DE10039364C2

DE10039364C2 - Vorrichtung zum Aufrollen eines Sicherheitsgurtes

Info

Publication number: DE10039364C2
Application number: DE10039364A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Juling; Martin Specht
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2020-08-12
Also published as: DE60104123D1; AU2001263328A1; EP1307364A1; EP1307364B1; DE10039364A1; WO2002014121A1; US6598821B2; JP2004526610A; KR100473012B1; US20020017584A1; KR20030031971A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufrollen eines Sicherheitsgurtes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Stand der Technik

Eine derartige Vorrichtung zum Aufrollen eines Sicherheits gurtes ist aus der DE 100 01 840 A1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung besitzt eine in einem Rahmen drehbar gelagerte Wickelwelle sowie einen Elektromotor, dessen Drehmoment über eine Schalteinrichtung mit unterschiedlichen Drehzahlen auf die Wickelwelle übertragen wird. Hierzu sind zwei Kraftüber tragungsstecken in Form unterschiedlicher Reduziergetriebe vorgesehen. Das Umschalten zwischen den beiden Kraftübertra gungsstrecken erfolgt mit Hilfe von Schaltmitteln, welche in Abhängigkeit von externen Sensoren mit Hilfe einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung betätigt werden.

Bei einer aus der DE 197 31 689 A1 bekannten Vorrichtung zum Aufrollen eines Sicherheitsgurtes wird die Wickelwelle eines Gurtaufrollers mit unterschiedlichen von einem Elektromotor erzeugten Drehmomenten beaufschlagt. Die jeweiligen Drehmo mente werden über eine mechanische Schalteinrichtung über tragen, wobei in Abhängigkeit von der jeweiligen Schaltstel lung der Tragekomfort des Sicherheitsgurtes, die Gurtband straffung oder eine Gurtkraftbegrenzung bewirkt wird.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die mechanische Schalteinrichtung einfach, insbesondere selbsttätig in die zur Übertragung des jeweiligen Drehmomentes erforderliche Schaltstellung gebracht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Schalteinrichtung weist bei der Erfindung eine durch ein Trägheitsmoment selbsttätig einrückbare Kupplungseinrichtung auf. Um eine reversible Gurtstraffung bei eine hohe Unfall wahrscheinlichkeit aufweisenden Fahrsituationen zu gewähr leisten, kann die Kupplungseinrichtung nach dem Gurtstraffen und Beendigung der gefährlichen Fahrsituation durch eine beispielsweise von einer Feder erzeugten Rückstellkraft oder durch vom Elektromotor bewirkte Bewegungsänderung, z. B. Drehrichtungsänderung in den ausgekuppelten Zustand wieder zurückgestellt werden. Es wirkt dann die Rückstellkraft der Triebfeder wieder auf die Wickelwelle und den Sicherheits gurt. Vorzugsweise wird das Drehmoment über ein Unterset zungsgetriebe auf die Wickelwelle übertragen. Die Kupplungs einrichtung weist hierzu ein Antriebsteil auf, auf welches das Untersetzungsgetriebe das Drehmoment überträgt. Das An triebsteil der Kupplungseinrichtung kann einen Teil des Triebfedergehäuses bilden, wobei ein äußerer Einhängepunkt der Triebfeder mit dem Antriebsteil und ein innerer Einhän gepunkt der Triebfeder mit der Wickelwelle, vorzugsweise mit einem axialen Fortsatz der Wickelwelle fest verbunden sind. Der axiale Fortsatz der Wickelwelle kann als Welle ausgebil det sein, an welcher das Antriebsteil drehbar gelagert ist.

Die Kupplungseinrichtung weist ferner ein schaltbares Kupp lungselement auf, welches in Abhängigkeit von der Drehzahl oder Drehzahländerung des Antriebsteils infolge eines Trägheitsmoments einer in einem bestimmten Abstand von der Rota tionsachse des Antriebsteils vorgesehenen Sensormasse selbsttätig in den eingerückten Zustand bewegbar ist. Die Sensormasse kann am Kupplungselement zur Erzeugung einer Fliehkraft oder Trägheitskraft oder als separate Sensormasse vorgesehen sein. Es können auch mehrere entsprechend ausge bildete Kupplungselemente vorgesehen sein.

