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Dokumentenidentifikation DE10162374C1 08.05.2003
Titel Sicherheitsgurtaufroller mit elektromotorischer Vorstraffung und Komfortfedersystem
Anmelder AUTOLIV DEVELOPMENT AB, Vargarda, SE
Erfinder Lucht, Andreas, Dipl.-Ing., 25358 Horst, DE;
Wittenberg, Geert Helge, Dipl.-Ing., 22848 Norderstedt, DE;
Matzen, Frank, Dipl.-Ing., 22459 Hamburg, DE;
Ziel, Erik, Dipl.-Ing., 25451 Quickborn, DE
Vertreter Müller, K., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 40878 Ratingen
DE-Anmeldedatum 19.12.2001
DE-Aktenzeichen 10162374
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.05.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.05.2003
IPC-Hauptklasse B60R 22/44
IPC-Nebenklasse B60R 22/34   
Zusammenfassung Bei einem Sicherheitsgurtaufroller, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mti einem fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv angesteuerten Blockiersystem, mit einer die Gurtwelle in Gurtaufwickelrichtung vorspannenden Aufwickelfeder sowie mit einer auf die Gurtwelle einwirkenden, von einem Elektromotor angetriebenen Straffeinrichtung, ist zusätzlich ein Komfortfedersystem (17, 27) vorgesehen, wobei der Elektromotor (13) für die Schaltung des Schaltelementes (18) als Bestandteil des Komfortfedersystems (17, 27) herangezogen ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit einem fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv angesteuerten Blockiersystem, mit einer die Gurtwelle in Gurtaufwickelrichtung vorspannenden Aufwickelfeder sowie mit einer auf die Gurtwelle einwirkenden, von einem Elektromotor angetriebenen Straffeinrichtung, wobei der Elektromotor mit der Gurtwelle über ein zwischengeschaltetes Getriebe kuppelbar ist.

Ein Sicherheitsgurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ergibt sich aus der EP 0 893 313 A2. An die Gurtwelle des Gurtaufrollers ist ein sowohl in der Gurtabwickelrichtung als auch in der Gurtaufwickelrichtung drehbarer Elektromotor ankuppelbar, von welchem über ein zwischengeschaltetes Getriebe in Abhängigkeit von bestimmten Fahrsituationen einstellbare Drehmomente auf die Gurtwelle zur Einwirkung bringbar sind. Dabei kann in vorgegebenen Schaltpositionen des Getriebes das vom Elektromotor gelieferte Drehmoment sowohl für eine reversible Vorstraffung als auch für eine Leistungsstraffung auf die Gurtwelle übertragen werden.

Soweit bei derartigen Gurtaufrollern auch die Forderung besteht, den Anlegekomfort des Gurtbandes zu verbessern, indem die Wirkung der Aufwickelfeder bei angelegtem Sicherheitsgurt abgeschwächt und damit der auf der Schulter des angeschnallten Fahrzeuginsassen lastende Druck vermindert wird, ist bei dem aus der EP 0 893 313 A2 bekannten Gurtaufroller bei dem Getriebe eine dritte Getriebestufe vorgesehen, mittels derer die Aufhängung für die Aufwickelfeder verschoben wird derart, daß die Federwirkung der Aufwickelfeder insgesamt abgeschwächt ist. Mit dieser Maßnahme ist der Nachteil verbunden, daß die Verstellung der Federaufhängung aufwendig und über die lange Lebensdauer eines Gurtaufrollers auch anfällig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Gurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen den Anlegekomfort des Gurtbandes zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß der Gurtaufroller ein aus zwei in Reihe zueinander angeordneten und unterschiedliche Federkennlinien aufweisenden Federn bestehendes, mittels eines Schaltelementes zwischen zwei Betriebszuständen schaltbares Komfortfedersystem aufweist und daß der Elektromotor mit einem in unterschiedlichen Drehrichtungen antreibbaren Übertragungsrad gekoppelt ist, welches mit dem Schaltelement des Komfortfedersystems derart zusammenwirkt, daß das Schaltelement in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Übertragungsrades in unterschiedliche Schaltpositionen überführbar ist und dadurch das Komfortfedersystem zwischen dessen unterschiedlichen Betriebszuständen schaltet.

