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Dokumentenidentifikation DE102004016926A1 09.12.2004
Titel Gurtstrafferantrieb
Anmelder TRW Automotive GmbH, 73553 Alfdorf, DE
Erfinder Foussier, Patrick, 73571 Göggingen, DE;
Singer, Markus, 73262 Reichenbach, DE;
Hönl, Wolf-Dieter, 73560 Böbingen, DE;
Nuding, Martin, 73550 Waldstetten, DE
Vertreter Prinz und Partner GbR, 81241 München
DE-Anmeldedatum 06.04.2004
DE-Aktenzeichen 102004016926
Offenlegungstag 09.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.12.2004
IPC-Hauptklasse B60R 22/46
Zusammenfassung Die Erfindung zeigt einen Gurtstrafferantrieb (10; 110) für ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem, mit einem Antriebsmittel, mehreren Massekörpern (22; 122), die von dem Antriebsmittel beschleunigt werden können, einer Antriebswelle (16; 116), und einem Mitnehmerrad (14; 114), wobei das Mitnehmerrad von den Massekörpern in Drehung versetzt werden kann, um die Antriebswelle anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kupplungsmechanismus vorgesehen ist, der von den Massekörpern (22; 122) auslösbar ist, um das Mitnehmerrad (14; 114) zu Beginn eines Straffvorgangs mit der Antriebswelle (16; 116) zu koppeln.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Gurtstafferantrieb für eine Fahrzeuginsassenrückhaltesystem, mit einem Antriebsmittel, mehreren Massekörpern, die von dem Antriebsmittel beschleunigt werden können, einer Antriebswelle, und einem Mitnehmerrad, wobei das Mitnehmenad von den Massekörpern in Drehung versetzt werden kann, um die Antriebswelle anzutreiben.

Ein solcher Gurtstrafferantrieb ist aus der DE 101 19 199 A1 bekannt. Er dient dazu, über eine Antriebswelle eine Gurtspule anzutreiben, um im Rückhaltefall Gurtband aufzurollen, sodaß eine eventuell vorhandene Gurtlose beseitigt wird. Am Mitnehmenad ist eine Innenverzahnung angebracht, die einen größeren Radius aufweist als die Verzahnung der Antriebswelle. Das Mitnehmerrad ist mit Scherstiften so im Gehäuse des Gurtstrafferantriebs befestigt, daß die Verzahnungen im Ruhezustand nicht ineinandergreifen. Erst wenn das Mitnehmerrad von den Massekörpern getroffen wird und die Scherstifte brechen, wird das Mitnehmerrad aus seiner Ruheposition gelöst und die Innenverzahnung kann in die Verzahnung der Antriebswelle greifen.

Die Erfindung schafft einen Gurtstrafferantrieb, der eingangs genannten Art, bei dem ein Kupplungsmechanismus vorgesehen ist, der von den Massekörpern auslösbar ist, um das Mitnehmerrad zu Beginn eines Straffvorgangs mit der Antriebswelle zu koppeln. Der Kupplungsmechanismus gewährleistet eine einfache und zuverlässige kraftschlüssige Verbindung des Mitnehmenades mit der Antriebswelle. Dadurch kann der Sicherheitsgurt ohne Behinderung durch den Gurtstraffer benutzt werden, da die Antriebswelle vor dem Straffvorgang frei drehbar bleibt, und dadurch ungehindert vom Gurtstrafferantrieb Gurtband ab- oder aufgerollt werden kann. Ein Kupplungsmechanismus ermöglicht es auch, daß die Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Mitnehmenad am Ende des Straffvorgangs in einem vorherbestimmten, definierten Zustand verbleibt und zwar unabhängig davon, ob alle Massenkörper das Mitnehmenad durchlaufen haben oder der Straffvorgang vorher abgebrochen wurde, etwa weil nur eine geringe Länge an Gurtband aufgerollt werden konnte, da nur eine kleine Gurtlose vorhanden war. Dieser Endzustand kann sowohl darin bestehen, daß die Kopplung zwischen der Antriebswelle und dem Mitnehmenad erhalten bleibt, als auch darin, daß die Kopplung wieder getrennt wird, um den Gurtaufroller nach dem Straffvorgang wieder normal benutzen zu können.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Dazu wird Bezug genommen auf die beigefigten Zeichnungen, in welchen zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Gurtstrafferantriebs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einem ersten Zustand;