Bei eingerücktem Kupplungselement ist das Antriebsteil über das Kupplungselement, vorzugsweise die Triebfeder über brückend, an die Wickelwelle, insbesondere an den drehfest mit der Wickelwelle verbundenen Fortsatz angekoppelt. In be vorzugter Weise erfolgt hierbei die Einleitung des zur Gurt straffung erforderlichen Drehmoments. Es kann sich hier um die reversible Gurtstraffung bei hoher Unwahrscheinlichkeit oder um die Leistungsstraffung bei einem stattgefundenen Un fall handeln.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Einsteue rung des Kupplungselementes durch eine Vorblockierungsein richtung erfolgen. In dieser wird durch eine Sensormasse ein Eingriffsteil mit einem Steuerteil in einen vorblockierenden Eingriff gebracht. Durch diese Vorblockierung ist das An triebsteil mit dem Steuerteil drehfest verbunden. Bei einer Drehung des Antriebsteils wird das Steuerteil mitbewegt, wo durch das wenigstens eine Kupplungselement in den eingerück ten Zustand gebracht wird. Der Eingriff in das Steuerteil und damit die Verbindung des Steuerteils mit dem An triebsteil kann in der Weise erfolgen, dass das wenigstens eine Kupplungselement synchron in das Antriebsteil einge rückt wird. Das Kupplungselement kann hierbei als vom Steu erteil steuerbare Klinke ausgebildet sein, die synchron in eine umlaufende Verzahnung des Antriebsteils eingreift. Das Kupplungselement befindet sich hierzu vorzugsweise auf einem drehfest mit dem axialen Fortsatz der Wickelwelle verbunde nen Klinkenträger. Hierdurch wird eine direkte Ankopplung des Antriebsteils an die Wickelwelle erreicht. Die Sensormasse kann als separate auf das Eingriffsteil wirkende Sen sormasse oder als in das vorblockierende Eingriffsteil in tegrierte und durch Fliehkraft oder Trägheitskraft auf das Eingriffsteil wirkende Sensormasse ausgebildet sein.

Die Vorblockierungseinrichtung kann auch einen fahrzeugsen sitiven Beschleunigungssensor aufweisen, durch welchen das Kupplungselement in den eingerückten Zustand gesteuert wer den kann. Ferner kann die Vorblockierungseinrichtung einen Elektromagneten aufweisen, durch den das Kupplungselement in den eingerückten Zustand gesteuert wird.

Bei dem durch Fliehkraft oder Trägheitskraft in den einge rückten Zustand steuerbaren Kupplungselement und bei der Einsteuerung des Kupplungselementes in den eingerückten Zu stand durch den fahrzeugsensitiven Sensor wird gewährleis tet, dass auch bei Stromausfall ein mit der Wickelwelle ver bundener Lastbegrenzer über die Kupplung an das im Sinne der deutschen Patentanmeldung DE 199 50 855.0 wie eine Träg heitsmasse wirkende System bestehend aus dem Getriebe und dem Rotor des Elektromotors angekoppelt ist. Das Getriebe wirkt zwischen der Wickelwelle und dem Rotor des Motors wie ein ins Schnelle übersetzendes Getriebe. Man erreicht hier durch eine selbsttätige Einstellung der Kraftbegrenzerwir kung in Abhängigkeit von den Daten des angegurteten Fahr zeuginsassen und der jeweiligen Unfallschwere.

Wenn die Drehzahl oder die Drehzahländerung des Antriebs teils so niedrig ist, dass die vorzugsweise durch eine Sen sorfeder zurückgehaltene Sensormasse keine Relativbewegung gegenüber dem Antriebsteil ausführt, sondern mitbewegt wird, erfolgt eine Einstellung der Rückstellkraft der Triebfeder. Hierdurch kann der Tragekomfort des angelegten Sicherheits gurtes beispielsweise durch Verringerung der Rückzugskraft der Triebfeder eingestellt werden. Es ist jedoch auch mög lich, durch Drehen des Antriebsteils in entgegengesetzter Richtung die Rückstellkraft der Triebfeder beispielsweise zum Zurückbringen des Sicherheitsgurtes in seine Parkpositi on zu erhöhen. Das Zurückbringen des Sicherheitsgurtes in die Parkposition kann auch bei eingerückter Kupplungsein richtung erfolgen. Das hierzu erforderliche Drehmoment wird dann vom Elektromotor über die Kupplungseinrichtung auf die Wickelwelle übertragen.

Die Schalteinrichtung und die Triebfeder sowie gegebenen falls das insbesondere als Untersetzungsgetriebe ausgebilde te Getriebe können als Baueinheit ausgebildet sein, die mit tels einer Adapterplatte am Rahmen befestigt wird. Hierdurch ist es möglich, herkömmliche Gurtaufroller mit der sich selbsttätig einstellenden Schalteinrichtung zur Übertragung unterschiedlicher Drehmomente vom Elektromotor auf die Wi ckelwelle umzurüsten bzw. zu ergänzen. Mit Hilfe der Adap terplatte ist es möglich, unterschiedliche Typen von Gurt aufrollern mit der Schalteinrichtung auszustatten. Die Adap terplatte wird vorzugsweise auf einem der beiden Rahmen schenkel insbesondere an dem Rahmenschenkel angeordnet, an welchem die Federseite des Gurtaufrollers vorgesehen ist.