Die Integration eines aus zwei in Reihe zueinander angeordneten und unterschiedliche Federkennlinien aufweisenden Federn bestehenden Komfortfedersystems, welches mittels eines Schaltelementes zwischen zwei Betriebszuständen schaltbar ist, zur Verbesserung des Anlegekomforts in einen Sicherheitsgurtaufroller ist im Grundsatz aus der DE 199 52 371 C1 bekannt. Hierbei ist für die Ansteuerung des Schaltelements ein kompliziert aufgebautes Getriebe vorgesehen, welches die Umdrehungszahl der Gurtwelle beim Abwickeln bzw. Aufwickeln des Gurtbandes in die Schaltung einer Sperrklinke als Schaltelement umsetzt. Hierbei ist es weiterhin aus der US 4 564 153 A bekannt, die Schaltung eines entsprechenden Schaltelementes über einen über ein externes Signal ansteuerbaren Elektromagneten vorzunehmen.

Mit der Erfindung dagegen ist der Vorteil verbunden, daß der ohnehin bei einem Gurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen vorhandene Elektromotor auch für die Ansteuerung des Schaltelements des Komfortfedersystems herangezogen ist, ohne daß zusätzliche aufwendige Maßnahmen zu treffen sind.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß das zwischen den Betriebszuständen des Komfortfedersystems schaltbare Schaltelement als in unterschiedliche Schaltpositionen überführbare Sperrklinke (18) ausgebildet ist. Hierbei kann im einzelnen vorgesehen sein, daß mit der Aufwickelfeder eine schwächer als die Aufwickelfeder dimensionierte Komfortfeder über ein Klinkenrad in Reihe geschaltet ist, wobei die Komfortfeder mit ihrem inneren Ende an der Gurtwelle und mit ihrem äußeren Ende an dem Klinkenrad und die Aufwickelfeder mit ihrem inneren Ende an dem Klinkenrad und mit ihrem äußeren Ende an dem Gehäuse angeschlossen ist und zur Ansteuerung der Federn die in Abhängigkeit vom Schaltzustand mit dem Klinkenrad in Eingriff zu bringende Sperrklinke vorgesehen ist, und daß die Sperrklinke zwischen ihrer Eingriffsstellung und ihrer Freigabestellung für das Klinkenrad längsverschiebbar angeordnet und an ihrer einen Flanke mit einer mit dem außenverzahnten Übertragungsrad im Kämmeingriff stehenden Außenverzahnung versehen ist. Es kann vorgesehen sein, daß das Übertragungsrad Bestandteil des an den Elektromotor angeschlossenen Getriebes ist. Hierbei ist das Getriebe in einer konstruktiv einfachen und funktionssicheren Weise an die Sperrklinke gekoppelt und zu deren Schaltung eingerichtet. Eine Ansteuerung des mit der Sperrklinke gekoppelten Übertragungsrades über den Elektromotor entweder in der Gurtaufwickelrichtung oder in der Gurtabwickelrichtung führt zu einer Verschiebung der Sperrklinke zwischen deren Eingriffsstellung und deren Freigabestellung mit dem Klinkenrad.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß das Klinkenrad für den Eingriff der Sperrklinke eine derart angeordnete und ausgelegte Außenverzahnung aufweist, daß bei durch eine vom Elektromotor angesteuerte Drehung des Übertragungsrades bewirkter Verlagerung der Sperrklinke in deren Eingriffsstellung mit dem Klinkenrad bei Gurtbandauszug die Sperrklinke über die Außenverzahnung des Klinkenrades ratscht und die Sperrklinke erst mit der Rückdrehung der Gurtwelle in Aufwickelrichtung das Klinkenrad festlegt und auf die Komfortfeder umschaltet. Wie aus der genannten DE 199 52 371 C1 ebenfalls bereits bekannt ist, muß auch nach der durch die Elektromotoransteuerung bewirkten Verlagerung der Sperrklinke in deren Eingriffsstellung mit der Außenverzahnung des Klinkenrades ein Gurtbandauszug jeweils gegen die Wirkung der Aufwickelfeder durchgeführt werden, weil die Sperrklinke zunächst über die entsprechend ausgebildete Außenverzahnung des Klinkenrades hinwegrutscht, so daß bei Gurtbandauszug trotz der bereits erfolgten Schaltung der Sperrklinke eine Festlegung des Klinkenrades noch nicht erfolgt. In diesem Zustand ist lediglich eine Umschaltbereitschaft des Systems hergestellt. Erst bei einem beginnenden Gurtbandeinzug schlägt die Außenverzahnung des Klinkenrades gegen die an dem Umfang des Klinkenrades eingeschwenkte Sperrklinke, und durch die somit bewirkte Festlegung des Klinkenrades wird die Komfortfeder zugeschaltet.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Außenverzahnung der Sperrklinke nachgiebig ausgebildet ist, um ein Überratschen der Außenverzahnung des Übertragungsrades über die Außenverzahnung der Sperrklinke zu ermöglichen. In alternativen Ausführungsformen kann dabei entweder die Außenverzahnung an einer an der Sperrklinke angebrachten Kontur aus einem nachgiebigen Material ausgebildet sein, oder die Außenverzahnung ist an einer federnd an der Sperrklinke angeordneten Leiste ausgebildet.