2 der Gurtstrafferantrieb aus 1 in einem zweiten Zustand;

3 der Gurtstrafferantrieb aus 1 in einem dritten Zustand;

4 der Gurtstrafferantrieb aus 1 in einem vierten Zustand; und

5 eine schematische Ansicht eines Gurtstrafferantriebs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Gurtstrafferantriebs 10 schematisch in einem Ausgangszustand, d.h. vor der Auslösung eines Straffvorgangs, dargestellt. Der Gurtstrafferantrieb 10 besitzt ein Gehäuse 12, in dem ein Mitnehmenad 14 drehbar gelagert ist. Konzentrisch zum Mitnehmenad 14 ist eine Antriebswelle 16 angeordnet, mittels welcher der Gurtstrafferantrieb 10 in bekannter Weise einen hier nicht dargestellten Gurtaufroller antreiben kann, indem beispielsweise die Antriebswelle 16 drehfest mit einer Gurtspule des Gurtaufrollers verbunden ist. Die Antriebswelle 16 ist außerdem mit einer Verzahnung 18 versehen.

Der Gurtstrafferantrieb weist weiterhin ein Antriebsmittel auf, das in den Figuren als Treibrohr 20 mit einem geschlossenen Ende und einem offenen Ende, welches in das Gehäuse 12 mündet, dargestellt ist. Im Inneren des Treibrohres 20 sind mehrere Massekörper in Form von Stahlkugeln 22 und am geschlossenen Ende eine Treibladung 24 untergebracht.

Das Mitnehmerrad 14 ist an seinem Umfang mit Ausnehmungen 26 versehen, welche so ausgebildet sind, daß sie jeweils eine der Stahlkugeln 22 aufnehmen können. Weiterhin ist das Mitnehmerrad 14 mit einer Kupplungsklinke 30 ausgestattet. Die Kupplungsklinke 30 ist an einem Ende schwenkbar am Mitnehmerrad 14 gelagert. An einem anderen, freien Ende der Kupplungsklinke 30 sind Zähne 32 ausgebildet, mit denen die Kupplungsklinke 30 in die Verzahnung 18 der Antriebswelle 16 greifen kann, um das Mitnehmerrad 14 mit der Antriebswelle 16 zu koppeln. Eine Entkupplungsfeder 34 zwischen dem freien Ende der Kupplungsklinke 30 und dem Mitnehmerrad 14 hält die Kupplungsklinke 30 in ihrer in 1 gezeigten Ausgangsstellung, in welcher sie nicht in die Verzahnung 18 der Antriebswelle 16 greift.

Ein Schwenkhebel 40 ist an einem ersten Ende 42 schwenkbar im Gehäuse 12 gelagert. Mit einem zweiten, freien Ende 44 ragt der Schwenkhebel 40 in die Mündung des Treibrohres 20. Der Schwenkhebel 40 ist über einen Steuerhebel 46 mit der Kupplungsklinke 30 gekoppelt. Dabei greift ein erstes Ende des Steuerhebels 46 etwa in der Mitte des Schwenkhebels 40 an, während das zweite Ende des Steuerhebels 46 über ein Gelenk 48 an dem freien Ende der Kupplungsklinke 30 angreift.

Der Gurtstrafferantrieb 10 ist also mit einem von der Kupplungsklinke 30, der Verzahnung 18, dem Schwenkhebel 40 und dem Steuerhebel 46 gebildeten Kupplungsmechanismus versehen, der von den Massekörpern 22 auslösbar ist, um das Mitnehmenad 14 zu Beginn eines Straffvorgangs mit der Antriebswelle 16 zu koppeln, wie im folgenden beschrieben ist.