Die Adapterplatte ist vorzugsweise lastaufnehmend ausgebil det, wobei die Wickelwelle an ihrer einen Stirnfläche gege benenfalls über den axialen Fortsatz in einem Drehlager an der Adapterplatte gelagert sein kann. Es ist jedoch auch möglich, dieses Drehlager für die Wickelwelle nicht an der Adapterplatte vorzusehen, sondern den als Welle ausgebilde ten Fortsatz, der drehfest mit der Wickelwelle verbunden ist, an einem fest mit der Adapterplatte verbundenen Gehäu se, in welchem die Schalteinrichtung angeordnet ist, drehbar zu lagern. An diesem Gehäuse kann auch das Untersetzungsgetriebe, insbesondere ein Zahnrad dieses Untersetzungsgetrie bes drehbar gelagert sein. Es können auch mehrere Zahnräder des Untersetzungsgetriebes am Gehäuse gelagert sein.

Der axial sich erstreckende Fortsatz der Wickelwelle kann drehfest mit einem sich axial in einem Hohlraum der Wickel welle erstreckenden Torsionsstab, welcher als Kraftbegrenzer wirkt, drehfest verbunden sein oder aus einem Stück mit die sem Torsionsstab gebildet sein. Hierdurch ist es möglich, das vom Elektromotor gelieferte Drehmoment auch zur Einstel lung der Gurtkraftbegrenzung auszunützen.

Beispiele

Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfin dung noch näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in schnittbildli cher Darstellung;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in schnittbild licher Darstellung;

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel in schnittbild licher Darstellung;

Fig. 4 ein fünftes Ausführungsbeispiel in schnittbild licher Darstellung;

Fig. 5 die Anordnung einer Rückstellfeder; und

Fig. 6 die Anordnung einer weiteren Rückstellfeder.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen jeweils eine Vorrichtung zum Aufrollen eines Sicherheitsgur tes 5, welcher einen Gurtaufroller mit einer in einem Rahmen 2 drehbar gelagerten Wickelwelle 1 aufweist. Von einem Elektromotor 3 werden je nach Schaltstellung einer Schalt einrichtung 4 unterschiedliche Drehmomente auf die Wickel welle 1 und damit auf den Sicherheitsgurt 5 übertragen. Wie aus der DE 197 31 689 A1 bekannt ist, können hierzu ein Drehmoment zur Einstellung des Tragekomfortes des angelegten Sicherheitsgurtes 5 oder ein Drehmoment zur Straffung des Sicherheitsgurtes 5 oder ein Drehmoment zur Einstellung ei nes Kraftbegrenzers 25 bei blockierter Wickelwelle 1 und Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen übertragen werden. Es ist auch möglich, dass das jeweilige Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 so ausgelegt ist, dass nur eine oder zwei der oben genannten Schaltpositionen eingestellt bzw. Drehmomente auf die Wickelwelle 1 und den Sicherheitsgurt 5 übertragen werden.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Schalt einrichtung 4 selbsttätig und zwar drehzahlabhängig oder ab hängig von dieser Drehzahländerung (Drehzahlgradienten) in eine jeweilige Schaltposition einstellbar. Bei einer niede ren Drehzahl bzw. einer geringen Drehzahländerung wird die Schalteinrichtung 4 in eine Schaltposition gebracht, in wel cher der Tragekomfort des angelegten Sicherheitsgurtes 5 eingestellt wird. Hierzu kann vorzugsweise die Rückstell kraft einer Triebfeder 10 verringert werden. Dabei wird das vom Elektromotor 3 über eine Motorwelle 21 gelieferte Dreh moment über ein Untersetzungsgetriebe, bestehend aus einem mit der Motorwelle 21 kämmenden Zahnrad 22 und einem mit einem Antriebsteil 8 drehfest verbundenen Zahnrad 23, auf das Antriebsteil 8 übertragen. Das Antriebsteil 8 ist drehbar um eine zur Wickelwellenachse koaxiale Rotationsachse 14 dreh bar gelagert. Das Antriebsteil 8 bildet einen Teil eines Triebfedergehäuses 12 und umfasst die Triebfeder 10 an ihrem Umfang. Ein äußerer Einhängepunkt 9 der Triebfeder 10 ist fest mit dem Antriebsteil 8 verbunden. Ein innerer Einhänge punkt 11 der Triebfeder 10 ist fest mit einem Federherz 32 verbunden, das seinerseits drehfest mit einem axialen Fort satz 7 der Wickelwelle 1 verbunden ist. Auf diese Weise wird die Rückstellkraft der Triebfeder 10 auf die Wickelwelle 1 übertragen.

Bei Drehung der Motorwelle 21 in entgegengesetzter Richtung kann die Triebfeder 10 auf ihre normale Rückstellkraft zu rückgestellt werden und gegebenenfalls kann bei Weiterdre hung die Rückstellkraft der Triebfeder 10 erhöht werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Sicher heitsgurt beim Ablegen in seine Parkposition zurückgebracht wird. In der Parkposition kann durch Erhöhung der Rückstell kraft der Triebfeder 10 der Sicherheitsgurt straff in seiner Position gehalten werden (Antiklapper-Effekt). Dies kann auch durch Übertragung eines Drehmoments vom Elektromotor 3 über die eingerückte Kupplungseinrichtung 6 erreicht werden. Ferner kann durch entsprechende Einstellung der Rückstell kraft der Triebfeder 10 oder bei eingerückter Kupplungsein richtung 6 durch ein entsprechendes Drehmoment das Anlegen des Sicherheitsgurtes 5 erleichtert werden.

