DE3313580A1 - WINDING DEVICE FOR SAFETY BELT - Google Patents
WINDING DEVICE FOR SAFETY BELTInfo
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Description
Aufwickelvorrichtung für1 SicherheitsgurtTake-up device for 1 seat belt
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufwickelvorrichtung für einen Sicherheitsgurt in einem Fahrzeug, beispielsweise zum Aufwickeln eines bandförmigen Sitzgurts in einem Personenwagen.The invention relates to a winding device for a Safety belt in a vehicle, for example for winding up a belt-shaped seat belt in a passenger car.
Ein bei einer solchen Aufwickelvorrichtung auftretendes und seit langem bekanntes Problem besteht darin, daß die von einer Aufwickelfeder ausgeübte Aufwickel- oder Zugkraft über den nutzbaren Bereich etwa in Übereinstimmung mit dem Hooke1sehen Gesetz zunimmt. Dies bedeutet, daß die dem Sicherheitsgurt von der Feder erteilte Zugspannung um so größer wird, je weiter der Gurt aus der Aufwickelvorrichtung hervorgezogen wird Dieses Phänomen wird noch verstärkt durch die Verkleinerung des effektiven Durchmessers der Aufwickelrolle, so daß die Zugspannung des Gurts beim ■ Herausziehen desselben aus der Aufwickelvorrichtung so weit zunimmt, daß schließlich Belästigungen des Benutzers auftreten.A problem that occurs with such a winding device and has been known for a long time is that the winding or tensile force exerted by a winding spring increases over the useful range, roughly in accordance with Hooke's 1 law. This means that the tension given to the seat belt by the spring becomes greater the further the belt is pulled out of the winder.This phenomenon is exacerbated by the reduction in the effective diameter of the take-up roller, so that the tension on the belt when it is pulled out from the winder increases so far that eventually nuisance to the user occurs.
Es wurde bekanntlich bereits versucht, die Zunahme der von der Rückholfeder einer Aufwickelvorrichtung ausgeübten Rückstellkraftu verringern, etwa durch die Verwendung einer Aufwickelvorrichtung mit zwei Federspindeln und einer Rückholfeder, welche eine gewisse Querneigung aufweist, so daß eine im wesentlichen konstante Rückstellkraft erzeugtAs is known, attempts have already been made to increase the return spring Reduce the restoring force exerted by a winding device, for example by using a winding device with two spring spindles and a return spring, which has a certain transverse inclination, so that a substantially constant restoring force is generated
wird. Dadurch sind die bei der Fertigung von Sicherheitsgurt-Aufwickelvorrichtungen auftretenden Schwierigkeiten zwar teilweise beseitigt, das durch die Verkleinerung des effektiven Durchmessers der Aufwickelrolle beim Abziehen des bandförmigen Sicherheitsgurts davon hervorgerufene Problem ist dabei jedoch nicht gelöst. Dies bedeutet, daß bei 30will. As a result, they are used in the manufacture of seat belt retractors The difficulties that occur are partially eliminated by reducing the effective diameter of the take-up roll However, this does not solve the problem caused when the belt-shaped seat belt is pulled off. This means that at 30th
allen bekannten Aufwickelvorrichtungen für Sicherheitsgurte die Zugspannung zunimmt, je weiter der Gurt herausgezogen wird. Diese Erscheinung ist für die meisten Benutzervielleicht nur lästig, kann in gewissen Fällen jedoch äußerst störend sein, beispielsweise wenn der Benutzerall known retractors for seat belts the tension increases the further the belt is pulled out. This phenomenon is perhaps only a nuisance to most users, and in certain cases it can only be a nuisance However, cases can be extremely annoying, for example when the user
in irgend einer Weise körperlich behindert ist, und insbesondere wenn 35is physically disabled in any way, and especially when 35
der Schultergurt unter hoher Zugspannung am Körper anliegt.the shoulder strap is tight against the body under high tension.
