DE102018219040B4

DE102018219040B4 - Belt retractor

Info

Publication number: DE102018219040B4
Application number: DE102018219040.2A
Authority: DE
Inventors: Ronald Jabusch
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2024-02-15
Anticipated expiration: 2038-11-09
Also published as: DE102018219040A1

Abstract

Gurtaufroller (1) mit-einer in einem fahrzeugfest befestigbaren Gehäuse drehbar gelagerten Gurtwelle (4), auf welcher ein Sicherheitsgurt aufwickelbar ist, und-einem Elektromotor (5) zum Antrieb der Gurtwelle (4) zu einer Drehbewegung, und-einem die Drehbewegung von dem Elektromotor (5) auf die Gurtwelle (4) übertragenden Getriebe (6), dadurch gekennzeichnet, dass-das Getriebe (6) in einem ersten Kraftübertragungsweg als Baugruppe zum Antrieb der Gurtwelle (4) mit einem ersten Drehmoment antreibbar ist, und-das Getriebe (6) durch Schalten einer Kupplung (8) unter Eröffnung eines zweiten Kraftübertragungsweges zum Antrieb der Gurtwelle (4) mit einem zweiten Drehmoment antreibbar ist, wobei-ein erstes Teil (11) des Getriebes (6) mittels einer Blockiereinrichtung gegenüber einer fahrzeugfesten Verzahnung (25) blockierbar ist, und die Kupplung (8) zwischen dem ersten Teil (11) des Getriebes (6) und einem zweiten Teil des Getriebes (6) angeordnet ist, wobei das zweite Teil des Getriebes (6) ein Teil des zweiten Kraftübertragungsweges ist.Belt retractor (1) with - a belt shaft (4) rotatably mounted in a housing that can be fixed to the vehicle, on which a seat belt can be wound, and - an electric motor (5) for driving the belt shaft (4) to a rotary movement, and - the rotary movement of the electric motor (5) transmitting the transmission (6) to the belt shaft (4), characterized in that - the transmission (6) can be driven in a first power transmission path as a subassembly for driving the belt shaft (4) with a first torque, and - that Transmission (6) can be driven with a second torque by switching a clutch (8) to open a second power transmission path for driving the belt shaft (4), a first part (11) of the transmission (6) being connected to a vehicle-mounted toothing by means of a blocking device (25) can be blocked, and the clutch (8) is arranged between the first part (11) of the transmission (6) and a second part of the transmission (6), the second part of the transmission (6) being part of the second power transmission path is.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The present invention relates to a belt retractor with the features of the preamble of claim 1.

Gurtaufroller weisen als Grundbauteile einen lasttragenden Rahmen und eine in dem Rahmen drehbar gelagerte Gurtspule auf, auf welcher ein Sicherheitsgurt aufwickelbar ist. Der Rahmen dient neben der Lagerung der Gurtspule außerdem zur Befestigung an einer Sitzstruktur oder an einer Fahrzeugstruktur und ist dafür aus einem entsprechend dicken Stahlblech hergestellt, welches zu einem U-förmigen Rahmen gebogen ist.Belt retractors have, as basic components, a load-bearing frame and a belt reel rotatably mounted in the frame, on which a seat belt can be wound. In addition to storing the belt reel, the frame is also used to attach it to a seat structure or a vehicle structure and is made from a correspondingly thick steel sheet, which is bent into a U-shaped frame.

Fahrzeugsitze mit Sicherheitsgurteinrichtungen sind z.B. in der Verwendung als Vordersitze in Cabriolets bekannt, bei denen wenigstens die Gurtaufroller der Sicherheitsgurteinrichtungen in den Rückenlehnen der Fahrzeugsitze befestigt sind. Die Gurtaufroller werden in diesem Fall mangels einer lasttragenden B-Säule und aus Gründen des Zuganges zu den hinteren Sitzen bzw. aus Gründen der Entfernung zu der hinteren Fahrzeugstruktur bevorzugt in die Rückenlehnen der Fahrzeugsitze integriert, welche damit auch zur Aufnahme der im Rückhaltefall wirkenden Zugkräfte ausgelegt werden müssen. Die Gurtaufroller selbst weisen alle Grundbauteile eines Standardgurtaufrollers auf und werden nur mit verschiedenen, speziell für den Einbau in die Rückenlehne vorgesehenen Zusatzbaugruppen, wie z.B. einem sich selbst ausrichtenden Trägheitssensor versehen.Vehicle seats with seat belt devices are known, for example, for use as front seats in convertibles, in which at least the belt retractors of the seat belt devices are fastened in the backrests of the vehicle seats. In this case, due to the lack of a load-bearing B-pillar and for reasons of access to the rear seats or for reasons of distance from the rear vehicle structure, the belt retractors are preferably integrated into the backrests of the vehicle seats, which are therefore also designed to absorb the tensile forces acting in the event of a restraint Need to become. The belt retractors themselves have all the basic components of a standard belt retractor and are only provided with various additional components specifically designed for installation in the backrest, such as a self-aligning inertia sensor.

Der Fahrzeugsitz weist in seinem Grundaufbau eine Sitzstruktur aus mehreren lasttragenden Strukturteilen auf, welche zur Befestigung des Fahrzeugsitzes an der Fahrzeugstruktur dienen. Die Sitzstruktur ist zur Verbesserung des Sitzkomforts mit Federn und einer Polsterung versehen und dient außerdem zur Befestigung weiterer Bauteile wie z.B. verschiedene Sitzverstellmechanismen, einschließlich der zugehörigen Elektromotoren und weiterer Bauteile wie Heizeinrichtungen, Sensoren, Displays, Kopfstützen und dergleichen.In its basic structure, the vehicle seat has a seat structure made up of several load-bearing structural parts, which serve to attach the vehicle seat to the vehicle structure. The seat structure is provided with springs and padding to improve seating comfort and is also used to attach other components such as various seat adjustment mechanisms, including the associated electric motors and other components such as heating devices, sensors, displays, headrests and the like.

In modernen Fahrzeugen mit autonomen Fahrsystemen wird zunehmend eine vergrößerte Verstellbarkeit der Fahrzeugsitze in verschiedene Ausrichtungen und Stellungen gefordert, damit der Fahrzeuginsasse die durch das autonome Fahren gewonnenen Freiheiten z.B. zu einer vertieften Kommunikation mit den weiteren Insassen, zu verlängerten und intensiveren Ruhephasen oder auch zur Arbeit nutzen und den Fahrzeugsitz dazu entsprechend ausrichten kann. Dies hat zur Folge, dass die Sicherheitsgurteinrichtung und insbesondere der Gurtaufroller nicht mehr wie bisher an der Fahrzeugstruktur, sondern stattdessen am Fahrzeugsitz befestigt werden muss, wie dies z.B. auch schon bei den Vordersitzen von Cabriolets der Fall war.In modern vehicles with autonomous driving systems, increased adjustability of the vehicle seats into various orientations and positions is increasingly required so that the vehicle occupant can use the freedom gained through autonomous driving, for example for in-depth communication with the other occupants, for longer and more intensive rest phases or even for work and can align the vehicle seat accordingly. The result of this is that the seat belt device and in particular the belt retractor no longer has to be attached to the vehicle structure as before, but instead to the vehicle seat, as was already the case, for example, with the front seats of convertibles.