Zur Gurtstraffung wird vom Elektromotor 3 bei höherer bzw. bei rasch ansteigender Drehzahl ein Drehmoment erzeugt, wel ches von der Motorwelle 21 über das Getriebe (Zahnräder 22 und 23) auf das Antriebsteil 8 übertragen wird. Am An triebsteil 8 ist, z. B. mittels eines Lagerteils 41 ein Ein griffsteil 24 beispielsweise in Form einer Klinke, welche von einer Feder in eine Ruhestellung vorgespannt sein kann, beweglich, insbesondere schwenkbar gelagert. Am Antriebsteil 8 kann ferner eine Sensormasse 15, welche in einem radialen Abstand zur Rotationsachse 7 angeordnet ist, schwenkbar oder drehbar gelagert sein. Bei den dargestellten Ausführungsbei spielen 1 bis 4 wirkt zwischen der Sensormasse 15 und dem Antriebsteil 8 eine Sensorfeder 39. Aufgrund ihrer trägen Masse führt die Sensormasse 15 die Drehbewegung des An triebsteiles 8 zunächst nicht mit aus, so dass eine Relativ bewegung zwischen der Sensormasse 15 und dem Antriebsteil 8 sowie dem Eingriffsteil 24 entsteht. Durch diese Relativbe wegung zwischen dem Eingriffsteil 24 und der Sensormasse 15 wird das Eingriffsteil 24 in einen vorblockierenden Eingriff mit einem Steuerteil 33 gebracht. Bei den dargestellten Aus führungsbeispielen wirkt die Sensormasse 15 wie ein Winkel beschleunigungssensor. Das Steuerteil 33 ist bei den darge stellten Ausführungsbeispielen als Steuerrad ausgebildet, welches drehbar am axialen Fortsatz 7 der Wickelwelle 1 ge lagert ist. Das Eingriffsteil 24 kann in Form einer oder mehrerer beweglicher Klinken ausgebildet sein, die mit einer umlaufenden Verzahnung 34 am Steuerteil (Steuerrad) in Ein griff gebracht wird bzw. werden. Hierdurch wird die Drehbe wegung des Antriebsteils 8 auf das Steuerteil 33 übertragen. Das Steuerteil 33 besitzt ein Kupplungsbetätigungsteil 35. Über dieses Kupplungsbetätigungsteil 35 wird die vom An triebsteil 8 bewirkte Drehbewegung auf wenigstens ein Kupp lungselement 13, beispielsweise in Form einer schwenkbaren Klinke übertragen. Das wenigstens eine Kupplungselement 13 ist an einem Träger 26, welcher drehfest mit der Wickelwelle insbesondere über den axialen Fortsatz 7 verbunden ist, be weglich gelagert. Das Kupplungselement 13 wird mit dem An triebsteil 8 in Eingriff gebracht. Hierzu kann das An triebsteil 8 eine umlaufende Verzahnung 36 aufweisen. Vor zugsweise sind die Verzahnungen 34 und 36 so ausgebildet, dass ein synchroner Kupplungseingriff des wenigstens einen Kupplungselementes 13 erreicht wird. Durch den Kupplungsein griff des Kupplungselementes 13 in die Verzahnung 36 des An triebsteils 8 wird das Antriebsteil 8 drehfest über den Trä ger 26 und den axialen Fortsatz 7 mit der Wickelwelle 1 ver bunden. Das vom Elektromotor 3 über das Getriebe (Zahnräder 22, 23) auf das Antriebsteil 8 übertragene Drehmoment wird hierdurch an die Wickelwelle 1 gekoppelt und vorzugsweise zum Straffen des Sicherheitsgurtes 5 ausgenützt.

Bei dieser Straffung des Sicherheitsgurtes 5 kann es sich um die Leistungsstraffung handeln, bei welcher während eines Unfallgeschehens der angegurtete Fahrzeuginsasse in den Fahrzeugsitz zurückgezogen wird. Es kann sich auch um eine reversible Straffung des Sicherheitsgurtes 5 handeln, welche bei einer Fahrsituation mit hoher Unfallwahrscheinlichkeit stattfindet. Derartige Fahrsituationen sind Notbremsung des Fahrzeugs, Schleudern des Fahrzeugs und dergleichen. Wenn bei einer derartigen Fahrsituation kein Unfall stattfindet, wird die Wickelwelle 1 und das Gurtband 5 wieder in den nor malen Gurtbandtragekomfort, bei welcher die auf Tragekomfort eingestellte Rückzugskraft der Triebfeder 10 auf das Gurt band 5 wirkt, zurückgestellt.