Ein Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer verbesserten Aufwickelvorrichtung für einen Sicherheitsgurt, bei welcher die ZunahmeIt is therefore an object of the invention to provide an improved winder for a seat belt in which the increase
der Zugspannung beim Abrollen oder Herausziehen des bandförmigen Sitzgurts geringer ist als bei bekannten Aufwickelvorrichtungen· Gemäß der Erfindung kann eine Sicherheitsgurt-Aufwickelvorrichtung gegebenenfalls sogar so ausgebildet sein, daß der Sicherheitsgurt im vollständig herausgezogenen Zustand unter einer geringeren Zugspannung steht als im aufgewickelten oder nahezu vollständig aufgewickelten Zustand.the tensile stress when unrolling or pulling out the belt-shaped seat belt is less than with known retractors · According to the invention, a seat belt retractor can optionally even be designed so that the seat belt is fully pulled out State is under a lower tensile stress than in the wound or almost completely wound state.
Gemäß der Erfindung ist zwischen einer Federwelle einer Sicherheitsgurt-Aufwickelvorrichtung, welche durch ein Aufwickel-Drehmoment belastet ist, und einer Spulenspindel, welche eine Spule zum Aufwickeln des bandförmigen Sicherheitsgurts trägt, ein Kegelscheibengetriebe angeordnet.According to the invention, between a spring shaft of a seat belt winder, which is loaded by a winding torque, and a reel spindle which has a reel for winding of the belt-shaped seat belt, a conical pulley gear is arranged.
Insbesondere ist bei einer Sicherheitsgurt-Aufwickelvorrichtung mit einem Rahmen, einer auf einer drehbar im Rahmen gelagerten Spulenspindel angeordneten Aufwickelspule und einer Rückstellfeder, welche mit einem Ende relativ zum Rahmen festgelegt ist und mit dem anderen Ende an einer Federwelle angreift, gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Federwelle mittels Lagern drehbar im Rahmen gelagert ist, daß die ein Drehmoment erzeugende Rückstellfeder mit einem Ende am Rahmen und mit dem anderen Ende an der Federwelle befestigt ist und daß zwischen der Spulenspindel und der Federwelle eine Antriebsübertragungseinrichtung angeordnet ist, welche ein Paar Scheiben aufweist, .von denen wenigstens eine auf der Welle angeordnet ist und von denen wenigstens eine als spiralgenutete Kegelscheibe ausgebildet ist, und welche über ein Antriebsübertragungsteil miteinander verbunden sind. In gewissen Fällen können für die Antriebsübertragung zwischen den beiden Welle zwar auch eine zylindrische Riemenscheibe und eine kegelförmige Scheibe verwendet werden, in einer Ausführungsform der Erfindung sind jedoch sowohl die treibende als auch die angetriebene Scheibe als spiralgenutete Kegelscheiben ausgebildet, und das Antriebsübertragungsteil ist eine Spirale aus einem flexiblen Material, welche mit ihren Enden jeweils an einer der Scheiben festgelegt ist.In particular, with a seat belt winder a frame, a take-up reel arranged on a reel spindle rotatably mounted in the frame and a return spring, which with one end is set relative to the frame and the other end engages on a spring shaft, provided according to the invention that the The spring shaft is rotatably mounted in the frame by means of bearings, that the return spring generating a torque with one end on the frame and is fastened with the other end to the spring shaft and that between the reel spindle and the spring shaft a drive transmission device is arranged, which has a pair of disks,. Of which at least one is arranged on the shaft and of which at least one is designed as a spiral-grooved conical disk, and which are connected to one another via a drive transmission part. In certain Cases can also be a cylindrical pulley and a conical pulley for the drive transmission between the two shafts may be used, however, in one embodiment of the invention both the driving and the driven pulley are designed as spiral-grooved conical pulleys, and the drive transmission part is a spiral made of a flexible material, the ends of which are fixed to one of the disks.
Bei einer solchen Anordnung läßt sich die auf den Sicherheitsgurt ausgeübte Zugspannung durch zweckmäßige Anpassung des Verjüngungswinkels der spiralgenuteten Kegelscheiben derart variieren daß sie je nach Erfordernis bei herausgezogenem Gurt jeweils am größten oder am kleinsten ist.With such an arrangement can be exerted on the seat belt Tensile stress through appropriate adjustment of the taper angle of the Spirally grooved conical pulleys vary in such a way that they are either largest or smallest, depending on the requirements when the belt is pulled out.