Ferner werden Gurtaufroller in modernen Sicherheitsgurteinrichtungen mit Elektromotoren versehen, welche die Gurtwelle bei einer Aktivierung zum Beispiel zu einer reversiblen Gurtstraffung in Aufwickelrichtung antreiben. Der Elektromotor ist dabei ebenfalls an dem Rahmen befestigt und seitlich der Gurtwelle mit einer parallel zu der Drehachse der Gurtwelle ausgerichteten Antriebswelle angeordnet. Ferner ist es bekannt, zwischen der Gurtwelle und dem Elektromotor ein Getriebe vorzusehen, durch welches die Drehzahl des Elektromotors in eine vorbestimmte Drehzahl der Gurtwelle übersetzt wird. Durch die Verwendung des Getriebes wird es außerdem ermöglicht, einen möglichst kleinbauenden Elektromotor mit einer hohen Drehzahl zu verwenden. Insgesamt ergibt sich dadurch trotz der durch das Getriebe ermöglichten Verwendung des kleinbauenden Elektromotors ein Gurtaufroller mit einem vergrößerten Bauraumbedarf. Ein solcher Gurtaufroller ist z.B. aus der Druckschrift WO 03/0 99 619 A2 bekannt.Furthermore, belt retractors in modern seat belt devices are provided with electric motors which, when activated, drive the belt shaft, for example to reversibly tighten the belt in the winding direction. The electric motor is also attached to the frame and arranged on the side of the belt shaft with a drive shaft aligned parallel to the axis of rotation of the belt shaft. Furthermore, it is known to provide a transmission between the belt shaft and the electric motor, through which the speed of the electric motor is translated into a predetermined speed of the belt shaft. The use of the gearbox also makes it possible to use an electric motor that is as small as possible and has a high speed. Overall, despite the use of the small electric motor made possible by the transmission, this results in a belt retractor with an increased space requirement. Such a belt retractor is, for example, from the publication WO 03/0 99 619 A2 known.

Sofern die Gurtwelle mit unterschiedlichen Drehzahlen und Drehmomenten angetrieben werden soll, müssen weitere Getriebestufen vorgesehen werden, welche den Bauraumbedarf weiter vergrößern. Ein solcher Gurtaufroller ist z.B. aus der Druckschrift DE 199 27 731 C2 bekannt.If the belt shaft is to be driven at different speeds and torques, additional gear stages must be provided, which further increase the space required. Such a belt retractor is, for example, from the publication DE 199 27 731 C2 known.

Da die an der Sitzstruktur der Fahrzeugsitze oder auch allgemein in sehr kleinen Fahrzeugen zur Verfügung stehenden Bauräume in ihrer Größe sehr begrenzt sind und aus Designgründen nicht beliebig vergrößert werden können, ist die Anordnung eines derartigen Gurtaufrollers am Fahrzeugsitz oder auch in einem kleinen Fahrzeug grundsätzlich problematisch.Since the installation space available on the seat structure of the vehicle seats or generally in very small vehicles is very limited in size and cannot be enlarged arbitrarily for design reasons, the arrangement of such a belt retractor on the vehicle seat or in a small vehicle is fundamentally problematic.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Gurtaufroller mit einem Elektromotor und einem Getriebe mit einem reduzierten Bauraumbedarf zu schaffen.Against this background, the invention is based on the object of creating an improved belt retractor with an electric motor and a gearbox with a reduced space requirement.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Gurtaufroller mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.To solve the problem, a belt retractor with the features of claim 1 is proposed. Further preferred further developments of the invention can be found in the subclaims, the figures and the associated description.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird nach Anspruch 1 vorgeschlagen, dass das Getriebe in einem ersten Kraftübertragungsweg als Baugruppe zum Antrieb der Gurtwelle mit einem ersten Drehmoment antreibbar ist, und das Getriebe durch Schalten einer Kupplung unter Eröffnung eines zweiten Kraftübertragungsweges zum Antrieb der Gurtwelle mit einem zweiten Drehmoment antreibbar ist.According to the basic idea of the invention, it is proposed according to claim 1 that the transmission can be driven in a first power transmission path as an assembly for driving the belt shaft with a first torque, and the transmission can be driven by switching a clutch, opening a second power transmission path the belt shaft can be driven with a second torque.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass ein Getriebe mit nur einer einzigen Getriebestufe verwendet werden kann und dennoch unterschiedliche Drehmomente und Drehzahlen übertragbar sind, indem das Getriebe selbst als Baugruppe zum Antrieb der Gurtwelle genutzt wird. Ferner ist das Getriebe mit einer schaltbaren Kupplung versehen, welche durch Schalten einen zweiten Kraftübertragungsweg mit einem anderen Drehmoment und einer anderen Drehzahl eröffnet. So kann das Getriebe durch das Drehen als Baugruppe zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes in die Parkposition mit einer geringen Drehzahl und einem niedrigen Drehmoment genutzt werden. Das Getriebe bildet dabei als Baugruppe einen Block zur Übertragung der Antriebsbewegung, ohne dass diese in der Drehzahl verändert wird. Das Getriebe ist praktisch deaktiviert oder auch überbrückt. Erst durch das Schalten der Kupplung wird das Getriebe aktiviert und die Drehzahl des Elektromotors in eine andere Drehzahl der Gurtwelle übersetzt. Dies kann z.B. für eine reversible Gurtstraffung der Fall sein.The advantage of the solution according to the invention can be seen in the fact that a transmission with only a single gear stage can be used and yet different torques and speeds can be transmitted by using the transmission itself as an assembly to drive the belt shaft. Furthermore, the transmission is provided with a switchable clutch, which opens a second power transmission path with a different torque and a different speed by switching. This allows the transmission to be used as an assembly to wind the seat belt into the parking position at a low speed and low torque by rotating. As an assembly, the gearbox forms a block for transmitting the drive movement without changing the speed. The transmission is practically deactivated or bypassed. Only when the clutch is switched is the transmission activated and the speed of the electric motor translated into a different speed of the belt shaft. This can be the case, for example, for a reversible belt tightening.

Dabei kann die Kupplung bevorzugt drehzahl- und /oder trägheits- und/oder drehmomentgesteuert sein, so dass sie selbsttätig, allein durch eine Erhöhung der Drehzahl des Elektromotors bzw. durch eine Erhöhung des zu überwindenden Widerstandsdrehmomentes angesteuert wird. Dabei kann die zur Schaltung der Kupplung erforderliche Drehzahl bzw. das zur Schaltung erforderliche Drehmoment durch die Auslegung der Kupplung z.B. durch die Auslegung der Massen, der Reibungskräfte, vorhandener Federkräfte und/oder vorhandener Steuerkonturen definiert werden. Da die zu übertragenden Drehmomente und die Drehzahl des Elektromotors zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes und während der reversiblen Gurtstraffung erheblich unterschiedlich sind, kann die erforderliche Drehzahl bzw. das erforderliche Drehmoment zum Schalten der Kupplung so hoch gewählt werden, dass die Gurtwelle beim Aufwickeln des Sicherheitsgurtes in die Parkposition immer zuverlässig durch das Getriebe als Baugruppe angetrieben wird, und die Kupplung nicht ungewollt schaltet.The clutch can preferably be speed and/or inertia and/or torque controlled, so that it is controlled automatically, solely by increasing the speed of the electric motor or by increasing the resistance torque to be overcome. The speed required for switching the clutch or the torque required for switching can be defined by the design of the clutch, for example by the design of the masses, the frictional forces, existing spring forces and/or existing control contours. Since the torques to be transmitted and the speed of the electric motor for winding the seat belt and during the reversible belt tensioning are significantly different, the required speed or the required torque for switching the clutch can be selected so high that the belt shaft is in the when winding the seat belt Parking position is always reliably driven by the transmission as an assembly, and the clutch does not switch unintentionally.

Dabei kann das Getriebe die Drehbewegung des Elektromotors in dem zweiten Kraftübertragungsweg bevorzugt in eine kleinere Drehzahl der Gurtwelle übersetzen. Der Elektromotor dreht damit während der Antriebsbewegung bei geschalteter also gelöster Kupplung mit einer höheren Drehzahl als die Gurtwelle, so dass die auf die Gurtwelle einwirkenden Drehmomente z.B. für eine reversible Gurtstraffung erhöht werden können.The transmission can preferably translate the rotational movement of the electric motor in the second power transmission path into a lower speed of the belt shaft. The electric motor thus rotates at a higher speed than the belt shaft during the drive movement when the clutch is engaged or released, so that the torques acting on the belt shaft can be increased, for example for reversible belt tensioning.