Um diese Zurückstellung zu ermöglichen, ist eine Rückstell feder 18 vorgesehen, welche zwischen dem Steuerteil 33 und dem Träger 26 für das Kupplungselement 13 wirkt, wie es in Fig. 6 näher dargestellt ist. Durch die Kraft der Rück stellfeder 18 wird das Steuerteil 33 gegenüber dem Träger 26 in seine Ausgangs- bzw. Normalposition zurückgebracht, wobei auch das Kupplungselement 13 in seine Ruheposition bzw. aus gerückte Position zurückgebracht wird. Hierdurch wird das Kupplungselement 13 aus der Verzahnung 36 am Antriebsteil 8 gelöst und die Kupplungseinrichtung 6 entkuppelt. Die zwi schen dem Antriebsteil 8 und der Sensormasse 15 (Fig. 1 bis 4) wirkende Sensorfeder 39 übt ebenfalls eine rückstellende Kraft aus, wodurch die Sensormasse 15 und das Eingriffsteil 24 ebenfalls in ihre Ausgangs- bzw. Normalpositionen zurück gebracht werden. In der Fig. 5 ist die Anordnung der Sen sorfeder 39 gezeigt. Die Rückstellfunktion an der Sensormas se 15 lässt sich jedoch auch ohne Sensorfeder 39 aufgrund der Rückstellwirkung der Rückstellfeder 18 erreichen. Das Zurückbringen der Kupplungseinrichtung 6 in die ausgerückte Position kann auch durch eine Drehrichtungsumkehr, welche vom Elektromotor 3 bewirkt wird, veranlasst werden.

Wie oben erläutert, wirkt die Kupplungseinrichtung 6 wie ei ne Schaltkupplung, welche in Abhängigkeit von der Drehzahl oder Drehzahländerung der Motorwelle 21 in den eingerückten Zustand gesteuert wird oder den ausgerückten Zustand beibe hält. Bei niederer Drehzahl oder geringer Drehzahländerung bleibt die Kupplungseinrichtung 6 im ausgerückten Zustand, so dass die Motorwelle 21 über das Getriebe (Zahnräder 22, 23) und das Antriebsteil 8 auf die Rückstellkraft der Trieb feder 10 einwirkt. Bei höherer Drehzahl oder Drehzahlände rung, bei welcher die Sensoreinrichtung anspricht, wird über eine Vorblockierung das Kupplungselement 13 in den einge rückten Zustand gebracht. Hierbei wird die Triebfeder 10 überbrückt und das Antriebsteil 8 drehfest mit der Wickelwelle 1 verbunden. Die die Vorblockierung bewirkende Sensor einrichtung wird, wie oben erläutert, von der Sensormasse 15, von der an ihr wirkenden Sensorfeder 39 und das Ein griffsteil 24 gebildet. Die Kupplungseinrichtung 6 wirkt mit dem Getriebe (Zahnräder 22, 23) zusammen und sieht die bei den oben genannten Schaltpositionen vor.

Da beim dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl am An triebsteil 8 als auch am Steuerteil 33 umlaufende Verzahnun gen 36 und 34 vorgesehen sind und der vorblockierende Ein griff des Eingriffsteils 24 in die umlaufende Verzahnung 34 am Steuerteil 33 in vorbestimmten Drehwinkelpositionen er folgt, erreicht man ein synchronisiertes Einrücken des Kupp lungselementes 13 in die umlaufende Verzahnung 36 am An triebsteil 8.

Das Eingriffsteil 24 kann auch in der Weise ausgebildet sein, dass es aufgrund von Fliehkraft mit dem Steuerteil, insbesondere der umlaufenden Verzahnung 34 am Steuerteil 33 in Eingriff gebracht wird. Auf das Eingriffsteil 24 kann ei ne Federkraft (Sensorfeder) wirken, welche das Eingriffsteil 24 unterhalb einer bestimmten Drehzahl außer Eingriff mit dem Steuerteil 33 hält. Sobald diese Drehzahl überschritten wird, übersteigt die auf das Eingriffsteil 24 wirkende Fliehkraft die Rückhaltekraft der Sensorfeder, so dass es mit dem Steuerteil 33 in Eingriff kommt. Hierdurch ist dann das Steuerteil 33 ebenfalls drehfest mit dem Antriebsteil 8 verbunden.

Der Gurtaufroller, welcher im wesentlichen von der Wickel welle 1 und dem Rahmen 2, in welchem die Wickelwelle 1 dreh bar gelagert ist, gebildet wird, besitzt ferner einen Lastbegrenzer 25 in Form eines Torsionsstabes. Der Kraft begrenzer 25 erstreckt sich in axialer Richtung in einem Hohlraum der Wickelwelle 1. Am linken Ende ist beim jeweili gen Ausführungsbeispiel in den Fig. 1 bis 3 der Kraftbegren zer 25 in einem Festlager 27 drehfest mit der Wickelwelle 1 verbunden. An seinem rechten Ende ist die Wickelwelle 1 ge genüber dem Lastbegrenzer 25 in einem Loslager 28 drehbar gelagert. Das rechte Ende des Lastbegrenzers ist im normalen Fahrbetrieb drehbar am Rahmen 2 gelagert. Bei den darge stellten Ausführungsbeispielen erstreckt sich der axiale Fortsatz 7 axial zum Lastbegrenzer 25. Bei den Ausführungs beispielen der Fig. 2 und 3 ist der axiale Fortsatz 27 einstückig mit dem Lastbegrenzer 25 ausgebildet. Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 4 ist der axiale Fort satz 7 an einer Verbindungsstelle 37 drehfest mit dem als Torsionsstab ausgebildeten Lastbegrenzer 25 verbunden.

