Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller.

Aus dem Stand der Technik sind Gurtaufroller mit einem Gurtstrafferantrieb bekannt. Der Gurtstrafferantrieb wird beim Kraftfahrzeug dazu verwendet, in einer definierten Gefahrensituation die Gurtspule so anzutreiben, daß der Sicherheitsgurt aufgewickelt wird. Auf diese Weise kann zum einen die sogenannte Gurtlose bereits vor einem Unfall beseitigt werden. Zum anderen kann der Fahrzeuginsasse, wenn er sich in einer beispielsweise vorgebeugten Position befindet, in eine aufrechte Position zurückgezogen werden, die bei der drohenden Gefahrensituation vorteilhafter ist. Sobald die Gefahrensituation vorbei ist, gibt der Gurtstrafferantrieb die Gurtspule wieder frei, so daß der Gurtaufroller zu seiner herkömmlichen Funktionsweise zurückkehrt. Kommt es jedoch nach dem Aktivieren des Gurtstrafferantriebs zu einem Unfall, zieht der Fahrzeuginsasse Sicherheitsgurt von der Gurtspule ab. Dies liegt zum einen daran, daß die Gurtspule um einen bestimmten Betrag in der Abwickelrichtung des Sicherheitsgurtes gedreht werden muß, bis der Blockiermechanismus anspricht. Die Rückdrehung der Gurtspule kann aber auch auf das Vorhandensein eines Kraftbegrenzers zurückzuführen sein, der eine kontrollierte Rückdrehung der Gurtspule ermöglicht, wenn besonders hohe Kräfte im Sicherheitsgurt wirken. In jedem Fall besteht die Gefahr, daß der reversible Gurtstraffer zum Zeitpunkt der Rückdrehung der Gurtspule aktiviert ist. In diesem Fall würde er von der Gurtspule, eventuell gegen das anliegende Motordrehmoment, zurückgedreht. Um zuverlässig zu vermeiden, daß der Gurtstrafferantrieb dadurch beschädigt wird, muß er für derart hohe Belastungen ausgelegt werden, was sich in Preis, Gewicht und Bauraum niederschlägt. Andernfalls würde riskiert, daß der Gurtstrafferantrieb beschädigt wird. Falls der Unfall zu einem Totalschaden des Fahrzeugs führt, ist dies nicht weiter tragisch. Falls es sich jedoch um einen leichten Unfall handelt, bei dem das Fahrzeug an sich noch fahrtüchtig ist, müßte der beschädigte Gurtstrafferantrieb, eventuell mit dem gesamten Gurtaufroller, ausgetauscht werden, was sich in hohen Reparaturkosten niederschlägt. Des weiteren muß vermieden werden, daß sich das Blockier-/Bremsmoment des Gurtstrafferantriebs während der Kraftbegrenzung auf ein Kraftniveau des Kraftbegrenzers aufsattelt, d.h. daß der Kraftbegrenzer das anstehende Blockier-/Bremsmoment des Gurtstrafferantriebs überwinden muß, was Einfluß auf einen Rückhalteverlauf des Kraftbegrenzers nehmen würde.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gurtaufroller zu schaffen, bei dem eine Beschädigung des Gurtstrafferantriebs durch eine Rückdrehung der Gurtspule verhindert ist und der zudem einen kompakten Aufbau hat.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung einen Gurtaufroller vor, mit einer Gurtspule, einem reversiblen Gurtstrafferantrieb und einem Drehmomentbegrenzer, der zwischen dem Gurtstrafferantrieb und der Gurtspule wirksam ist, wobei der Drehmomentbegrenzer ein Antriebsteil und ein Abtriebsteil aufweist, das Antriebsteil oder das Abtriebsteil wenigstens einen Fortsatz hat und eine mit Fluid gefüllte Kammer vorgesehen ist, in die sich der wenigstens eine Fortsatz des Antriebs- bzw. des Abtriebsteils erstreckt. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, das Drehmoment zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsteil zu begrenzen, indem eine Relativbewegung zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsteil erlaubt wird, wenn ein Drehmoment in einer Höhe wirkt, die zu einer Beschädigung des Gurtstrafferantriebs oder einer signifikanten Erhöhung des Kraftbegrenzungsniveaus führen kann. Der Grenzwert, bis zu dem das Drehmoment zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsteil ohne eine Relativbewegung beider Teile übertragen wird, kann u.a. über die Viskosität des Fluids, die Fluidmenge, die Geometrie der Kammer, sowie über die Geometrie und Anzahl der Fortsätze eingestellt werden. Das übertragbare Drehmoment kann also geändert und so an unterschiedliche Ausführungen angepaßt werden. Im Überlastfall, wenn also das anliegende Drehmoment größer als das übertragbare Drehmoment ist, wird das Drehmoment begrenzt, indem eine Relativbewegung zwischen dem Gurtstrafferantrieb und der Gurtspule erlaubt wird und sich der wenigstens eine Fortsatz in dem Fluid bewegt. Der Drehmomentbegrenzer des Gurtaufrollers zeichnet sich durch einen vergleichsweise kleinen Bauraum aus.