Eine weitere bevorzugte Weiterentwicklung besteht darin, dass ein erstes Teil des Getriebes mittels einer Blockiereinrichtung gegenüber einer fahrzeugfesten Verzahnung blockierbar ist, und die Kupplung zwischen dem ersten Teil des Getriebes und einem zweiten Teil des Getriebes angeordnet ist, wobei das zweite Teil des Getriebes ein Teil des zweiten Kraftübertragungsweges ist. Das Schalten der Kupplung erfolgt damit durch das Festlegen bzw. Blockieren des ersten Teils, und durch das Erzwingen der Antriebsbewegung des zweiten Teils des Getriebes relativ zu dem ersten Teil des Getriebes. Die vorher als Baugruppe zusammen miteinander bewegten beiden Teile des Getriebes werden damit bewusst voneinander getrennt, wodurch der zweite Kraftübertragungsweg eröffnet wird.A further preferred further development is that a first part of the transmission can be blocked by means of a blocking device relative to a toothing fixed to the vehicle, and the clutch is arranged between the first part of the transmission and a second part of the transmission, the second part of the transmission being a part of the second power transmission path. The clutch is thus switched by fixing or blocking the first part and by forcing the drive movement of the second part of the transmission relative to the first part of the transmission. The two parts of the transmission, which previously moved together as an assembly, are deliberately separated from each other, which opens up the second power transmission path.

Dabei kann die Blockiereinrichtung bevorzugt durch wenigstens eine Blockierklinke gebildet sein, deren Eingriffsbewegung in die fahrzeugfeste Verzahnung durch einen Synchronring gesteuert wird. Die Blockierung des ersten Teils des Getriebes gegenüber der fahrzeugfesten Verzahnung kann damit synchronisiert und damit prozesssicher verwirklicht werden.The blocking device can preferably be formed by at least one blocking pawl, the engagement movement of which in the vehicle-mounted toothing is controlled by a synchronizing ring. The blocking of the first part of the transmission relative to the gearing fixed to the vehicle can thus be synchronized and thus implemented in a process-reliable manner.

Dabei kann an dem Synchronring bevorzugt eine Synchronisierungsklinke vorgesehen sein, welche den Synchronring durch Einsteuerung in die fahrzeugfeste Verzahnung gegenüber dieser ausrichtet. Die Synchronisierungsklinke steuert zuerst in die Verzahnung ein und richtet dadurch den Synchronring aus, damit die eigentlich zur Blockierung des ersten Teils vorgesehenen Blockierklinken nachfolgend in einer definierten Ausrichtung in die Verzahnung einsteuern.A synchronization pawl can preferably be provided on the synchronizer ring, which aligns the synchronizer ring relative to the toothing fixed to the vehicle by controlling it. The synchronization pawl first controls the toothing and thereby aligns the synchronizer ring so that the blocking pawls actually intended for blocking the first part then move into the toothing in a defined orientation.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Synchronisierungsklinke in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes federbelastet ist. Durch die Federbelastung der Synchronisierungsklinke kann der Synchronring nach der Ausrichtung noch eine Relativbewegung zu den Blockierklinken ausführen, welche z.B. durch eine an dem Synchronring vorgesehene Steuerkontur zur Auslösung und Steuerung der Bewegung der Blockierklinken genutzt werden kann.It is further proposed that the synchronization pawl is spring-loaded in the winding direction of the seat belt. Due to the spring loading of the synchronization pawl, the synchronization ring can still carry out a relative movement to the blocking pawls after alignment, which can be used, for example, by a control contour provided on the synchronization ring to trigger and control the movement of the blocking pawls.

Ferner weist das Getriebe ein ringförmiges Getriebegehäuse mit einer Innenverzahnung und ein sich in der Innenverzahnung des Getriebegehäuses abwälzendes Planetengetriebe auf. Durch ein solches Getriebe können sehr hohe Übersetzungsverhältnisse bei einem gleichzeitig kompakten Aufbau und einer möglichst geringen Anzahl von Einzelteilen verwirklicht werden.Furthermore, the transmission has an annular gear housing with internal teeth and a planetary gear that rolls in the internal teeth of the gear housing. With such a transmission, very high transmission ratios can be achieved with a simultaneously compact structure and the smallest possible number of individual parts.

Dabei kann das Getriebegehäuse in diesem Fall bevorzugt das erste Teil des Getriebes bilden oder drehfest mit dem ersten Teil verbunden sein, welches durch Schalten der Kupplung fahrzeugfest blockiert wird. Das Getriebegehäuse bildet damit in der blockierten Stellung eine fahrzeugfeste Innenverzahnung aus, an welcher sich das Planetengetriebe abwälzt also umläuft. Das Getriebegehäuse hat damit zwei Funktionen, erstens bildet es das Gehäuse des Getriebes, indem es die Einzelteile des Getriebes nach außen hin umfasst und zusammenhält. Das Getriebegehäuse dreht als wesentlicher Bestandteil des Getriebes vor dem Schalten der Kupplung mit und kann dabei auch Antriebskräfte bzw. Drehmomente übertragen und aufnehmen. Nach dem Schalten der Kupplung bildet das Getriebegehäuse in der zweiten Funktion die fahrzeugfeste Gegenverzahnung, das Planetengetriebe stützt sich dann an seinem Gehäuse ab und läuft in diesem um.In this case, the gearbox housing can preferably form the first part of the gearbox or be connected to the first part in a rotationally fixed manner, which is blocked in the vehicle by switching the clutch. In the blocked position, the gearbox housing thus forms an internal toothing that is fixed to the vehicle, on which the planetary gear rolls and rotates. The gearbox housing therefore has two functions: firstly, it forms the housing of the gearbox by enclosing the individual parts of the gearbox on the outside and holding them together. As an essential part of the transmission, the transmission housing rotates before the clutch is switched and can also transmit and absorb driving forces or torque. After switching the clutch, the gearbox housing forms the vehicle-mounted counter-toothing in the second function; the planetary gearbox is then supported on its housing and rotates in it.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Getriebe ein von dem Elektromotor antreibbares Antriebsrad aufweist, welches das zweite Teil des Getriebes bildet. Das Antriebsrad dient der Übertragung der Antriebsbewegung von dem Elektromotor auf das Getriebe, wobei das Antriebsrad das Getriebe vor dem Schalten der Kupplung als eine Baueinheit antreibt. Erst durch das Schalten der Kupplung wird eine Antriebsverbindung in dem Getriebe zu dem ersten Teil aufgehoben, und das Antriebsrad treibt die Gurtwelle nachfolgend über den zweiten Kraftübertragungsweg an.It is further proposed that the transmission has a drive wheel that can be driven by the electric motor and which forms the second part of the transmission. The drive wheel is used to transmit the drive movement from the electric motor to the transmission, with the drive wheel driving the transmission as a structural unit before the clutch is switched. Only by switching the clutch is a drive connection in the transmission to the first part removed, and the drive wheel subsequently drives the belt shaft via the second power transmission path.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Getriebe und die Kupplung koaxial zueinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauform und die Antriebsbewegung des Elektromotors kann koaxial auf das Getriebe, ohne eine Umlenkung übertragen werden.It is further proposed that the transmission and the clutch are arranged coaxially to one another. This results in a particularly compact design and the drive movement of the electric motor can be transmitted coaxially to the gearbox without a deflection.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

1 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit einem montierten und demontierten Gehäuse, und
2 einen Elektromotor mit einem erfindungsgemäßen Getriebe in Explosionsdarstellung, und
3 den Elektromotor mit dem Getriebe in einer ersten Darstellung, und
4 den Elektromotor mit dem Getriebe in einer zweiten Darstellung, und
5 den Elektromotor mit der Kupplung in Explosionsdarstellung, und
6 die Kupplung mit und ohne Synchronring.