Bei den in der Fig. 1 und 4 dargestellten Ausführungsbei spielen ist der Lastbegrenzer 25 an seinem linken Ende in einem Drehlager 20 am Rahmen 2 und/oder an einer fest mit dem Rahmen 2 verbundenen Adapterplatte 17, deren Funktion im einzelnen noch erläutert wird, drehbar gelagert. Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 fehlt das Drehlager 20. Bei diesen Ausführungsbeispielen ist der aus einem Stück mit dem Lastbegrenzer 25 gebildete axiale Fortsatz 27 in ei nem Gehäuse 19 an seinem äußeren Ende drehbar gelagert. Das Gehäuse 19 umgibt die gesamte Schalteinrichtung 4 und ist fest mit der Adapterplatte 17 verbunden. Die Adapterplatte 17 ist drehfest mit dem Rahmen 2, insbesondere mit dem lin ken Rahmenschenkel des Rahmens 2 des Gurtaufrollers verbun den. Die Adapterplatte 17 bildet einen seitlichen Abschluss des Triebfedergehäuses 12. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bildet der Träger 26 für das Kupplungselement 13 die seitliche Begrenzung des Triebfedergehäuses. Das Triebfeder gehäuse 12 wird, wie schon erläutert, von dem Antriebsteil 8 ergänzt, wie aus den Fig. 1 bis 4 zu ersehen ist. Das An triebsteil 8 bildet in bevorzugter Weise auch das Kupplungs gehäuse, in welchem die vorblockierende Sensoreinrichtung, enthaltend die Sensormasse 15, das Eingriffsteil 24 und das Steuerteil 33, sowie das Kupplungselement 13 untergebracht sind.

In bevorzugter Weise ist die Schalteinrichtung 4, welche von dem Gehäuse 19 und der Adapterplatte 17 umhüllt wird, als Baueinheit ausgebildet, welche an unterschiedliche Typen von Gurtaufrollern mittels der entsprechend angepassten Adapter platte 17 befestigt werden kann. An dieser Baueinheit 16 kann auch der Elektromotor 3 mit seiner Motorwelle 21 abge stützt sein. Hierdurch ist es möglich, unterschiedliche Gur taufroller-Typen mit der Schalteinrichtung 4 und dem Elekt romotor 3 auszustatten.

Die Adapterplatte 17 und vorzugsweise auch das Gehäuse 19 sind kraftaufnehmend ausgebildet. Insbesondere bei der Gurt straffung stützen sich die zu übertragenden Drehmomente an der Adapterplatte 17 und dem Gehäuse 19 ab. Die Adapterplat te 17 kann hierzu bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 mit einem Crashlagerbund 40 für eine Abstützung der Wickelwelle bzw. des Lastbegrenzers ausgestattet sein. In den Fig. 1 und 4 ist hierzu das Drehlager 20 vorgesehen. Auch nach der Leistungsstraffung des Sicherheitsgurtes 5 werden die bei der Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen vom Gurtband auf die Wickelwelle 1 übertragene Kräfte sowohl vom Rahmen 2 als auch von der versteifend wirkenden Adapterplatte 17 und von dem Gehäuse 19, welches fest mit der Adapter platte 17 verbunden ist, aufgenommen.

Wenn bei einem Unfallgeschehen nach der Leistungsstraffung des Sicherheitsgurtes 5 das rechte Ende des Kraftbegrenzers 25 über eine nicht näher dargestellte Blockiereinrichtung in bekannter Weise beispielsweise durch Klinkeneingriff am Rah men 2 gegen Drehung blockiert wird, dreht sich die Wickel welle 1, welche am linken Ende über das Festlager 27 dreh fest mit dem als Torsionsstab ausgebildeten Gurtkraftbegren zer 25 verbunden ist, bei Überschreitung einer bestimmten Kraftschwelle gegenüber dem festgehaltenen rechten Ende des Gurtkraftbegrenzers 25. Diese Drehung erfolgt dann, wenn ei ne vorbestimmte voreingestellte Kraftschwelle durch die vom Gurtband 5 bei der Vorverlagerung des angegurteten Fahrzeug insassen ausgeübte Kraft überschritten wird. Diese Kraft schwelle kann durch Einwirkung des Elektromotors 3, welcher, wie oben beschrieben, bei der Leistungsstraffung an den axi alen Fortsatz 7 und damit an das linke Ende des Lastbegren zers 25 bei eingerückter Kupplung 6 angekoppelt ist, einge stellt werden. Wie bei der Gurtstraffung wird das zur Ein stellung des Lastbegrenzers 25 übertragene Drehmoment über das Getriebe (Zahnräder 22, 23), das Antriebsteil 6, das eingerückte Kupplungselement 13, den Träger 26 und den axia len Fortsatz 7 auf den Lastbegrenzer 25 übertragen. Die Ein stellung des Lastbegrenzers 25 kann in Abhängigkeit von Kennlinien erfolgen, wie es beispielsweise aus der DE 197 31 689 A1 bekannt ist.

