execution of a return reaction. On the one hand, after the working stroke of the piston/cylinder drive device has been completed, the piston is usually firmly seated in the cylinder, and on the other hand, the free end of the traction device is still held by the locking device towards the end of the working stroke, so that the tension of the traction device is maintained. Since the piston of the piston/cylinder drive device is accommodated in the cylinder with a tight fit for better utilization of the available drive power and, moreover, the end of the cylinder corresponding to the end of the working stroke is expediently tapered in order to brake the piston and thus prevent it from flying out of the cylinder, so that it is almost impossible to avoid the piston getting stuck in the cylinder after the end of a re-tightening process, the invention proposes that the length of the traction device be sufficiently short so that at least after a complete working stroke has been completed, the free end of the traction device is pulled through the locking device .

Ähnliche Verhältnisse werden angetroffen, wenn anstelle einer Kolben/Zylinder-Antriebsvorrichtung eine relativ zum Fahrgestell verschiebbare träge Masse verwendet wird, an die das Zugmittel angeschlossen wird. Diese Masse kann in der Regel nach Ausführung des Rückstrammvorganges nicht zurückbewegt werden. Die Erfindung ist auch bei VerwendungSimilar conditions are encountered if, instead of a piston/cylinder drive device, an inert mass that can be moved relative to the chassis is used, to which the traction device is connected. This mass cannot usually be moved back after the tightening process has been carried out. The invention is also applicable when using

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-4-derartiger öder ähnlicher Antriebsquellen anwendbar.-4-such or similar drive sources.

Weitere Vorteile und Merkmale sowie Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteränsprüchen, der folgenden Beschreib bung und der Zeichnung entnehmbar■> auf die Bezug genommen Wird. In der Zeichnung zeigen: Further advantages and features as well as further developments of the invention can be found in the dependent claims, the following description and the drawing to which reference is made. In the drawing:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Kolben/Fig. 1 is a schematic sectional view of a piston/

Zylinder-Antriebsvorrichtung und einer Kupp-IG lurigsvorrichtung für die Wiskelvislle eines si&mdash; Cylinder drive device and a clutch device for the swivel joint of a si&mdash;

cherheitsgurtaufrollers mit Rückstrammeinrichtung, im Ruhezustand;seat belt retractor with retensioner, in the rest position;

Fig. 1a eine besondere Ausführungsform einer Hemmvorrichtung, ebenfalls im Ruhezustand der Rück-Fig. 1a a special embodiment of an inhibiting device, also in the resting state of the return

strammeinrichtung;tightening device;

Fig. 2 eine Schnittansicht analog Fig. 1, jedoch imFig. 2 is a sectional view analogous to Fig. 1, but in

Zustand nach der Ausführung eines RUckstramm-Vorganges; undCondition after execution of a BACKSTRETCHING operation; and

Fig. 2a die Hemmvorrichtung nach Fig. 1a ebenfalls nach Ausführung eines Rückstrammvorganges.Fig. 2a the locking device according to Fig. 1a also after execution of a re-tightening process.

In den Figuren 1 und 2 ist von einem Sicherheitsgurtaufroller zur Vereinfachung lediglich eine Rolle 10 gezeigt, die einen seitlichen Fortsatz der Wickelwelle des Sicherheitsgurtaufrollers bildet, auf welcher das Gurtband aufgerollt wird. Bezüglich Einzelheiten der Ausbildung des Sicherheitsgurtaufrollers und der Kupplungsvorrichtung für dessen Wickelwelle wird beispielsweise auf die DE=OS 33 28 8-74 verwiesen* Dis Rolle 10 ist von einem käfigartigen Gehäuseteil 12 umgeben. Die Außenoberfläche der Rolle 10 ist von einem Zugseil 14 umschlungen, dessen ümschlingungsabschnitt mit 14A bezeichnet ist. Das elastisch biegbare Zugseil 14 umschlingt die Rolle 10 mit mehreren Windungen. Der radiale Abstand zwischen der In Figures 1 and 2, for the sake of simplicity, only one roller 10 of a safety belt retractor is shown, which forms a lateral extension of the winding shaft of the safety belt retractor, onto which the belt webbing is wound. For details of the design of the safety belt retractor and the coupling device for its winding shaft, reference is made, for example, to DE=OS 33 28 8-74. The roller 10 is surrounded by a cage-like housing part 12. The outer surface of the roller 10 is wrapped by a traction cable 14, the wrapping section of which is designated 14A. The elastically bendable traction cable 14 wraps around the roller 10 with several turns. The radial distance between the