The invention is explained below using preferred embodiments with reference to the attached figures. This shows

1 a belt retractor according to the invention with an assembled and dismantled housing, and
2 an electric motor with a gearbox according to the invention in an exploded view, and
3 the electric motor with the gearbox in a first representation, and
4 the electric motor with the gearbox in a second representation, and
5 the electric motor with the clutch in an exploded view, and
6 the clutch with and without synchronizer ring.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller 1 mit einem durch zwei Gehäuseschalen 2 und 3 zusammengesetzten Gehäuse zu erkennen, welches sowohl der Befestigung des Gurtaufrollers 1 an einem Fahrzeug und bevorzugt in einem schmalen länglichen Bauraum eines Fahrzeugsitzes als auch der Lagerung und Befestigung der nachfolgend noch näher beschriebenen Einzelteile des Gurtaufrollers 1 dient. Das Gehäuse kann auch Teil einer übergeordneten Struktur des Fahrzeugsitzes oder des Fahrzeugs, wie z.B. eine Strebe oder ein Holm, sein.In the 1 a belt retractor 1 according to the invention can be seen with a housing composed of two housing shells 2 and 3, which is used both for attaching the belt retractor 1 to a vehicle and preferably in a narrow, elongated installation space of a vehicle seat and for storing and attaching the individual parts of the device described in more detail below Belt retractor 1 is used. The housing can also be part of a higher-level structure of the vehicle seat or the vehicle, such as a strut or a spar.

Das Gehäuse ist innenseitig mit mehreren Stegen 24 zur Lagerung des Gurtaufrollers 1 versehen, welche senkrecht zu der Drehachse des Gurtaufrollers ausgerichtet und in Bezug zu der Drehachse formschlüssig und drehfest mit dem Gehäuse verbunden sind. Der Gurtaufroller 1 weist als Grundbauteil eine Gurtwelle 4 auf, auf welcher ein zur Rückhaltung eines Insassen vorgesehener Sicherheitsgurt aufwickelbar ist. Ferner ist ein irreversibler Gurtstraffer 7 zum Antrieb der Gurtwelle 4 in Aufwickelrichtung und damit zum Herausziehen vorhandener Gurtlose in einer Frühphase eines Unfalles vorgesehen. Außerdem ist ein Elektromotor 5 und ein Getriebe 6 vorgesehen. Die Gurtwelle 4, der irreversible Gurtstraffer 7, der Elektromotor 5 und das Getriebe 6 sind koaxial zueinander angeordnet. Ferner sind der Elektromotor 5, das Getriebe 6 und der irreversible Gurtstraffer 7 in den Außenabmaßen senkrecht zu der Drehachse der Gurtwelle so bemessen, dass sie kleiner als der maximale Durchmesser des vollständig aufgewickelten Gurtwickels auf der Gurtwelle 4 sind. Da das Gehäuse hier im Querschnitt eckig ausgebildet ist, bleiben in den Ecken zusätzliche Freiräume, welche z.B. zur Anordnung eines Strafferantriebsrohres des irreversiblen Gurtstraffers 7 oder anderer Anbauteile, wie z.B. Steuereinheiten oder auch elektrischen Leitungen genutzt werden können. Damit sind die maximalen Außenabmaße durch den maximalen Gurtwickel vorgegeben. Da der maximale Durchmesser wiederum durch die Dicke des Gurtbandes und die maximal aufzuwickelnde Länge des Gurtbandes vorgegeben ist und ohne eine Änderung des Gurtbandes nicht verringert werden kann, weist der Gurtaufroller 1 damit die kleinstmöglichen Abmaße senkrecht zu der Drehachse der Gurtwelle 4 auf und kann damit auch in sehr schmalen und länglichen Freiräumen des Fahrzeugsitzes und der Fahrzeugstruktur angeordnet und befestigt werden.The inside of the housing is provided with several webs 24 for supporting the belt retractor 1, which are aligned perpendicular to the axis of rotation of the belt retractor and are positively and non-rotatably connected to the housing in relation to the axis of rotation. The belt retractor 1 has a belt shaft 4 as a basic component, on which a seat belt intended to restrain an occupant can be wound. Furthermore, an irreversible belt tensioner 7 is provided for driving the belt shaft 4 in the winding direction and thus for pulling out existing belt slacks in an early phase of an accident. An electric motor 5 and a gearbox 6 are also provided. The belt shaft 4, the irreversible belt tensioner 7, the electric motor 5 and the gear 6 are arranged coaxially to one another. Furthermore, the external dimensions of the electric motor 5, the gear 6 and the irreversible belt tensioner 7 are dimensioned perpendicular to the axis of rotation of the belt shaft so that they are smaller than the maximum diameter of the fully wound belt roll on the belt shaft 4. Since the housing here is angular in cross-section, there are additional free spaces in the corners, which can be used, for example, to arrange a tensioner drive tube of the irreversible belt tensioner 7 or other attachments, such as control units or electrical cables. This means that the maximum external dimensions are specified by the maximum belt wrap. Since the maximum diameter is in turn determined by the thickness of the webbing and the maximum length of the webbing to be wound up and cannot be reduced without changing the webbing, the belt retractor 1 therefore has the smallest possible dimensions perpendicular to the axis of rotation of the belt shaft 4 and can therefore also be arranged and fastened in very narrow and elongated spaces of the vehicle seat and the vehicle structure.

In den 2, 3 und 4 sind der Elektromotor 5 und das Getriebe 6 in Explosionsdarstellung mit den Grundbauteilen und als Baugruppe zu erkennen. Der Elektromotor 5 ist an der Seite, an welcher seine Antriebswelle herausgeführt ist, in einer Lageröffnung eines Steges 24 fixiert. In der Lageröffnung ist eine Innenverzahnung 25 vorgesehen, welche zu einer drehfesten Festlegung des Gehäuses des Elektromotors 5 genutzt werden kann, aber hauptsächlich zu einem nachfolgend noch näher erläuterten Schalten einer in dem Getriebe 6 vorgesehenen Kupplung 8 vorgesehen ist.In the 2 , 3 and 4 The electric motor 5 and the gearbox 6 can be seen in an exploded view with the basic components and as an assembly. The electric motor 5 is fixed in a bearing opening in a web 24 on the side on which its drive shaft is led out. An internal toothing 25 is provided in the bearing opening, which can be used to secure the housing of the electric motor 5 in a rotationally fixed manner, but mainly for a purpose that will be explained in more detail below th switching of a clutch 8 provided in the transmission 6 is provided.

Das Getriebe 6 umfasst als Grundbauteile die Kupplung 8, ein Planetengetriebe 9 und ein Getriebegehäuse 10. Das Getriebe 6 wird außen von dem Getriebegehäuse 10 umfasst und weist eine zylindrische Grundform auf. Ferner greift das Getriebegehäuse 10 über vorstehende Finger 27 in formkorrespondierende Taschen 28 des ersten Teils 11 der Kupplung 8 und ist dadurch drehfest mit einem ersten ringförmigen Teil 11 der Kupplung 8 verbunden. An seiner der Gurtwelle 4 zugewandten Seite weist das Getriebegehäuse 10 eine Öffnung 37 auf, durch welche sich ein Abtriebszahnrad 23 des Planetengetriebes 9 nach außen erstreckt. Das Getriebegehäuse 10 selbst ist rohr- oder ringförmig ausgebildet und weist an seiner Innenseite eine Innenverzahnung 26 auf.The transmission 6 includes the clutch 8, a planetary gear 9 and a transmission housing 10 as basic components. The transmission 6 is surrounded on the outside by the transmission housing 10 and has a cylindrical basic shape. Furthermore, the gear housing 10 engages via protruding fingers 27 in shape-corresponding pockets 28 of the first part 11 of the clutch 8 and is thereby connected in a rotationally fixed manner to a first annular part 11 of the clutch 8. On its side facing the belt shaft 4, the gear housing 10 has an opening 37 through which an output gear 23 of the planetary gear 9 extends outwards. The gear housing 10 itself is tubular or ring-shaped and has internal teeth 26 on its inside.