In der in 1 dargestellten Ausgangsstellung ist die Antriebswelle 16, wie bereits beschrieben, nicht mit dem Mitnehmerrad 14 gekoppelt. Somit kann sich die Antriebswelle 16 vom Gurtstrafferantrieb unbeeinflußt drehen. Ein mit der Antriebswelle 16 verbundener Gurtaufroller wird daher in seiner Funktion von dem Gurtstrafferantrieb 10 nicht behindert.

Zur Auslösung des Gurtstrafferantriebs 10 wird die Treibladung 24 gezündet. Der dabei entstehende Gasdruck treibt die Massekörper 22 aus dem Treibrohr 20. Dabei betätigt die erste der Stahlkugeln 22 den Schwenkhebel 40. Damit wird die Kupplungsklinke 30 über die aus dem Schwenkhebel 40 und dem Steuerhebel 46 bestehende Hebelvorrichtung in die Verzahnung 18 der Antriebswelle 16 eingesteuert. Die Stahlkugeln 22 treten aus der Mündung des Treibrohrs 20 aus und treffen auf das Mitnehmerrad 14, wobei sie in den Ausnehmungen 26 aufgenommen werden und dabei das Mitnehmerrad 14 in Drehung versetzen. Da das Mitnehmerrad 14 nunmehr mit der Antriebswelle 16 gekoppelt ist, wird die Antriebswelle 16 ebenfalls angetrieben, wodurch ein mit der Antriebswelle 16 verbundener Gurtaufroller Gurtband aufwickeln kann, um eine eventuell vorhandene Gurtlose zu beseitigen.

Damit sich das Mitnehmerrad 14 drehen kann, ist die Verbindung zwischen dem Schwenkhebel 40 und der Kupplungsklinke 30 trennbar, vorzugsweise indem das Gelenk 48 zwischen Steuerhebel 46 und Kupplungsklinke 30 lösbar ausgebildet ist, beispielsweise in Form eines abscherbaren Verbindungsstiftes.

Die Entkupplungsfeder 34 ist so bemessen, daß die Kupplung zwischen Mitnehmerrad 14 und Antriebswelle 16 infolge der Friktion zwischen den Zähnen 32 der Kupplungsklinke 30 und der Verzahnung 18 erhalten bleibt, solange das Mitnehmenad 14 noch ein Antriebsmoment auf die Antriebswelle ausübt. Erst wenn über die Kupplungsklinke 30 kein Drehmoment mehr auf die Antriebswelle 16 übertragen wird, löst die Entkupplungsfeder 34 die Kupplungsklinke 30 aus dem Eingriff in die Verzahnung 18. Die Antriebswelle 16 ist dann wieder frei drehbar, sodaß der Gurtaufroller seine ihm zugedachte Funktion wieder erfüllen kann. Auf diese Weise ist nach dem Ende des Straffvorgangs ein definierter Zustand gewährleistet. Dies ist vorteilhafterweise auch dann der Fall, wenn der Straffvorgang beendet wird, bevor alle Stahlkugeln 22 das Mitnehmerrad 14 passiert haben. Ein solcher Fall tritt beispielsweise dann auf, wenn keine oder nur eine sehr geringe Gurtlose vorhanden war, sodaß nur ein sehr geringer Betrag von Gurtband aufgerollt werden konnte.

Es kann unter Umständen gewünscht sein, daß am Ende des Straffvorgangs der Gurtstrafferantrieb nicht von der Antriebswelle entkoppelt ist sondern mit dieser gekoppelt bleibt, um einen definierten Zustand herzustellen. In diesem Fall kann anstelle der Entkupplungsfeder 34 eine Kuppelfeder, beispielsweise in Form einer Druckfeder vorgesehen sein, die dafür sorgt, daß die Kupplungsklinke nach dem Ende des Straffvorgangs im Eingriff mit der Verzahnung bleibt. Vor dem Straffvorgang kann die Kupplungsklinke beispielsweise von einem Hebelsystem zurückgehalten werden, das von den Massekörpern betätigt wird und daraufhin die Kupplungsklinke freigibt, damit diese in die Verzahnung der Antriebswelle greifen kann.

Eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers 110 ist in 2 schematisch dargestellt, wobei für bereits bekannte Bauteile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet wurden.