Dieses Überratschen des Übertragungsrades über die Außenverzahnung der Sperrklinke wird weiterhin dadurch verbessert, daß nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, daß die Sperrklinke sowohl in ihre Eingriffsstellung als auch in ihre Freigabestellung für das Klinkenrad jeweils durch eine Feder vorgespannt ist.

Es kann vorgesehen sein, daß die Sperrklinke mit einem Langloch auf einem Gehäusezapfen gelagert ist. Hierbei kann in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß das Langloch einen bogenförmigen, die Sperrklinke bei ihrer Verschiebung auf dem Gehäusezapfen auf einem Kreisbogenabschnitt führenden Verlauf aufweist. Somit muß die Sperrklinke nicht in einer exakt radialen Zuordnung zum Klinkenrad ausgerichtet sein, sondern wird in einer Art Tangentialbewegung von der Eingriffsstellung in die Freigabestellung überführt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Sicherheitsgurtaufroller mit Elektromotor und Komfortfedersystem in einer Gesamtdarstellung,

Fig. 2 den Sicherheitsgurtaufroller gemäß Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht bei abgeschaltetem Komfortsystem,

Fig. 3 den Sicherheitsgurtaufroller gemäß Fig. 2 bei zugeschaltetem Komfortsystem.

Fig. 1 zeigt den Sicherheitsgurtaufroller 10 in seinem Aufbau mit einem U-förmigen Gehäuse 11 und einer zwischen den Gehäuseschenkeln gelagerten Gurtwelle 12. An einem Gehäuseschenkel des Gehäuses 11 ist ein Elektromotor 13 angeflanscht, welcher über ein kleines Getrieberad 14, ein zwischengeschaltetes weiteres Getrieberad (nicht sichtbar) und ein großes Getrieberad 15 auf die Gurtwelle 12 einwirkt.

Als Bestandteil des an sich bekannten Komfortfedersystems ist ein Klinkenrad 16 mit einer Außenverzahnung 23 angeordnet, auf deren Außenseite in an sich aus der DE 199 52 371 C1 bekannter Weise eine Aufwickelfeder 17 angeordnet ist, die mit ihrem einen Ende an einem Gehäuseteil, vorzugsweise einer äußeren, nicht dargestellten Abdeckung und mit ihrem inneren Ende 30 an einem Wellenzapfen 29 des Klinkenrades 16 befestigt ist.

Von dem Elektromotor 13 ist ein Übertragungsrad 20 mit einer Außenverzahnung 31 antreibbar, welches mit einer längsverschiebbar angeordneten Sperrklinke 18 als Schaltelement für das Komfortfedersystem zusammenwirkt, die zu ihrer Längsverschiebung ein Langloch 19 aufweist. Die Eingriffsspitze 24 der Sperrklinke 18 wirkt mit der Außenverzahnung 23 des Klinkenrades 16 zusammen, wie anhand der nachfolgend beschriebenen Fig. 2 und 3 erläutert ist.

In Fig. 2 ist in einer schematisierten Seitenansicht der Sicherheitsgurtaufroller mit seinen Bestandteilen gemäß Fig. 1 dargestellt, wobei das Komfortsystem abgeschaltet ist. Diese Abschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke 18 nicht in Eingriff mit der Außenverzahnung 23 des Klinkenrades 16 steht bzw. stehen kann, so daß in diesem Schaltzustand das Klinkenrad 16 frei drehen kann und somit die von der Aufwickelfeder 17 ausgehende Federkraft über die zwischen Klinkenrad 16 und Gurtwelle 12 liegende Komfortfeder 27 auf die Gurtwelle 12 überträgt. Ist also gemäß Fig. 2 das Komfortsystem abgeschaltet, so wirkt die Aufwickelfeder 17 auf die Gurtwelle 12 ungehindert ein.

Dieser Abschaltzustand des Komfortsystems ist dadurch eingerichtet, daß aufgrund einer Drehung des Übertragungsrades 20 in Gurtaufwickelrichtung (im Uhrzeigersinn) durch Eingriff der Außenverzahnung 31 des Übertragungsrades 20 mit der an einer Längsflanke der Sperrklinke 18 ausgebildeten Außenverzahnung 25 in die aus Fig. 2 ersichtliche, nach oben auswärts weggeschwenkte Freigabestellung verschoben ist, wobei die Sperrklinke 18 durch die erste Zugfeder 21 in diese Freigabestellung vorgespannt und darin gehalten wird. Die tangentiale Verschiebebewegung der Sperrklinke 18 wird durch eine bogenförmige Ausgestaltung des Langloches 19 herbeigeführt, mit welchem die Sperrklinke 18 auf einem Gehäusezapfen 26 angeordnet ist.

Aus Fig. 2 ist ferner die Komfortfeder 27 ersichtlich, deren inneres Ende 28 an der Gurtwelle 12 eingehängt ist, und deren äußeres Ende in einer Aufhängung 32 am Klinkenrad 16 festgelegt ist. Es ist weiterhin bei 36 an dem Klinkenrad 16 eine weitere Steuerfeder 35 eingehängt, die mit der Komfortfeder 27 derart zusammenwirkt, daß beim Zuschalten der Aufwickelfeder 17 und dem damit verbundenen Spannen der Komfortfeder 27 die Komfortfeder 27 am Ende des Spannvorganges festgehalten wird.

Soll das Komfortsystem zugeschaltet werden, so wird der Elektromotor 13 im Sinne einer Drehung des Übertragungsrades 20 in Gurtbandauszugsrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) angesteuert, so daß durch diese Drehung des Übertragungsrades 20 die Sperrklinke 18 in die untere, aus Fig. 3 ersichtliche Position verschoben wird, in welche die Sperrklinke 18 durch die zweite Zugfeder 22 vorgespannt ist. Die Verschiebung der Sperrklinke 18 durch die Drehung des Übertragungsrades 20 aus der in Fig. 2 dargestellten Freigabestellung geschieht dabei entgegen der Wirkung der ersten Zugfeder 21, bis während des Verschiebeweges die zweite Zugfeder 22 die Bewegung der Sperrklinke 18 unterstützt und die Sperrklinke 18 in die in Fig. 3 dargestellte Eingriffsstellung zieht, in welcher die Eingriffsspitze 24 der Sperrklinke 18 am äußeren Umfang des Klinkenrades 16 anliegt. Bei der in Fig. 3 dargestellten Position handelt es sich somit noch um eine Stellung, in welcher eine Umschaltbereitschaft des Systems hergestellt wird. Erst mit der Rückdrehung der Gurtwelle 12 in Gurtbandauszugsrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) kommt der nächste Zahn der Außenverzahnung 23 des Klinkenrades 16 in Eingriff mit der Eingriffsspitze 24 der Sperrklinke 18, so daß das Klinkenrad 16 in seiner weiteren Drehung festgelegt ist. In dieser Stellung kann die Aufwickelfeder 17 nicht mehr auf die Gurtwelle einwirken, und somit arbeitet lediglich noch die zwischen dem festgelegten Klinkenrad 16 und der Gurtwelle 12 angeordnete Komfortfeder 27.

In Fig. 2 und 3 ist angedeutet, daß die Außenverzahnung 25 der Sperrklinke 18 an einem Materialabschnitt 33 aus einem nachgiebigen Material, vorzugsweise einem Elastomermaterial ausgebildet ist, so daß die Außenverzahnung 25 der Sperrklinke 18 entsprechend nachgiebig ist. Damit ist sichergestellt, daß auch bei Erreichen der jeweiligen Endlage der Sperrklinke 18 sich das Übertragungsrad 20 noch um einen Drehwinkel weiterdrehen kann und dabei über die Elastomerkontur 33 hinwegratscht.


Anspruch[de]
  1. 1. Sicherheitsgurtaufroller, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit einem fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv angesteuerten Blockiersystem, mit einer die Gurtwelle in Gurtaufwickelrichtung vorspannenden Aufwickelfeder sowie mit einer auf die Gurtwelle einwirkenden, von einem Elektromotor angetriebenen Straffeinrichtung, wobei der Elektromotor mit der Gurtwelle über ein zwischengeschaltetes Getriebe kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtaufroller (10) ein aus zwei in Reihe zueinander angeordneten und unterschiedliche Federkennlinien aufweisenden Federn (17, 27) bestehendes, mittels eines Schaltelementes (Sperrklinke 18) zwischen zwei Betriebszuständen schaltbares Komfortfedersystem aufweist und daß der Elektromotor (13) mit einem in unterschiedlichen Drehrichtungen antreibbaren Übertragungsrad (20) gekoppelt ist, welches mit dem Schaltelement des Komfortfedersystems derart zusammenwirkt, daß das Schaltelement in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Übertragungsrades (20) in unterschiedliche Schaltpositionen überführbar ist und dadurch das Komfortfedersystem zwischen dessen unterschiedlichen Betriebszuständen schaltet.
  2. 2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den Betriebszuständen des Komfortfedersystems schaltbare Schaltelement als in unterschiedliche Schaltpositionen überführbare Sperrklinke (18) ausgebildet ist.
  3. 3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Aufwickelfeder (17) eine schwächer als die Aufwickelfeder (17) dimensionierte Komfortfeder (27) über ein Klinkenrad (16) in Reihe geschaltet ist, wobei die Komfortfeder (27) mit ihrem inneren Ende (28) an der Gurtwelle (12) und mit ihrem äußeren Ende (32) an dem Klinkenrad (16) und die Aufwickelfeder (17) mit ihrem inneren Ende (30) an dem Klinkenrad (16) und mit ihrem äußeren Ende an dem Gehäuse angeschlossen ist und zur Ansteuerung der Federn (17, 27) die in Abhängigkeit vom Schaltzustand mit dem Klinkenrad (16) in Eingriff zu bringende Sperrklinke (18) vorgesehen ist, und daß die Sperrklinke (18) zwischen ihrer Eingriffsstellung und ihrer Freigabestellung für das Klinkenrad (16) längsverschiebbar angeordnet und an ihrer einen Flanke mit einer mit dem außenverzahnten Übertragungsrad (20) im Kämmeingriff stehenden Außenverzahnung (23) versehen ist.
  4. 4. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsrad (20) Bestandteil des an den Elektromotor (13) angeschlossenen Getriebes (14, 15) ist.
  5. 5. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Klinkenrad (16) für den Eingriff der Sperrklinke (18) eine derart angeordnete und ausgelegte Außenverzahnung (23) aufweist, daß bei durch eine vom Elektromotor (13) angesteuerte Drehung des Übertragungsrades (20) bewirkter Verlagerung der Sperrklinke (18) in deren Eingriffsstellung mit dem Klinkenrad (16) bei Gurtbandauszug die Sperrklinke (18) über die Außenverzahnung (23) des Klinkenrades (16) ratscht und die Sperrklinke (18) erst mit der Rückdrehung der Gurtwelle (12) in Aufwickelrichtung das Klinkenrad (16) festlegt und auf die Komfortfeder (27) umschaltet.
  6. 6. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenverzahnung (25) der Sperrklinke (18) nachgiebig ausgebildet ist, um ein Überratschen der Außenverzahnung (31) des Übertragungsrades (20) über die Außenverzahnung (25) der Sperrklinke (18) zu ermöglichen.
  7. 7. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenverzahnung (25) an einer an der Sperrklinke (18) angebrachten Kontur (33) aus einem nachgiebigen Material ausgebildet ist.
  8. 8. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenverzahnung (25) an einer federnd an der Sperrklinke (18) angeordneten Leiste ausgebildet ist.
  9. 9. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (18) sowohl in ihre Eingriffsstellung als auch in ihre Freigabestellung für das Klinkenrad (16) jeweils durch eine Feder (21, 22) vorgespannt ist.
  10. 10. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (18) mit einem Langloch (19) auf einem Gehäusezapfen (26) gelagert ist.
  11. 11. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch (19) einen bogenförmigen, die Sperrklinke (18) bei ihrer Verschiebung auf dem Gehäusezapfen (26) auf einem Kreisbogenabschnitt führenden Verlauf aufweist.






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