Aüßenoberflache der Rolle 10 und der Innenoberfläche des Gehäuäeteils 12 ist deutlich größer als der Durchmesser des Zugseils 14« Das eine Ende des Zugseils 14 ist an den Kolben 16 einer Kölben/Zylihder-Antiriebsvöifrichtüng ängeschlössen. Der Kolben 16 1st in dem Zylinder 20 der Kolben/ Zylinder-Antriebsvorrichtung 18 mit enger Passung aufgenommen. In der Zeichnung zur Vereinfachung nicht dargestellt ist eine Energiequelle zur Beaufschlagung des Kolbens 16 innerhalb des Zylinders 18. Diese Energiequelle The outer surface of the roller 10 and the inner surface of the housing part 12 is significantly larger than the diameter of the traction cable 14. One end of the traction cable 14 is connected to the piston 16 of a piston/cylinder anti-drive device. The piston 16 is accommodated in the cylinder 20 of the piston/ cylinder drive device 18 with a tight fit. Not shown in the drawing for the sake of simplicity is an energy source for actuating the piston 16 within the cylinder 18. This energy source

IQ ist zwscknüiSigsrvsiss sls ""rotechnischsr Gasgenerator vsn herkömmlicher Art ausgebildet. An seinem in Fig. 1 vom Kolben 16 abgewandten Ende, das dem Ende des Arbeitshubs der Kolben/Zylinder-Antriebsvorrichtung 18 entspricht, weist der Zylinder 20 eine Verjüngung 20A auf. Auf der der Kolben/Zylinder-Antriebsvorrichtung 18 gegenüberliegenden Seite des Umschlingungsabschnittes 14A weist das Zugseil 14 ein freies Ende auf und ist durch eine Hemmvorrichtung 22 hindurchgeführt, die durch drei in engem Abstand voneinander angeordnete Führungsstifte 22A, 22B und 22C gebildet ist. Zwischen diesen Führungsstiften 22A, 22B und 22C ist das Zugseil 14 hindurchgeführt, wobei es elastisch deformiert wird. Eine andere Ausführungsform der Hemmvorrichtung 22 ist in Fig. 1a gezeigt. Sie besteh⁰, aus einer schikanenartigen Führung. IQ is designed as a conventional type of mechanical gas generator. At its end facing away from the piston 16 in Fig. 1, which corresponds to the end of the working stroke of the piston/cylinder drive device 18, the cylinder 20 has a taper 20A. On the side of the wrap section 14A opposite the piston/cylinder drive device 18, the traction cable 14 has a free end and is guided through a locking device 22 which is formed by three guide pins 22A, 22B and 22C arranged at a close distance from one another. The traction cable 14 is guided between these guide pins 22A, 22B and 22C, whereby it is elastically deformed. Another embodiment of the locking device 22 is shown in Fig. 1a. It consists ⁰ , of a chicane-like leadership.

In dem in Fig. 1 gezeigten Ausgangszustand ist der Um- schlingungsabschnitt 14A des Zugseils 14 lose in Anlage an der Außenoberfläche der Rolle 10. Wird nun bei Aktivierung eines Rückstrammvorganges der Kolben 16 im Zylinder 18 vorangetrieben, so übt er einen Zug auf das Zugseil 14 aus, wodurch der Umschlingungsabschnitt 14A auf der Oberfläche der Rolle 10 strammgezogen wird, da das freie Ende des Zugseils 14 durch die Hemmvorrichtung 22 gebremst wird. Durch den nun hergestellten Reibungsschluß zwischen dem umschlingungsabschnitt 14A des Zugseils 14 und der Außenoberfläche der Rolle 10 wird die Antriebskupplung zwischen dem Kolben 16 und der Rolle 10 hergestellt, so daß die In the initial state shown in Fig. 1, the wraparound section 14A of the traction cable 14 is loosely in contact with the outer surface of the roller 10. If the piston 16 is now driven forward in the cylinder 18 when a tightening process is activated , it exerts a pull on the traction cable 14, whereby the wraparound section 14A is pulled tight on the surface of the roller 10, since the free end of the traction cable 14 is braked by the braking device 22. The frictional connection now established between the wraparound section 14A of the traction cable 14 and the outer surface of the roller 10 creates the drive coupling between the piston 16 and the roller 10, so that the

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Linearbewegung des Kolbens 16 eine Drehbewegung der Rolle 10 verursacht, welche zur Rucks tr ammung des Slcherh^its*· gürtes auf die Wickelwelle übertragen wird.Linear movement of the piston 16 causes a rotary movement of the roller 10, which is transmitted to the winding shaft for the jerking of the safety belt.

Kurz bevor nun der Kolben 16 das Ende seines Ärbeitshübes erreicht hat, ist das freie Ende des Zugseils 14 bereits vollständig zwischen den FUhrungsstiften 22Ä, 22B, 22C hindurchgezogen. Da nunmehr keine Bremswirkung am freien Ende des Zugseiles auftritt, löst sich dieses vom Umfang derShortly before the piston 16 has reached the end of its working stroke, the free end of the traction cable 14 is already completely pulled through between the guide pins 22A, 22B, 22C. Since there is now no braking effect on the free end of the traction cable, it detaches itself from the circumference of the

IQ Rolle IQ und springt elastiseh gegen sie Innenv**ns dUss Q·*&mdash; häuseteils 12 zurück. Dieser Zustand ist in Fig. 2 verdeutlicht« Die Rolle 10 ist nun ohne Hemmung durch das Zugseil 14 drehbar. Durch den verjüngten Abschnitt 20&Aacgr; wird die Weiterbewegung des Kolbens 16 im Zylinder 18 gebremst, so daß der Kolben 16 nicht aus dem Zylinder 18 herausfliegen kann.IQ roller IQ and springs elastically back against the inner wall of the housing part 12. This state is illustrated in Fig. 2. The roller 10 can now rotate without being hindered by the traction cable 14. The tapered section 20& brakes the further movement of the piston 16 in the cylinder 18 so that the piston 16 cannot fly out of the cylinder 18.

Fig. 2a zeigt die Hemmvorrichtung nach Fig. 1ä in demselben Zustand wie bei Fig. 2, d.h. nach Beendigung des Rück-Strammvorganges. Fig. 2a shows the arresting device according to Fig. 1ä in the same state as in Fig. 2, i.e. after completion of the re-tightening process.

Claims (6)