In dieser Ausführungsform ist die Kupplungsklinke 130 mit einem Steuernocken 136 versehen, der in eine der Ausnehmungen 126 des Mitnehmenades 114 ragt. Eine Stahlkugel 122, die in diese Ausnehmung 126 eintritt, betätigt den Steuernocken 136 und steuert damit die Kupplungsklinke 30 in die Verzahnung 118 des Mitnehmerrads 114. Auf diese Weise kann auf eine Hebelvorrichtung, wie sie in der ersten Ausführungsform vorgesehen war, verzichtet werden.

Der Steuernocken 136 ragt vorzugsweise in diejenige Ausnehmung 126, in welche die erste der Stahlkugeln 122 trifft, damit die Kupplung zwischen Mitnehmerrad 114 und Antriebswelle 116 gleich zu Beginn der Drehung des Mitnehmerrads 114 stattfindet.

In einer Variante der beschriebenen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, daß die Kupplungsklinke statt an dem Mitnehmenad an der Antriebswelle vorgesehen ist und z.B. in eine Innenverzahnung am Mitnehmerrad greifen kann.

In einer weiteren Variante können mehrere Kupplungsklinken vorgesehen sein, die nebeneinander oder über den Umfang des Mitnehmerrades oder der Antriebswelle verteilt angeordnet sind. Die mehreren Kupplungsklinken können vorteilhaft um einen Bruchteil der Teilung der Verzahnung versetzt angeordnet sein, damit auch dann eine sichere Kopplung gewährleistet ist, falls zufällig beim Einkoppeln einer Klinke Zahn auf Zahn trifft. Zum Einsteuern der zusätzlichen Klinken können gegebenenfalls zusätzliche Hebelmechanismen vorgesehen sein, die mit dem Hebelsystem für die erste Klinke gekoppelt oder unabhängig voneinander von den Massekörpern betätigbar sind


Anspruch[de]
  1. Gurtstafferantrieb (10; 110) für eine Fahrzeuginsassenrückhaltesystem, mit einem Antriebsmittel, mehreren Massekörpern (22; 122), die von dem Antriebsmittel beschleunigt werden können, einer Antriebswelle (16; 116), und einem Mitnehmerrad (14; 114), wobei das Mitnehmerrad von den Massekörpern in Drehung versetzt werden kann, um die Antriebswelle anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kupplungsmechanismus vorgesehen ist, der von den Massekörpern (22; 122) auslösbar ist, um das Mitnehmerrad (14; 114) zu Beginn eines Straffvorgangs mit der Antriebswelle (16; 116) zu koppeln.
  2. Gurtstafferantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsmechanismus wenigstens eine Kupplungsklinke (30; 130) aufweist, die von den Massekörpern (22; 122) in eine Verzahnung (18; 118) eingesteuert werden kann, um das Mitnehmerrad mit der Antriebswelle (16; 116) zu koppeln
  3. Gurtstafferantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsklinke (30; 130) am Mitnehmerrad vorgesehen ist und die Verzahnung (18; 118) an der Antriebswelle ausgebildet ist.
  4. Gurtstafferantrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsklinke (30; 130) mit einer Entkupplungsfeder (34; 134) versehen ist, die so dimensioniert ist, daß sie die Kupplungsklinke nicht aus der Verzahnung (18; 118) lösen kann, solange das Mitnehmerrad (14; 114) ein Drehmoment auf die Antriebswelle (16; 116) ausübt.
  5. Gurtstafferantrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwenkhebel (40) vorgesehen ist, der von den Massekörpern (22) betätigbar und über einen Steuerhebel (46) mit der Kupplungsklinke (30) gekoppelt ist.
  6. Gurtstafferantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (46) über eine lösbare Verbindung (48) mit der Kupplungsklinke (30) gekoppelt ist.
  7. Gurtstafferantrieb nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsklinke (130) mit einem Steuernocken (136) versehen ist, der von den Massekörpern (122) betätigbar ist, um die Kupplungsklinke (130) in die Verzahnung (118) einzusteuern.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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