Damit ist es also möglich, die auf den Sicherheitsgurt ausgeübte Zugspannung und damit den von diesem auf den Körper eines Benutzers ausgeübten Druck beträchtlich zu verringern und die Zugspannung beim Aufwickeln des Gurts in ausreichendem Maße zu steigern, um ein vollständiges Aufwickeln des Gurts in der Aufwickelvorrichtung zu gewährleisten.It is thus possible to reduce the tensile stress exerted on the seat belt and thereby considerably reducing the pressure exerted by this on the body of a user and the tension during winding of the belt to a sufficient extent to ensure complete winding of the belt in the winder.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Zwischenwelle vorgesehen, welche parallel zur Spulenspindel oder in Verlängerung derselben angeordnet sein kann.In one embodiment of the invention, an intermediate shaft is provided, which can be arranged parallel to the bobbin spindle or as an extension of the same.
Da es bei der Konstruktion und Fertigung einer Sicherheitsgurt-Aufwickelvorrichtung auch darauf ankommt, das Gewicht und die Abmessungen der Vorrichtung möglichst klein zu halten, ist in einer anderen Ausfürhungsform der Erfindung ein aus einem Zahnrad und einem Ritzel gebildetes Getriebe zwischender Spulenspindel und einer Zwischenwelle vorgesehen, welches die Drehgeschwindigkeit der Zwischenwelle herabsetzt und die von der Rückholfeder ausgeübte Kraft verstärkt, dabei jedoch die Anzahl der Windungen der Rückholfeder und damit die Abmessungen der Rückholfeder zu verringern erlaubt.As it is in the design and manufacture of a seat belt retractor It is also important to keep the weight and dimensions of the device as small as possible, is in another Ausfürhungsform According to the invention, a transmission formed from a toothed wheel and a pinion is provided between the reel spindle and an intermediate shaft, which reduces the rotational speed of the intermediate shaft and increases the force exerted by the return spring, but the number of the turns of the return spring and thus the dimensions of the return spring to reduce.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention is explained with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine zerlegte Schrägansicht der Aufrollvorrichtung, 25Fig. 1 is a disassembled oblique view of the retractor, 25th
Fig. 2 eine Stirnansicht einer Antriebsübertragungseinrichtung undFig. 2 is an end view of a drive transmission device and
Fig. 3 eine grafische Darstellung der Beziehungen zwischen der Zugspannung und dem Aufrollzustand eines Sicherheitsgurts. 30Fig. 3 is a graph showing the relationships between tensile stress and the retracted state of a seat belt. 30th
In der dargestellten Ausführungsform hat eine Sicherheitsgurt-Aufwickelvorrichtung 10 einen aus zwei Teilen zusammengesetzten Rahmen 11. In an einem der Rahmenteile angeordneten Lagern 12 ist eine Spulenspindle 13 gelagert. Diese trägt eine Spule 14, auf welche ein bandförmiger Sicherheitsgurt 15 derart aufgewickelt ist, daß der Benutzer ihn von der Spule abziehen kann, wobei diese jedoch durch on'nc Fl η oh band-Spiralfeder 16 in der Aufwickelrichtung belastet ist.In the illustrated embodiment has a seat belt retractor 10 a frame 11 composed of two parts. A bobbin spindle 13 is located in bearings 12 arranged on one of the frame parts stored. This carries a spool 14 on which a belt-shaped seat belt 15 is wound up in such a way that the user can pull it off the bobbin, but this by on'nc Fl η oh ribbon spiral spring 16 is loaded in the winding direction.
I1IIn aus dem Rahmen der Aufwickelvorrichtung hervorstehendes Endstück der Spulenspindel 13 trägt ein Ritzel 18, welches mit einem einen relativ großen Durchmesser aufweisenden Zahnrad 19 kämmt. Dieses sitzt auf einer Zwischenwelle 20, welche mittels Lagern 25 drehbar im Rahmen 11 der Aufwickelvorrichtung gelagert ist.Die Zwischenwelle trägt außerdem eine spiralgenutete Kegelscheibe 22, der gegenüber eine auf einer Federwelle 24 sitzende zweite spiralgenutete Kegelscheibe 23 derart angeordnet ist, daß sich die beiden Kegelscheiben in einander entgegengesetzten Richtungen verjüngen.I 1 IIn protruding from the frame of the reel-up end of the spool spindle 13 carries a pinion 18, which meshes with a relatively large diameter gear 19th This sits on an intermediate shaft 20, which is rotatably mounted by means of bearings 25 in the frame 11 of the winding device. The intermediate shaft also carries a spiral-grooved conical pulley 22, which is opposite a second spiral-grooved conical pulley 23 seated on a spring shaft 24 so that the two conical pulleys are arranged taper in opposite directions.