PRINZ, &iacgr;^6&Egr;;&Bgr;,.&Bgr;.&udigr;·&Ngr;&Kgr;&Egr;;.&; PARTNERPRINZ, &iacgr;^6&Egr;;&Bgr;,.&Bgr;.&udigr;·&Ngr;&Kgr;&Egr;;.&; PARTNER Patentanwäjtei_j#i· ' ifufojean SPaieriJt/Attorneys Manzingerweg 7 · 8000 München 60 _Patent Attorneys at Law SPaieriJt/Attorneys Manzingerweg 7 · 8000 Munich 60 2. Juli 1986July 2, 1986 TRW Repa GmbH
Industriestraße 20
7077 AlfdorfTRW Repa GmbH
Industriestrasse 20
7077 Alfdorf Unser Zeichen: 3607Our reference: 3607 QnsprücheQnclaims 1. Kupplungsvorrichtung für die Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrollers mit Rückstrammeinrichtung, mit einem elastisch biegbaren Zugmittel, das eine an die Wikkelwelle angeschlossene Rolle mit radialem Spiel mehrfach umschlingt, auf der einen Seite des Umschlingungsabsehnittes an eine einen Arbeitshub aufweisende Antriebsvorrichtung angeschlossen ist und auf der anderen Seite des Umschlingungsabschnitts durch eine seine Bewegung bremsende Hemmvorrichtung hindurchgeführt ist und ein freies Ende auf- weistt wobei das Zugmittel sich im Ruhezustand durch seine Eigenspannung im Bereich des Umschlingungsabschnitts in einem die Rolle umgebenden Gehäuse mit Abstand zur Rolle abstützt und wobei durch Aktivierung der Antriebsvorrichtung der Umschlingungsabschnitt des Zugmittels zusammengezogen und durch Umschlingungsreibung mit der Rolle gekuppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitshub der Antriebsvorrichtung (18) und die Länge des Zugmittels (14) derart aufeinander abgestimmt sind/ daß nach Ausführung dös Arbeitshubs der Antriebsvorrichtung (18)1. Coupling device for the winding shaft of a safety belt retractor with a retightening device, with an elastically bendable traction means which wraps around a roller connected to the winding shaft several times with radial play, is connected on one side of the wrapping section to a drive device having a working stroke and on the other side of the wrapping section is guided through an arresting device which brakes its movement and has a free end, wherein the traction means is supported in the rest state by its own tension in the area of the wrapping section in a housing surrounding the roller at a distance from the roller and wherein the wrapping section of the traction means is pulled together by activation of the drive device and coupled to the roller by wrapping friction, characterized in that the working stroke of the drive device (18) and the length of the traction means (14) are coordinated with one another in such a way that after the working stroke of the drive device (18) has been carried out HD/ölHD/oil -2--2- das freie Ende des Zugmittels (14) vollständig durch die Hemmvorrichtung (22) hindurchgezogen ist.the free end of the traction means (14) is completely pulled through the locking device (22). 2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge-2. Coupling device according to claim 1, characterized in kennzeichnet, daß die Länge des Zugmittels (14) derart bemessen ist, daß bereits vor Vollendung des Arbeitshubs der Arbeitsvorrichtung (18) das freie Ende des Zugmittels (14) vollständig durch die Hemmvorrichtung (22) hindurchgezogen ist.
10characterized in that the length of the traction means (14) is dimensioned such that the free end of the traction means (14) is completely pulled through the arresting device (22) even before the working stroke of the working device (18) is completed.
10 3. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmvorrichtung (22) als Führung ausgebildet ist, durch die das Zugmittel (14) elastisch deformiert wird.3. Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the locking device (22) is designed as a guide by which the traction means (14) is elastically deformed. 4. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung als Kolben/Zylinder-Antrieb (18) ausgebildet ist, an dessen Kolben (16) das Zugmittel (14) angeschlossen ist.4. Coupling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive device is designed as a piston/cylinder drive (18), to whose piston (16) the traction means (14) is connected. 5. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (20) der Kolben/Zylinder-Antriebsvorrichtung (18) an seinem dem Arbeitshubende entsprechenden Ende eine Verjüngung (20A) zur Abbremsung des Kolbens (16) aufweist.5. Coupling device according to claim 4, characterized in that the cylinder (20) of the piston/cylinder drive device (18) has a taper (20A) at its end corresponding to the end of the working stroke for braking the piston (16). 6. Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung als relativ zu dem Kraftfahrzeugrahmen verschiebbare träge Masse ausgebildet ist, an die das Zugmittel (14) angeschlossen ist.6. Coupling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive device is designed as an inertial mass which is displaceable relative to the motor vehicle frame and to which the traction means (14) is connected. H Il I I)II < · I ·"> H Il II)II < · I ·"> «II H i » » 4 ·«II H i » » 4 · I I I I I ) I «!<· ·I I I I I ) I «!<· · I Il I · I t I < I I ( ·I Il I · I t I < I I ( ·