Die Kupplung 8 weist ein Antriebsrad 13 auf, welches drehfest mit der Antriebswelle des Elektromotors 5 verbunden ist und damit bei einer Aktivierung des Elektromotors 5 zu einer Drehbewegung angetrieben wird. Vor dem Schalten der Kupplung 8 ist das Antriebsrad 13, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, drehfest mit dem ersten Teil 11 und darüber auch drehfest mit dem Getriebegehäuse 10 verbunden.The clutch 8 has a drive wheel 13, which is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft of the electric motor 5 and is therefore driven to rotate when the electric motor 5 is activated. Before switching the clutch 8, the drive wheel 13, as will be described in more detail below, is connected in a rotationally fixed manner to the first part 11 and also in a rotationally fixed manner to the transmission housing 10.

Das Planetengetriebe 9 greift, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, in die Innenverzahnung 26 des Getriebegehäuses 10 ein. Damit erfolgt die Übertragung der Antriebsbewegung des Elektromotors 5 vor dem Schalten der Kupplung 8 über das Antriebsrad 13, das erste Teil 11, das Getriebegehäuse 10, die Innenverzahnung 26 und das Planetengetriebe 9 auf das Abtriebszahnrad 23. Das Planetengetriebe 9 wird dabei über die geschlossene Kupplung 8 ebenfalls zu der identischen Drehbewegung angetrieben, so dass das Getriebe 6 bei geschlossener Kupplung 8 die Antriebsbewegung des Elektromotors 5 in einem Verhältnis 1:1 auf das Abtriebszahnrad 23 überträgt. Das Getriebe 6 rotiert als Baugruppe und treibt die Gurtwelle 4 in dem weiteren Kraftübertragungsweg an, ohne dass die Antriebsdrehzahl des Elektromotors 5 in dem Kraftübertragungsweg des Getriebes 6 geändert wird. Selbstverständlich kann die Antriebsdrehbewegung nachfolgend in dem weiteren Kraftübertragungsweg z.B. durch ein weiteres Getriebe mit einer nicht veränderbaren Übersetzung auf die Gurtwelle 4 übertragen werden, soweit dies z.B. aus Gründen der Übertragung der Drehbewegung erforderlich ist. Dabei kann auch eine weitere schaltbare oder nichtschaltbare Kupplung vorgesehen sein.As will be explained in more detail below, the planetary gear 9 engages with the internal toothing 26 of the gear housing 10. This means that the drive movement of the electric motor 5 is transmitted before the clutch 8 is switched via the drive wheel 13, the first part 11, the gear housing 10, the internal toothing 26 and the planetary gear 9 to the output gear 23. The planetary gear 9 is connected via the closed clutch 8 is also driven to the identical rotational movement, so that the transmission 6 transmits the drive movement of the electric motor 5 to the output gear 23 in a ratio of 1:1 when the clutch 8 is closed. The transmission 6 rotates as an assembly and drives the belt shaft 4 in the further power transmission path without the drive speed of the electric motor 5 being changed in the power transmission path of the transmission 6. Of course, the drive rotary movement can subsequently be transmitted to the belt shaft 4 in the further power transmission path, for example through a further gear with a non-changeable ratio, if this is necessary, for example, for reasons of transmitting the rotary movement. A further switchable or non-switchable clutch can also be provided.

Die Kupplung 8 weist das in den 5 und 6 zu erkennende Antriebsrad 13 mit drei dreieckförmigen sich radial nach außen verengenden Öffnungen 35 auf. Ferner weist die Kupplung 8 drei Kupplungsklinken 15 mit jeweils einem Steuerstift 36 auf, welche mit den Steuerstiften 36 in die Öffnungen 35 des Antriebsrades 13 eingreifen. Die Kupplungsklinken 15 sind in jeweils einer Führung eines Führungsteils 14 längsverschieblich in Radialrichtung geführt und über jeweils eine Feder radial nach außen federbelastet. Durch die Federbelastung werden die Kupplungsklinken 15 radial nach außen in Vertiefungen des ersten Teils 11 der Kupplung gedrängt oder reibschlüssig gegen die Innenwandung des ersten Teils 11 gedrückt und stellen dadurch eine Drehverbindung zwischen dem Antriebsrad 13 und dem ersten Teil 11 der Kupplung 8 her.The clutch 8 points this into the 5 and 6 Drive wheel 13 can be seen with three triangular openings 35 that narrow radially outwards. Furthermore, the clutch 8 has three clutch pawls 15, each with a control pin 36, which engage with the control pins 36 in the openings 35 of the drive wheel 13. The coupling pawls 15 are each guided in a guide of a guide part 14 in a longitudinally displaceable manner in the radial direction and are each spring-loaded radially outwards via a spring. Due to the spring loading, the clutch pawls 15 are pushed radially outwards into recesses in the first part 11 of the clutch or are pressed frictionally against the inner wall of the first part 11 and thereby establish a rotary connection between the drive wheel 13 and the first part 11 of the clutch 8.

Ferner sind an dem ersten Teil 11 drei Blockierklinken 16 mit jeweils einem Steuerstift 30 schwenkbar gelagert, welche eine Blockiereinrichtung für das erste Teil 11 bilden. Außerdem ist an dem ersten Teil 11 eine schwenkbar gelagerte Synchronisierungsklinke 17 mit zwei Steuerstiften 31 und 34 vorgesehen, welche zudem in Aufwickelrichtung des Gurtbandes mittels einer Feder federbelastet ist. Die Blockierklinken 16 greifen mit ihren Steuerstiften 30 in gekrümmte Steuerkonturen 39 des Synchronringes 12 ein. Die Synchronisierungsklinke 17 greift in gleicher Weise mit ihren beiden Steuerstiften 31 und 34 in zwei separate Steuerkonturen 29 und 33 des Synchronringes 12 ein.Furthermore, three blocking pawls 16, each with a control pin 30, are pivotally mounted on the first part 11, which form a blocking device for the first part 11. In addition, a pivotally mounted synchronization pawl 17 with two control pins 31 and 34 is provided on the first part 11, which is also spring-loaded by means of a spring in the winding direction of the webbing. The blocking pawls 16 engage with their control pins 30 in curved control contours 39 of the synchronizing ring 12. The synchronization pawl 17 engages in the same way with its two control pins 31 and 34 in two separate control contours 29 and 33 of the synchronization ring 12.

Das Führungsteil 14 mit den daran geführten Kupplungsklinken 15 weist ein zentrisches Antriebszahnrad 40 auf, mit dem es im Eingriff mit drei Planetenrädern 18 einer ersten Stufe steht und damit das Sonnenrad für die Planetenräder 18 der ersten Stufe bildet. Die Planetenräder 18 sind auf einem Planetenträger 19 drehbar gelagert, an dem wiederum ein weiteres zentrisches Zahnrad 21 vorgesehen ist, welches das Sonnenrad für drei weitere Planetenräder 20 einer zweiten Stufe bildet. Die Planetenräder 20 der zweiten Stufe sind ihrerseits drehbar auf einem zweiten Planetenträger 22 gelagert, an dem schließlich das durch die Öffnung 37 des Getriebegehäuses 10 ragende Abtriebszahnrad 23 angeordnet ist. Die Planetenräder 18 und 20 der beiden Stufen greifen jeweils in die Innenverzahnung 26 des Getriebegehäuses 10 ein.The guide part 14 with the clutch pawls 15 guided thereon has a central drive gear 40 with which it is in engagement with three planetary gears 18 of a first stage and thus forms the sun gear for the planetary gears 18 of the first stage. The planet gears 18 are rotatably mounted on a planet carrier 19, on which another central gear 21 is provided, which forms the sun gear for three further planet gears 20 of a second stage. The planet gears 20 of the second stage are in turn rotatably mounted on a second planet carrier 22, on which the output gear 23 projecting through the opening 37 of the gear housing 10 is finally arranged. The planet gears 18 and 20 of the two stages each engage the internal teeth 26 of the gear housing 10.