Anstelle des einen Kupplungselementes 13 können am Träger 26 auch mehrere Kupplungselemente 13 vorgesehen sein, welche durch das Steuerteil 33 in den eingerückten Zustand gebracht werden können.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele besitzen einen zusätzlichen Sensor 31, welcher als fahrzeug sensitiver Sensor (VS-Sensor) ausgebildet ist. Dieser befin det sich bei der Fig. 3 in einem an der Außenseite des Ge häuses 19 vorgesehenen Sensorgehäuse 30. Im Sensorgehäuse 30 ist ferner ein Sperrrad 29 angeordnet, welches drehbar am axialen Fortsatz 7 gelagert ist. Zur drehbaren Lagerung ist das Sperrrad 13 drehfest mit einer axialen Verlängerung 38 des als Steuerrad ausgebildeten Steuerteils 33 verbunden. Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel be findet sich der Sensor 31 im Innern der vom Gehäuse 19 und der Adapterplatte 17 gebildeten Baueinheit 16 in unmittelba rer Nähe der Adapterplatte 17. Bei dieser Ausführungsform besitzt das als Steuerrad ausgebildete Steuerteil 33 die Funktion des Sperrrades. Bei überhöhter Fahrzeugbeschleuni gung oder Fahrzeugabbremsung wird durch den Sensor 31 das Steuerteil vorblockiert wodurch, wie bei den anderen Ausfüh rungsbeispielen, das Kupplungselement 13 in seine eingerück te Position gebracht wird.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist auch bei Stromausfall eine kennliniengesteuerte, d. h. von den Daten des angegurteten Fahrzeuginsassen und der jeweiligen Unfall schwere abhängige Kraftbegrenzerwirkung gewährleistet. Dies wird dadurch erreicht, dass das Kupplungselement 13 auch mit Fliehkraft- oder Trägheitswirkung in die eingerückte Posi tion gebracht werden kann. Wenn bei der Vorverlagerung des angegurteten Fahrzeuginsassen die Wickelwelle 1 und damit der Lastbegrenzer 25, der drehfest mit dem linken Ende des Lastbegrenzers verbundene axiale Fortsatz 7 gedreht werden, wird ebenfalls der drehfest mit dem Fortsatz 7 verbundene Träger 26 gedreht. Durch diese Drehung kann das Kupplungs element 13 infolge Fliehkraft- oder Trägheitswirkung mit der Verzahnung 36 am Antriebsteil 8 in Eingriff kommen.

Hierdurch ist die Masse des Rotors des Elektromotors 3 über das Getriebe (Motorwelle 21, Zahnräder 22, 23) an das linke Ende des Lastbegrenzers 25 angekoppelt. Dieses sich mit der Wickelwelle 1 mitdrehende linke Ende des Lastbegrenzers 25 ist über das in dieser Richtung als ins Schnelle übersetzen de Getriebe an die Masse des Rotors des Elektromotors 3 an gekoppelt. Man erreicht hierdurch eine im Sinne der DE 199 50 855.5 selbsttätige Einstellung der Kraftbegrenzerwirkung in Abhängigkeit von den Daten des Fahrzeuginsassen und/oder der jeweiligen Unfallschwere.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4 erfolgt die Ankoppelung des Rotors des Elektromotors 3 an den Lastbe grenzer 25 durch den fahrzeugsensitiven Sensor 31 mittels Vorblockierung. Bei dieser Vorblockierung mittels des fahr zeugsensitiven Sensors 31 wird eine synchrone Ansteuerung des Kupplungselementes 13 in seine eingerückte Position er reicht.

Bezugszeichenliste

1

Wickelwelle

2

Rahmen

3

Elektromotor

4

Schalteinrichtung

5

Sicherheitsgurt

6

Kupplungseinrichtung

7

Fortsatz

8

Antriebsteil

9

äußerer Einhängepunkt

10

Triebfeder

11

innerer Einhängepunkt

12

Triebfedergehäuse

13

Kupplungselement

14

Rotationsachse

15

Sensormasse

16

Baueinheit

17

Adapterplatte

18

Rückstellfeder

19

Gehäuse

20

Drehlager

21

Motorwelle

22

Zahnrad

23

Zahnrad

24

Eingriffsteil

25

Lastbegrenzer

26

Träger

27

Festlager

28

Loslager

29

Sperrrad

30

Sensorgehäuse

31

fahrzeugsensitiver Sensor (VS-Sensor)