Die Federwelle 24 ist mittels Lagern 21 drehbar im Rahmen 11 der Aufwickelvorrichtung gelagert und hat in einem Endstück einen Schlitz 26 für die Aufnahme des radial inneren Endes der als Flachbandspirale ausgebildeten Rückstellfeder 16, deren radial äußeres Ende an einem am Rahmen 11 hervorstehenden Stift 28 festgelegt ist.The spring shaft 24 is rotatable by means of bearings 21 in the frame 11 of the winding device mounted and has a slot 26 in an end piece for receiving the radially inner end of the ribbon spiral Return spring 16, the radially outer end of which is fixed to a pin 28 protruding from the frame 11.
Die beiden spiralgebuteten Kegelscheiben sind über ein Zugglied 30 miteinander verbunden. In der dargestellten Ausführungsform ist das Zugglied 30 aus einem polymeren Material, z.B. Nylon, geformt und hat an beiden Enden jeweils einen Kopf 31· Wie man in Fig. 2 erkennt, ist das Zugglied 30 in Gestalt einer Flachbandspirale geformt und auf die beiden Kegelscheiben 22 und 23 aufgewickelt, wobei die Köpfe 31 in Sitzen 32 jeweils an dem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende der Scheiben festgehalten sind. Da die als Flachbandspirale ausgebildete Rückstellfeder stets in einer Richtung wirksam ist, ist das Zugglied 30 ständig unter Zugspannung gehalten. Bei einer Drehung der Federwelle bewegt sich das Zugglied jedoch in Axialrichtung entlang den spiralgenuteten Kegelscheiben und bewirkt dadurch eine Änderungen des Drehmomentverhältnisses zwischen der Federwelle und der Zwischen welle. Da das Zahnrad 19 einen größeren Durchmesser hat als das Ritzel 18, muß die von der Rückstellfeder auf die Federwelle ausgeübte Rückstellkraft größer sein als bei einem Übertragungsverhältnis von 1:1. Daher ist zwar einerseits die Verwendung einer stärkeren Feder notwendig, andererseits ist jedoch eine geringere Anzahl von Federwindüngen erforderlich, da die Federwelle eine geringere Anzahl von Umdrehungen vollführt. Da ferner eine geringere Anzahl von Windungen des Zugglieds 30 auf den Kegelscheiben erforderlich ist als bei einem Übertragungsverhältnis von 1:1, läßt sich die Länge der Kegelscheiben ent-The two spiral grooved conical disks are connected via a tension member 30 connected with each other. In the illustrated embodiment, the tension member 30 is molded from and has a polymeric material such as nylon a head 31 at both ends. As can be seen in FIG. 2, the tension member 30 is shaped in the form of a ribbon spiral wound onto the two conical disks 22 and 23, the heads 31 in seats 32 in each case on the one having the larger diameter End of the discs are held. Since the return spring designed as a flat spiral is always effective in one direction is, the tension member 30 is kept under tension at all times. When the spring shaft rotates, however, the tension member moves in the axial direction along the spiral-grooved conical pulleys and thereby causes a change in the torque ratio between the spring shaft and the Between wave. Since the gear 19 has a larger diameter than the pinion 18, the action of the return spring on the spring shaft must be The restoring force must be greater than with a transmission ratio of 1: 1. Therefore, on the one hand, the use of a stronger spring is on the one hand necessary, but on the other hand a smaller number of spring windings is required required because the spring shaft completes a smaller number of revolutions. Furthermore, since a smaller number of turns of the Tension member 30 is required on the conical pulleys than in a transmission ratio of 1: 1, the length of the conical disks can be determined
ι» t Ι· Λι »t Ι · Λ
.;■·;.-; 331 ssso.; ■ ·; .-; 331 ssso
sprechend verkürzen.shorten speaking.