Bei geschlossener Kupplung 8 bildet das Getriebe 6 einen Block oder auch eine Baugruppe, welche als Einheit angetrieben wird. Dabei führen die Einzelteile des Getriebes 6 keinerlei Relativbewegung zueinander aus und sind praktisch starr miteinander verbunden. Die Antriebsdrehbewegung des Antriebsrades 13 wird damit praktisch in einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 auf das Abtriebszahnrad 23 übertragen, und das Getriebe 6 ist deaktiviert.When the clutch 8 is closed, the transmission 6 forms a block or an assembly which is driven as a unit. The individual parts of the transmission 6 do not carry out any relative movement to one another and are practically rigidly connected to one another. The drive rotational movement of the drive wheel 13 is thus practically transmitted to the driven gear 23 in a gear ratio of 1:1, and the transmission 6 is deactivated.

Das Öffnen der Kupplung 8 erfolgt dann dadurch, indem die Antriebsdrehzahl des Elektromotors 5 z.B. zu einer reversiblen Gurtstraffung soweit erhöht wird, dass eine vorbestimmte Drehzahl überschritten wird. In diesem Fall dreht das Antriebsrad 13 so schnell, dass die Masse aus der über die Kupplungsklinken 15 mitgenommenen Baugruppe mit den Kupplungsklinken 15 selbst, dem Führungsteil 14, dem ersten Teil 11, dem Planetengetriebe 9 und dem Getriebegehäuse 10 gegenüber dem Antriebsrad 13 trägheitsbedingt zurückbleibt. Dadurch werden die Kupplungsklinken 15 aufgrund der Dreieckform der Öffnungen 35 entgegen den wirkenden Federkräften radial nach innen gedrängt und gelangen dadurch außer Eingriff der Vertiefungen des ersten Teils 11 oder sie verlieren den reibschlüssigen Kontakt zu dem ersten Teil 11 der Kupplung 8. Dieselbe Bewegung zur Öffnung der Kupplung 8 kann auch durch eine Erhöhung des zu überwindenden Widerstandsmomentes bzw. Drehmomentes herbeigeführt werden, wichtig ist nur, dass das Antriebsrad 13 zu einer Relativdrehbewegung zu dem Führungsteil 14 und den Kupplungsklinken 15 gezwungen wird, damit die Kupplungsklinken 15 bedingt durch die Dreieckform der Öffnungen radial nach innen gezogen oder gedrückt werden. Durch die Dreieckform der Öffnungen 35 wird die Kupplung 8 unabhängig von der Richtung der Relativdrehbewegung geöffnet, bzw. das Antriebsrad kann in unterschiedlichen Ausrichtungen montiert werden. Sofern die Kupplung 8 nur bei einer Ausführung der Relativdrehbewegung in eine Richtung öffnen soll, können die Öffnungen 35 auch als einseitige Schrägen ausgebildet sein.The clutch 8 is then opened by increasing the drive speed of the electric motor tor 5, for example for reversible belt tensioning, is increased to such an extent that a predetermined speed is exceeded. In this case, the drive wheel 13 rotates so quickly that the mass from the assembly carried via the clutch pawls 15 with the clutch pawls 15 themselves, the guide part 14, the first part 11, the planetary gear 9 and the gear housing 10 remains behind the drive wheel 13 due to inertia. As a result, the clutch pawls 15 are pushed radially inwards against the acting spring forces due to the triangular shape of the openings 35 and thereby come out of engagement with the recesses of the first part 11 or they lose frictional contact with the first part 11 of the clutch 8. The same movement to open the Clutch 8 can also be brought about by increasing the resistance moment or torque to be overcome, the only important thing is that the drive wheel 13 is forced to rotate relative to the guide part 14 and the clutch pawls 15, so that the clutch pawls 15 move radially due to the triangular shape of the openings pulled or pushed inwards. Due to the triangular shape of the openings 35, the clutch 8 is opened regardless of the direction of the relative rotational movement, or the drive wheel can be mounted in different orientations. If the clutch 8 is only intended to open in one direction when the relative rotational movement is carried out, the openings 35 can also be designed as one-sided slopes.

Nachfolgend ist die Drehverbindung zwischen dem Antriebsrad 13 und dem ersten Teil 11 und damit mit dem Getriebegehäuse 10 durch das Öffnen der Kupplung getrennt. Da die vorher bestandene Drehverbindung nicht schlagartig aufgehoben wird, indem die Kupplung 8 drehzahl- und/oder trägheits- und/oder drehmomentgesteuert beim Überschreiten der vorbestimmten Drehzahl oder des vorbestimmten Drehmomentes geöffnet wird, führt auch der Synchronring 12 eine geringfügige Drehbewegung zu dem ersten Teil 11 aus. Diese Drehbewegung führt in einem ersten Schritt dazu, dass die Synchronisierungsklinke 17 mit dem Steuerstift 31, welcher in die in Umfangsrichtung gerichtete Steuerkontur 29 eingreift, eine in Umfangsrichtung gerichtete Bewegung ausführt. Gleichzeitig führt der Steuerstift 34, welcher in die schräg nach außen gerichtete Steuerkontur 33 eingreift, eine dadurch bedingte schräg nach außen gerichtete Bewegung aus. Beide Bewegungen führen dazu, dass die Synchronisierungsklinke 17 in die Innenverzahnung 25 des Steges 24 in dem Gehäuse einsteuert und den Synchronring 12 gegenüber der Innenverzahnung 25 ausrichtet. Da die Synchronisierungsklinke 17 in Umfangsrichtung federbelastet ist, kann das erste Teil 11 noch um einen kleinen Drehwinkel unter Spannung der Feder weiter drehen, so dass die Blockierklinken 16 durch den Eingriff der Steuerstifte 30 in die schräg nach außen gerichteten Steuerkonturen 39 ebenfalls zu einer Eingriffsbewegung in die Innenverzahnung 25 gezwungen werden. Da der Synchronring 12 durch die Synchronisierungsklinke 17 vorausgerichtet ist, erfolgt die Einsteuerbewegung der Blockierklinken 16 synchronisiert zu der Innenverzahnung 25. Damit ist das erste Teil 11 der Kupplung 8 in Aufwickelrichtung des Gurtbandes fahrzeugfest blockiert. Da das Getriebegehäuse 10 seinerseits drehfest mit dem ersten Teil 11 verbunden ist, ist auch das Getriebegehäuse 10 mit der Innenverzahnung 26 in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes blockiert. Die Kupplung 8 wirkt zwischen dem das erste Teil 11 und dem ein zweites Teil bildenden Antriebsrad 13, so dass die Drehverbindung in dem Kraftübertragungsweg an der Eingangsseite des Getriebes 6 getrennt wird.Subsequently, the rotary connection between the drive wheel 13 and the first part 11 and thus with the gearbox 10 is separated by opening the clutch. Since the previously existing rotary connection is not suddenly canceled by the clutch 8 being opened in a speed and/or inertia and/or torque controlled manner when the predetermined speed or the predetermined torque is exceeded, the synchronizer ring 12 also leads a slight rotational movement to the first part 11 out of. In a first step, this rotational movement causes the synchronization pawl 17 to carry out a movement directed in the circumferential direction with the control pin 31, which engages in the control contour 29 directed in the circumferential direction. At the same time, the control pin 34, which engages in the obliquely outwardly directed control contour 33, carries out a resulting obliquely outwardly directed movement. Both movements result in the synchronization pawl 17 moving into the internal toothing 25 of the web 24 in the housing and aligning the synchronizing ring 12 with respect to the internal toothing 25. Since the synchronization pawl 17 is spring-loaded in the circumferential direction, the first part 11 can continue to rotate by a small angle of rotation under tension of the spring, so that the blocking pawls 16 also result in an engagement movement due to the engagement of the control pins 30 in the obliquely outwardly directed control contours 39 the internal teeth 25 are forced. Since the synchronizing ring 12 is pre-aligned by the synchronizing pawl 17, the control movement of the blocking pawls 16 takes place synchronized to the internal toothing 25. The first part 11 of the clutch 8 is thus blocked in the vehicle in the winding direction of the webbing. Since the gear housing 10 is in turn connected to the first part 11 in a rotationally fixed manner, the gear housing 10 is also blocked by the internal teeth 26 in the winding direction of the seat belt. The clutch 8 acts between the drive wheel 13 forming the first part 11 and the second part, so that the rotary connection is separated in the power transmission path on the input side of the transmission 6.