Vorzugsweise ist der Drehmomentbegrenzer in ein Zahnrad integriert, das Teil eines Getriebes zwischen dem Gurtstrafferantrieb und der Gurtspule ist. Auf diese Weise ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Fortsatz stiftförmig. Der Fortsatz, der in die mit Fluid gefüllte Kammer taucht, bewegt sich bei Überschreiten eines Grenzwerts im Fluid. Über die Geometrie und Anzahl der Stifte kann das übertragbare Drehmoment eingestellt werden.

Der wenigstens eine Fortsatz kann als exzentrisch angeordneter Körper ausgebildet sein. Der exzentrisch angeordnete Körper ist dabei außermittig an dem Antriebs- oder dem Abtriebsteils angebracht, wobei bei Überschreiten eines Grenzwerts eine hin- und hergehende Bewegung des exzentrisch angeordneten Körpers erzeugt wird. Der exzentrische angeordnete Körper ist z.B. ein Flügel.

Die Kammer ist insbesondere von einer ringförmigen Vertiefung und einer Platte gebildet, d.h. die Kammer ist im Schnitt gesehen kreisringförmig. Über die Geometrie der Kammer und somit die in der Kammer aufgenommene Fluidmenge kann das maximal zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsteil übertragbare Drehmoment eingestellt werden.

Vorzugsweise ist ein axiales Sicherungselement vorgesehen, das das Antriebs- und das Abtriebsteil gegeneinander verspannt, d.h. das Antriebs- und das Abtriebsteil werden mit einer Anpreßkraft in axialer Richtung. zusammengedrückt. Es ist eine zuverlässige axiale Fixierung gegeben, und das Antriebs- und das Abtriebsteil können im Lastfall, d.h. bei übertragenem Drehmoment, nicht voneinander wegbewegt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers mit einem Drehmomentbegrenzer;

2 eine perspektivische Explosionsansicht des Drehmomentbegrenzers des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;

3 eine weitere perspektivische Explosionsansicht des Drehmomentbegrenzers von 2;

4 eine Draufsicht auf den Drehmomentbegrenzer der 2 und 3; und

5 eine Schnittansicht des Drehmomentbegrenzers entlang der Linie V-V in 4.

In 1 ist ein Gurtaufroller 10 gezeigt, der einen Rahmen 12 und eine drehbar im Rahmen 12 gelagerte Gurtspule 14 aufweist. Auf der Gurtspule 14 ist ein schematisch angedeuteter Sicherheitsgurt 16 aufgenommen. Die Gurtspule 14 ist über ein Getriebe 18 mit einem reversiblen Gurtstrafferantrieb 20 verbunden, der hier durch einen Elektromotor gebildet ist. Durch Ansteuern des Elektromotors kann der Gurtstrafferantrieb 20 die Gurtspule 14 in zwei Richtungen antreiben, nämlich in einer ersten Richtung zum Aufwickeln des Sicherheitsgurts 16 und in einer zweite Richtung zum Abwickeln des Sicherheitsgurts 16.

Das Getriebe 18 weist ein Stufenzahnrad 22 auf, wobei das Stufenzahnrad 22 durch ein großes Zahnrad 24 und ein kleineres Zahnrad 26 gebildet ist. Da der Kraftfluß üblicherweise vom Gurtstrafferantrieb 20 hin zur Gurtspule 14 verläuft, wird das große Zahnrad 24 auch als Antriebsteil und das kleine Zahnrad 26 auch als Abtriebsteil bezeichnet. Diese Begriffe sind aber nur zum Zwecke der besseren Unterscheidbarkeit gewählt; das Drehmoment kann auch in umgekehrter Richtung wirken, und zwar wenn vom Sicherheitsgurt 16 ein hohes Drehmoment auf die Gurtspule 14 ausgeübt wird.