32

Federherz

33

Steuerteil

34

Verzahnung

35

Kupplungsbetätigungsteil

36

Verzahnung

37

drehfeste Verbindungsstelle

38

axiale Verlängerung

39

Sensorfeder

40

Crashlagerbund

41

Lagerteil

Claims

1. Vorrichtung zum Aufrollen eines Sicherheitsgurtes (5) mit einer in einem Rahmen (2) drehbar gelagerten Wickel welle (1), einem Elektromotor (3) und einer Schaltein richtung (4), mit welcher in jeweiligen Schaltstellungen unterschiedliche Drehmomente zur Einstellung des Trage komforts des Sicherheitsgurtes (5) über ein vom Elektro motor (3) um eine Rotationsachse (14) mit unterschiedli cher Drehzahl antreibbares Antriebsteil (8) oder zur Straffung des Sicherheitsgurtes (5) auf die Wickelwelle (1) übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (4) ein Kupplungselement (13) auf weist, welches durch ein Trägheitsmoment betätigbar ist, das von einer in einem bestimmten Abstand von der Rota tionsachse (14) des Antriebsteil (8) angeordneten Sen sormasse (15) bei einer bestimmten Drehzahl oder be stimmten Drehzahländerung des Antriebsteils (8) erzeugt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (6) durch eine Rückstellkraft oder durch eine Drehrichtungsänderung in den ausgekup pelten Zustand rückstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass das jeweilige Drehmoment über einen mit der Wickelwelle (1) drehfest verbundenen axialen Fortsatz (7) auf die Wickelwelle (1) übertragbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsteil (3) einen äußeren Einhängepunkt (9) einer Triebfeder (10) aufweist, die an ihrem inneren Einhängepunkt (11) drehfest mit dem Fort satz (7) der Wickelwelle (1) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsteil (3) einen Gehäuse teil des Triebfedergehäuses (12) bildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsteil (3) am axialen Fortsatz (7) der Wickelwelle (1) drehbar gelagert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (13) durch Fliehkraft in den eingerückten Zustand steuerbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (13) durch ei ne Vorblockierungseinrichtung (15, 24, 33; 29, 31, 33; 41, 42) in den eingerückten Zustand steuerbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorblockierungseinrichtung (15, 24, 33) eine Sensormasse (15) aufweist, durch die ein am Antriebsteil (8) beweglich gelagertes Eingriffsteil (24) mit einem Steuerteil (33) in Eingriff bringbar ist, durch welches bei Drehung des Antriebsteils (8) das Kupplungselement (13) in den eingerückten Zustand gebracht wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorblockierungseinrichtung (29, 31, 33) einen fahrzeugsensitiven Beschleunigungssensor (31) aufweist, durch welchen das Kupplungselement (13) oberhalb einer Crashbeschleunigungs- oder Crashverzögerungsschwelle in den eingerückten Zustand steuerbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingerücktem Kupplungselement (13) das Antriebsteil über das Kupplungselement (13), die Triebfeder (10) überbrückend, an die Wickelwelle (1) angekoppelt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Kupplungseinrichtung (4) wirkende Rück stellkraft von einer Rückstellfeder (18) gebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (4) und die Triebfeder (10) eine Baueinheit (16) bilden, welche mit tels einer Adapterplatte (17) am Rahmen (2) befestigt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterplatte (17) lastaufnehmend ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Getriebe (22, 23), über welches das Drehmoment vom Elektromotor (3) auf die Wickelwelle (1) übertragen wird, an der Adapterplatte (17) gelagert ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Adapterplatte (17) ferner der Elektromotor (3) gelagert ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (4) in einem an der Adapterplatte (17) befestigtem Gehäuse (19) ange ordnet ist, in welchem der mit der Wickelwelle (1) dreh fest verbundene oder verbindbare Fortsatz (7) drehbar gelagert ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (19) das Getriebe (22, 23) zumindest teilweise gelagert ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelwelle (1) über den axia len Fortsatz (7) am Gehäuse (19) drehbar gelagert ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerteil (33) am axialen Fortsatz (7) drehbar gelagert ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment vom Elektromotor über ein als Untersetzungsgetriebe ausgebildetes Getrie be (22, 23) auf die Wickelwelle (1) übertragbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Kupplungsele ment (13) an einem drehfest mit der Wickelwelle (1), insbesondere dem axialen Fortsatz (7) verbundenen Träger (26) gelagert ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (13) synchro nisiert in das Antriebsteil (8) einrückbar ist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingerücktem Kupplungselement (13) die Kraftkennlinie oder Kraftschwelle eines mit der Wickelwelle (1) drehfest verbundenen Lastbegrenzers (25) einstellbar ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingerücktem Kupplungselement (13) ein den Sicherheitsgurt (5) in seine Parkposition zurückbringendes Drehmoment vom Elektromotor (3) auf die Wickelwelle (1) übertragbar ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zurückbringen des Sicherheits gurtes (5) in die Parkposition die Rückstellkraft der Triebfeder (10) durch den Elektromotor (3) erhöht wird.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass in der Parkposition der Sicher heitsgurt (5) durch eine vom Elektromotor (3) erhöhte Rückzugskraft der Triebfeder (10) oder durch ein über das eingerückte Kupplungselement (13) vom Elektromotor (3) übertragenes Drehmoment beaufschlagt ist.