Während der weiteren Antriebsbewegung des Elektromotors 5 nach dem Öffnen der Kupplung 8 ist ein zweiter Kraftübertragungsweg eröffnet, indem das Antriebsrad 13 nunmehr das Führungsteil 14 mit dem Antriebszahnrad 40 über den Eingriff der Steuerstifte 36 der Kupplungsklinken 15 in die Öffnungen 35 antreibt. Das Antriebszahnrad 40 treibt seinerseits die Planetenräder 18 an, welche sich jetzt an der feststehenden Innenverzahnung 26 des Getriebegehäuses 10 abwälzen und dadurch den Planetenträger 19 mit dem Zahnrad 21 antreiben. Das Zahnrad 21 treibt die drei Planetenräder 20 einer zweiten Stufe an, welche sich ebenfalls an der fahrzeugfest blockierten Innenverzahnung 26 des Getriebegehäuses 10 abwälzen und dadurch einen zweiten Planetenträger 22 mit dem Abtriebszahnrad 23 antreiben. Damit kann z.B. eine Übersetzung der Drehbewegung des Antriebsrades 13 in eine langsamere Drehbewegung des Abtriebszahnrades 23 in einem Übersetzungsverhältnis von 1:36 verwirklicht werden.During the further drive movement of the electric motor 5 after the clutch 8 has been opened, a second power transmission path is opened in that the drive wheel 13 now drives the guide part 14 with the drive gear 40 into the openings 35 via the engagement of the control pins 36 of the clutch pawls 15. The drive gear 40 in turn drives the planet gears 18, which now roll on the fixed internal teeth 26 of the gear housing 10 and thereby drive the planet carrier 19 with the gear 21. The gear 21 drives the three planet gears 20 of a second stage, which also roll on the internal toothing 26 of the gear housing 10, which is locked to the vehicle, and thereby drive a second planet carrier 22 with the output gear 23. This allows, for example, a translation of the rotational movement of the drive wheel 13 into a slower rotational movement of the driven gear 23 in a transmission ratio of 1:36.

Der Elektromotor 5 kann dadurch in einem ersten Kraftübertragungsweg bei geschlossener Kupplung und deaktiviertem Getriebe 6 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 und einer Drehzahl 60 bis 180 U/min zum Aufwickeln des Gurtbandes nach dem Abschnallen in die Parkposition betrieben werden, indem das Getriebe als Block gedreht wird. Sofern die vorgeschlagene Drehzahl auch die Drehzahl der Gurtwelle sein soll, kann die Antriebsdrehbewegung dann auch in einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 weiter auf die Gurtwelle übertragen werden. Zur reversiblen Gurtstraffung kann die Drehzahl des Elektromotors schlagartig auf 5000 bis 15000 U/min erhöht werden, welche durch das Getriebe 6 in dem durch die geöffnete Kupplung 8 eröffneten zweiten Kraftübertragungsweg auf die kleinere Drehzahl von ca. 140 bis 420 U/min des Abtriebszahnrades 23 in dem Übersetzungsverhältnis von 1:36 übersetzt wird. Dabei wird zur Schaltung der Kupplung 8 die deutlich höhere Antriebsdrehzahl von 5000 bis 15000 U/min im Vergleich zu der Antriebsdrehzahl von 60 bis 180 U/min beim Antreiben der Gurtwelle 4 in dem ersten Kraftübertragungsweg genutzt. So kann die Kupplung 8 bzw. das Getriebe 6 mit der integrierten Kupplung 8 so ausgelegt werden, dass sie z.B. erst bei einem Überschreiten einer Antriebsdrehzahl von 1000 U/min öffnet. Damit erfolgt die Übertragung der Antriebsdrehbewegung von 60 bis 180 U/min in dem ersten Kraftübertragungsweg prozesssicher, und ein unbeabsichtigtes Öffnen der Kupplung 8 während des Aufwickelvorganges des Sicherheitsgurtes in die Parkposition kann verhindert werden. Ferner kann die Kupplung 8 auch dann öffnen, wenn das zu überwindende Drehmoment bei gleicher oder abnehmender Drehzahl plötzlich ansteigt. Eine solche Situation kann z.B. dann gegeben sein, wenn der Sicherheitsgurt mit hoher Geschwindigkeit in die Parkposition aufgerollt wird. Wenn der Sicherheitsgurt dann fast vollständig aufgewickelt ist, steigt das zu überwindende Drehmoment an, und die Kupplung 8 schaltet selbsttätig. Durch das Schalten der Kupplung 8 wird die Drehzahl des Abtriebszahnrades 23 verringert und das von dem Abtriebszahnrad 23 ausgeübte Drehmoment vergrößert, so dass der Sicherheitsgurt nachfolgend mit einer geringeren Rückzugsgeschwindigkeit und einer erhöhten Rückzugskraft aufgewickelt wird.The electric motor 5 can thereby be operated in a first power transmission path with the clutch closed and the gearbox 6 deactivated with a gear ratio of 1:1 and a speed of 60 to 180 rpm for winding the webbing into the parking position after unbuckling, by using the gearbox as a block is rotated. If the suggested speed should also be the speed of the belt shaft, the drive rotary movement can then be transmitted to the belt shaft in a gear ratio of 1:1. For reversible belt tensioning, the speed of the electric motor can be suddenly increased to 5000 to 15000 rpm, which is reduced by the gearbox 6 in the second power transmission path opened by the opened clutch 8 to the lower speed of approximately 140 to 420 rpm of the output gear 23 is translated in the gear ratio of 1:36. This becomes a circuit the clutch 8 uses the significantly higher drive speed of 5000 to 15000 rpm compared to the drive speed of 60 to 180 rpm when driving the belt shaft 4 in the first power transmission path. So the clutch 8 or the transmission 6 with the integrated clutch 8 can be designed so that it only opens, for example, when a drive speed of 1000 rpm is exceeded. This means that the drive rotary movement of 60 to 180 rpm is transmitted reliably in the first power transmission path, and unintentional opening of the clutch 8 during the winding process of the seat belt into the parking position can be prevented. Furthermore, the clutch 8 can also open if the torque to be overcome suddenly increases at the same or decreasing speed. Such a situation can arise, for example, if the seat belt is rolled up into the parking position at high speed. When the seat belt is then almost completely wound up, the torque to be overcome increases and the clutch 8 switches automatically. By switching the clutch 8, the speed of the output gear 23 is reduced and the torque exerted by the output gear 23 is increased, so that the seat belt is subsequently wound up with a lower retraction speed and an increased retraction force.

Das Getriebe 6 weist durch das Planetengetriebe 9 einen einzigen Kraftübertragungsweg, hier ein zweistufiges Planetengetriebe 9 auf. Durch die vorgeschlagene Lösung der Übertragung der Antriebsdrehbewegung über das als Baugruppe drehende Getriebe 6 wird ohne einen zusätzlichen Bauraumbedarf ein erster Kraftübertragungsweg zur Verwirklichung einer ersten Funktion, hier das Aufwickeln des Sicherheitsgurtes in die Parkposition, geschaffen. Außerdem erfolgt die Schaltung der Kupplung 8 auf sehr einfache Weise durch die Erhöhung der Drehzahl, so dass der zweite Kraftübertragungsweg selbsttätig eröffnet wird, wenn die Drehzahl des Elektromotor 5 zur Straffung des Sicherheitsgurtes also zu seiner zweiten Funktion erhöht wird. Die Schaltung der Kupplung 8 wird damit direkt durch den Funktionswechsel des Elektromotors 5 selbst gesteuert.The transmission 6 has a single power transmission path through the planetary gear 9, here a two-stage planetary gear 9. The proposed solution of transmitting the drive rotary movement via the gearbox 6 rotating as an assembly creates a first power transmission path for realizing a first function, here winding the seat belt into the parking position, without requiring additional installation space. In addition, the clutch 8 is switched in a very simple manner by increasing the speed, so that the second power transmission path is opened automatically when the speed of the electric motor 5 is increased to its second function to tighten the seat belt. The switching of the clutch 8 is thus controlled directly by the change in function of the electric motor 5 itself.

Ferner sind der Elektromotor 5 und das Getriebe 6 zylinderförmig ausgebildet sowie koaxial zueinander und koaxial zu der Drehachse der Gurtwelle 4 ausgerichtet. Außerdem weisen sowohl der Elektromotor 5 als auch das Getriebe 6 einen Durchmesser im Querschnitt zu ihrer Drehachse auf, welcher kleiner als der Außendurchmesser des Gurtwickels bei maximal aufgewickeltem Gurtband ist. Damit ergibt sich ein sehr schlanker, länglicher Aufbau des Gurtaufrollers, dessen maximale Außenabmaße durch den maximalen Außendurchmesser des Gurtwickels vorgegeben sind. Da der maximale Außendurchmesser des Gurtwickels aufgrund der Dicke und der Länge des aufzuwickelnden Gurtbandes zwingend vorgegeben ist und nicht verringert werden kann, kann der Gurtaufroller damit mit geringstmöglichen Abmaßen senkrecht zu der Drehachse der Gurtwelle 4 ausgebildet werden.Furthermore, the electric motor 5 and the gear 6 are cylindrical and aligned coaxially to one another and coaxially to the axis of rotation of the belt shaft 4. In addition, both the electric motor 5 and the gear 6 have a cross-sectional diameter relative to their axis of rotation, which is smaller than the outer diameter of the belt wrap when the belt is wound to the maximum. This results in a very slim, elongated structure of the belt retractor, the maximum external dimensions of which are determined by the maximum external diameter of the belt wrap. Since the maximum outer diameter of the belt wrap is mandatory due to the thickness and length of the belt to be wound and cannot be reduced, the belt retractor can thus be designed with the smallest possible dimensions perpendicular to the axis of rotation of the belt shaft 4.

Die Kupplung 8 wird hier als Baugruppe des Getriebes verstanden, so dass das Antriebsrad 13 und das erste Teil 11 selbstverständlich Teile der Kupplung 8 aber damit auch Teile der übergeordneten Baugruppe des Getriebes 6 sind. Als Kupplung 8 des Getriebes 6 soll im Sinne der Erfindung jede Kupplung 8 verstanden werden, welche zwischen dem Elektromotor 5 und dem Getriebe 6 angeordnet ist und durch Schalten einen zweiten Kraftübertragungsweg in dem Getriebe 6 eröffnet. Die Kupplung 8 ist dafür bevorzugt an der dem Elektromotor 5 zugewandten Eingangsseite des Getriebes 6 angeordnet.The clutch 8 is understood here as an assembly of the transmission, so that the drive wheel 13 and the first part 11 are of course parts of the clutch 8 but also parts of the higher-level assembly of the transmission 6. For the purposes of the invention, a clutch 8 of the transmission 6 should be understood as any clutch 8 which is arranged between the electric motor 5 and the transmission 6 and opens a second power transmission path in the transmission 6 by switching. For this purpose, the clutch 8 is preferably arranged on the input side of the transmission 6 facing the electric motor 5.

Der Elektromotor 5 ist bevorzugt spannungsgesteuert und bewirkt durch das Anlegen unterschiedlicher Spannungen unterschiedliche auf die Gurtwelle 4 einwirkende Drehmomente bzw. unterschiedliche auf den Sicherheitsgurt 12 ausgeübte Rückzugskräfte. In dem normalen Tragezustand des Sicherheitsgurtes 12 wird dabei eine Spannung von 2 bis 3 V angelegt, durch welche die Rückzugskraft auf ein möglichst niedriges Niveau reduziert ist, welche aber dennoch ausreicht, den Sicherheitsgurt 12 nach einem Bewegen des Insassen funktionssicher an den Insassen heranzuziehen. Zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes 12 in die Parkposition nach dem Abschnallen wird die Spannung auf 9 V erhöht, so dass der Sicherheitsgurt 12 mit einer erhöhten Rückzugskraft in die Parkposition aufgewickelt wird. Ferner wird die Spannung auch während eines reversiblen Straffvorganges auf 12 V erhöht, welche für eine eventuell zusätzlich vorzusehende Funktion eines reversiblen Gurtstraffens mit einer erhöhten Rückzugskraft auf ca. 36 V erhöht werden kann.The electric motor 5 is preferably voltage-controlled and, by applying different voltages, causes different torques acting on the belt shaft 4 or different retraction forces exerted on the seat belt 12. In the normal wearing state of the seat belt 12, a voltage of 2 to 3 V is applied, through which the retraction force is reduced to the lowest possible level, but which is still sufficient to pull the seat belt 12 towards the occupant in a functionally reliable manner after the occupant has moved. To wind the seat belt 12 into the parking position after unbuckling, the voltage is increased to 9 V, so that the seat belt 12 is wound into the parking position with an increased retraction force. Furthermore, the voltage is also increased to 12 V during a reversible tightening process, which can be increased to approx. 36 V for a possibly additional reversible belt tightening function with an increased retraction force.

Claims

Belt retractor (1) with - a belt shaft (4) rotatably mounted in a housing that can be fixed to the vehicle, on which a seat belt can be wound, and - an electric motor (5) for driving the belt shaft (4) to a rotary movement, and - a rotary movement of the electric motor (5) transmitting the transmission (6) to the belt shaft (4), characterized in that - the transmission (6) can be driven in a first power transmission path as an assembly for driving the belt shaft (4) with a first torque, and - that Transmission (6) by switching a clutch (8) by opening a second power transmission path for driving the belt shaft (4) can be driven with a second torque, wherein - a first part (11) of the transmission (6) can be blocked by means of a blocking device relative to a toothing (25) fixed to the vehicle, and the clutch (8 ) is arranged between the first part (11) of the transmission (6) and a second part of the transmission (6), the second part of the transmission (6) being part of the second power transmission path.

Belt retractor (1). Claim 1 , characterized in that -the clutch (8) is speed and/or inertia and/or torque controlled.

Belt retractor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gearbox (6) translates the rotational movement of the electric motor (5) in the second power transmission path into a smaller speed of the belt shaft (4).

Belt retractor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - the blocking device is formed by at least one blocking pawl (16), the engagement movement of which in the vehicle-mounted toothing (25) is controlled by a synchronizing ring (12).

Belt retractor (1). Claim 4 , characterized in that a synchronization pawl (17) is provided on the synchronizer ring (12), which aligns the synchronizer ring (12) relative to the vehicle-mounted toothing (25) by controlling it.

Belt retractor (1). Claim 5 , characterized in that -the synchronization pawl (17) is spring-loaded in the winding direction of the seat belt.

Belt retractor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gear (6) has an annular gear housing (10) with internal teeth (26) and a planetary gear (9) rolling in the internal teeth (26) of the gear housing (10). ) having.

Belt retractor (1) according to one of the Claims 1 until 6 and after Claim 7 , characterized in that -the gear housing (10) forms the first part (11) of the gear (6) or is connected in a rotationally fixed manner to the first part (11) of the gear (6).

Belt retractor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission (6) has a drive wheel (13) which can be driven by the electric motor (5) and which forms the second part of the transmission (6).

Belt retractor according to one of the preceding claims, characterized in that the gear (6) and the clutch (8) are arranged coaxially to one another.

Belt retractor according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor (5) is voltage-controlled.