Der Gurtaufroller 10 ist mit einem in 1 nur schematisch dargestellten Drehmomentbegrenzer 28 versehen, der das maximal zwischen dem Antriebsteil und dem Abtriebsteil übertragbare Drehmoment (und natürlich auch das in umgekehrter Richtung maximal vom Abtriebsteil zum Antriebsteil übertragbare Drehmoment) auf einen vorbestimmten Wert begrenzt, wodurch der Gurtstrafterantrieb 20 vor einer Beschädigung durch Überlast geschützt ist.

Der Aufbau des Stufenzahnrades 22 mit dem Drehmomentbegrenzer 28 ist in den 2 bis 5 detailliert dargestellt.

Das kleine Zahnrad 26 umfaßt einen zylindrischen, axialen Vorsprung 36 und eine Scheibe 38, an der stiftförmige Fortsätze 30 (gezeigt sind vier) angebracht sind. Das kleine Zahnrad 26 ist hohl, wobei ein Lagerstift 40 (1) in diesem Hohlraum aufgenommen werden kann. Der Lagerstift 40 dient der Lagerung des Stufenzahnrades 22 am Rahmen 12 des Gurtaufrollers 10.

Das große Zahnrad 24 (in diesem Fall das Antriebsteil) weist ein zentrales Loch 42 auf, mittels dem das große Zahnrad 24 auf den axialen Vorsprung 36 des kleinen Zahnrads 26 gesteckt werden kann, so daß es drehbar gelagert ist.

Es ist eine ringförmige Vertiefung 44 in dem großen Zahnrad 24 gebildet, insbesondere zwischen dem zentralen Loch 42 und der Mantelfläche des großen Zahnrads 24.

Im montierten Zustand (5) deckt die Scheibe 38 des kleinen Zahnrads 26 die Vertiefung 44 ab, wodurch eine Kammer 34 gebildet ist. Die Kammer 34 ist mit Fluid 32 gefüllt und liegt zwischen den beiden Zahnrädern 24, 26. Die Fortsätze 30 des kleinen Zahnrads 26 tauchen in das Fluid 32 ein und können sich im Überlastfall darin bewegen.

Zwischen dem großen und dem kleinen Zahnrad 24, 26 ist eine ringförmige Dichtung 48 vorgesehen.

Es ist ein axiales Sicherungselement 50 vorgesehen, das über den Vorsprung 36 des kleinen Zahnrads 26 geführt wird und an dem großen Zahnrad 24 anliegt. Das Sicherungselement 50 sorgt im montierten Zustand für eine Anpreßkraft in axialer Richtung.

Zwischen dem großen und dem kleinen Zahnrad 24, 26 werden solange Drehmomente ohne Relativbewegung der beiden Teile zueinander übertragen, bis das anliegende Drehmoment ein maximal übertragbares Drehmoment übersteigt, wobei das maximal übertragbare Drehmoment u.a. abhängig ist von der Viskosität des Fluids – je größer die Viskosität des Fluids, desto höher ist das übertragbare Drehmoment –, der in der Kammer 34 vorhandenen Fluidmenge, sowie der Anzahl und Geometrie der Stifte. Im Überlastfall, wenn also das anliegende Drehmoment größer als das übertragbare Drehmoment ist, findet eine Relativbewegung zwischen dem großen und dem kleinen Zahnrad 24, 26 statt. Die Fortsätze 30 bewegen sich in der mit Fluid 32 gefüllten Kammer 34, bis das anliegende Drehmoment unter das maximal übertragbare Drehmoment gesunken ist.

Falls das Fluid 32 elastisch verformbar ausgebildet ist, findet eine erneute Drehmomentbegrenzung statt, sobald das anliegende Drehmoment das maximal übertragbare Drehmoment übersteigt. Es ist also eine mehrmalige Drehmomentbegrenzung möglich.

Genausogut könnte der wenigstens eine Fortsatz 30 als exzentrisch angeordneter Körper (nicht gezeigt) beispielsweise als Flügel ausgebildet sein. Der exzentrisch angeordnete Körper bewegt sich in der Kammer 34, sobald das anliegende Drehmoment das maximal übertragbare Drehmoment übersteigt. Dann findet eine Relativbewegung zwischen dem großen und dem kleinen Zahnrad 24, 26 statt und somit eine Drehmomentbegrenzung.