Die vorstehend beschriebene Aufwickelvorrichtung mit Zwischenwelle stellt lediglich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. κ Offensichtlich kann eine der beiden spiralgenuteten Kegelscheiben auch unmittelbar auf der Spulenspindel angeordnet sein. Ferner braucht es sich nicht bei beiden Scheiben um spiralgenutete Kegelscheiben zu handeln, vielmehr kann eine der Scheiben auch zylindrische Form haben, und ebenfalls ist es nicht immer notwendig, beide Scheiben mit Spirally Q nuten zu versehen. The winder with intermediate shaft described above represents only a preferred embodiment of the invention. κ Obviously, one of the two spiral-grooved conical disks can also be arranged directly on the bobbin spindle. Furthermore, both disks do not need to be spiral-grooved conical disks rather, one of the disks can also have a cylindrical shape, and it is also not always necessary to provide both disks with spiral Q grooves.
Das Zugglied ist in der beschriebenen Ausführungsform als Spirale ausgebildet. Diese Form ist besonders zweckmäßig, da sie den Zusammenbau der Aufwickelvorrichtung erleichtert. Offensichtlich sind jedoch auch andere gleichwertige Anordnungen anwendbar. So kann das Zugglied etwa aus einem gewebten Band, einem Flachstahlband, einem runden Stahldraht oder aus geeignetem Fasermaterial sein, solange es nur dazu geeignet ist, die von der Rückstellfeder ausgeübte Belastung auf die Spulenspindel zu übertragen.In the embodiment described, the tension member is designed as a spiral. This shape is particularly useful because it facilitates the assembly of the winder. Obvious, however, are too other equivalent arrangements applicable. For example, the tension member can consist of a woven band, a flat steel band, or a round steel wire or made of a suitable fiber material, as long as it is only suitable for the load exerted by the return spring on the bobbin spindle transferred to.
Ein Gehäuse 35 an einem Ende des Rahmens 11 enthält eine Sperreinrichtung, welche jedoch kein Teil der Erfindung darstellt. Eine geeignete Sperreinrichtung, welche auf Beschleunigungen anspricht und die Spule gegen das Abrollen des Sicherheitsgurts verriegelt, wenn das Fahrzeug einen Aufprall erleidet, ist in der australischen Patentanmeldung 82188/82 der Anmelderin beschrieben.A housing 35 at one end of the frame 11 contains a locking device, which however does not form part of the invention. A suitable locking device, which responds to accelerations and the Spool locked against unwinding of the seat belt when the vehicle suffers an impact is in the Australian patent application 82188/82 by the applicant.
In Fig. 3 ist die Zugspannung des Sicherheitsgurts beim Abrollen und Aufwickeln grafisch dargestellt.Die durchgehende Linie veranschaulicht ein durch die Erfindung erzielbares Ergebnis und läßt erkennen, daß die Zugspannung im nahezu vollständig aufgewickelten Zustand des Gurts größer ist als im vollständig abgerollten Zustand. Zum Vergleich gibt die gestrichelte Linie die entsprechenden Verhältnisse bei bekannten Vorrichtungen an.In Fig. 3 is the tension of the seat belt when unrolling and Winding shown graphically. Solid line illustrates a result achievable by the invention and shows that the tensile stress in the almost completely wound state of the belt is larger than when completely unrolled. For comparison, the dashed line shows the corresponding ratios for known ones Devices.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform mit einer Zwischenwelle und einer SpulenspindeJ beschränkt. Bei Verwendung von Kegelscheiben größerer Länge kann eine derselben vielmehr auf derThe invention is not limited to the described embodiment with a Intermediate shaft and a bobbin spindleJ limited. When using Conical pulleys of greater length can be one of the same rather on the
Spulenspindel selbst angeordnet sein, wobei dann das aus dem Zahnrad und dem Ritzel gebildete Getriebe weggelassen werden kann.Spool spindle itself be arranged, in which case that from the gear and the gear formed by the pinion can be omitted.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: SCHWABE, H., DIPL.-ING. SANDMAIR, K., DIPL.-CHEM. |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |