DE10162374C1 - Sicherheitsgurtaufroller mit elektromotorischer Vorstraffung und Komfortfedersystem - Google Patents
Sicherheitsgurtaufroller mit elektromotorischer Vorstraffung und KomfortfedersystemInfo
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Abstract
Bei einem Sicherheitsgurtaufroller, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mti einem fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv angesteuerten Blockiersystem, mit einer die Gurtwelle in Gurtaufwickelrichtung vorspannenden Aufwickelfeder sowie mit einer auf die Gurtwelle einwirkenden, von einem Elektromotor angetriebenen Straffeinrichtung, ist zusätzlich ein Komfortfedersystem (17, 27) vorgesehen, wobei der Elektromotor (13) für die Schaltung des Schaltelementes (18) als Bestandteil des Komfortfedersystems (17, 27) herangezogen ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller,
insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, mit einem
fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv angesteuerten
Blockiersystem, mit einer die Gurtwelle in
Gurtaufwickelrichtung vorspannenden Aufwickelfeder sowie
mit einer auf die Gurtwelle einwirkenden, von einem
Elektromotor angetriebenen Straffeinrichtung, wobei der
Elektromotor mit der Gurtwelle über ein
zwischengeschaltetes Getriebe kuppelbar ist.
Ein Sicherheitsgurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen
ergibt sich aus der EP 0 893 313 A2. An die Gurtwelle des
Gurtaufrollers ist ein sowohl in der Gurtabwickelrichtung
als auch in der Gurtaufwickelrichtung drehbarer
Elektromotor ankuppelbar, von welchem über ein
zwischengeschaltetes Getriebe in Abhängigkeit von
bestimmten Fahrsituationen einstellbare Drehmomente auf die
Gurtwelle zur Einwirkung bringbar sind. Dabei kann in
vorgegebenen Schaltpositionen des Getriebes das vom
Elektromotor gelieferte Drehmoment sowohl für eine
reversible Vorstraffung als auch für eine
Leistungsstraffung auf die Gurtwelle übertragen werden.
Soweit bei derartigen Gurtaufrollern auch die Forderung
besteht, den Anlegekomfort des Gurtbandes zu verbessern,
indem die Wirkung der Aufwickelfeder bei angelegtem
Sicherheitsgurt abgeschwächt und damit der auf der Schulter
des angeschnallten Fahrzeuginsassen lastende Druck
vermindert wird, ist bei dem aus der EP 0 893 313 A2
bekannten Gurtaufroller bei dem Getriebe eine dritte
Getriebestufe vorgesehen, mittels derer die Aufhängung für
die Aufwickelfeder verschoben wird derart, daß die
Federwirkung der Aufwickelfeder insgesamt abgeschwächt ist.
Mit dieser Maßnahme ist der Nachteil verbunden, daß die
Verstellung der Federaufhängung aufwendig und über die
lange Lebensdauer eines Gurtaufrollers auch anfällig ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem
Gurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen den
Anlegekomfort des Gurtbandes zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich
vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser
Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß der
Gurtaufroller ein aus zwei in Reihe zueinander angeordneten
und unterschiedliche Federkennlinien aufweisenden Federn
bestehendes, mittels eines Schaltelementes zwischen zwei
Betriebszuständen schaltbares Komfortfedersystem aufweist
und daß der Elektromotor mit einem in unterschiedlichen
Drehrichtungen antreibbaren Übertragungsrad gekoppelt ist,
welches mit dem Schaltelement des Komfortfedersystems
derart zusammenwirkt, daß das Schaltelement in Abhängigkeit
von der Drehrichtung des Übertragungsrades in
unterschiedliche Schaltpositionen überführbar ist und
dadurch das Komfortfedersystem zwischen dessen
unterschiedlichen Betriebszuständen schaltet.
Die Integration eines aus zwei in Reihe zueinander
angeordneten und unterschiedliche Federkennlinien
aufweisenden Federn bestehenden Komfortfedersystems,
welches mittels eines Schaltelementes zwischen zwei
Betriebszuständen schaltbar ist, zur Verbesserung des
Anlegekomforts in einen Sicherheitsgurtaufroller ist im
Grundsatz aus der DE 199 52 371 C1 bekannt. Hierbei ist für
die Ansteuerung des Schaltelements ein kompliziert
aufgebautes Getriebe vorgesehen, welches die Umdrehungszahl
der Gurtwelle beim Abwickeln bzw. Aufwickeln des Gurtbandes
in die Schaltung einer Sperrklinke als Schaltelement
umsetzt. Hierbei ist es weiterhin aus der US 4 564 153 A
bekannt, die Schaltung eines entsprechenden Schaltelementes
über einen über ein externes Signal ansteuerbaren
Elektromagneten vorzunehmen.
Mit der Erfindung dagegen ist der Vorteil verbunden, daß
der ohnehin bei einem Gurtaufroller mit den gattungsgemäßen
Merkmalen vorhandene Elektromotor auch für die Ansteuerung
des Schaltelements des Komfortfedersystems herangezogen
ist, ohne daß zusätzliche aufwendige Maßnahmen zu treffen
sind.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
vorgesehen, daß das zwischen den Betriebszuständen des
Komfortfedersystems schaltbare Schaltelement als in
unterschiedliche Schaltpositionen überführbare Sperrklinke
(18) ausgebildet ist. Hierbei kann im einzelnen vorgesehen
sein, daß mit der Aufwickelfeder eine schwächer als die
Aufwickelfeder dimensionierte Komfortfeder über ein
Klinkenrad in Reihe geschaltet ist, wobei die Komfortfeder
mit ihrem inneren Ende an der Gurtwelle und mit ihrem
äußeren Ende an dem Klinkenrad und die Aufwickelfeder mit
ihrem inneren Ende an dem Klinkenrad und mit ihrem äußeren
Ende an dem Gehäuse angeschlossen ist und zur Ansteuerung
der Federn die in Abhängigkeit vom Schaltzustand mit dem
Klinkenrad in Eingriff zu bringende Sperrklinke vorgesehen
ist, und daß die Sperrklinke zwischen ihrer
Eingriffsstellung und ihrer Freigabestellung für das
Klinkenrad längsverschiebbar angeordnet und an ihrer einen
Flanke mit einer mit dem außenverzahnten Übertragungsrad im
Kämmeingriff stehenden Außenverzahnung versehen ist. Es
kann vorgesehen sein, daß das Übertragungsrad Bestandteil
des an den Elektromotor angeschlossenen Getriebes ist.
Hierbei ist das Getriebe in einer konstruktiv einfachen und
funktionssicheren Weise an die Sperrklinke gekoppelt und zu
deren Schaltung eingerichtet. Eine Ansteuerung des mit der
Sperrklinke gekoppelten Übertragungsrades über den
Elektromotor entweder in der Gurtaufwickelrichtung oder in
der Gurtabwickelrichtung führt zu einer Verschiebung der
Sperrklinke zwischen deren Eingriffsstellung und deren
Freigabestellung mit dem Klinkenrad.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
vorgesehen, daß das Klinkenrad für den Eingriff der
Sperrklinke eine derart angeordnete und ausgelegte
Außenverzahnung aufweist, daß bei durch eine vom
Elektromotor angesteuerte Drehung des Übertragungsrades
bewirkter Verlagerung der Sperrklinke in deren
Eingriffsstellung mit dem Klinkenrad bei Gurtbandauszug die
Sperrklinke über die Außenverzahnung des Klinkenrades
ratscht und die Sperrklinke erst mit der Rückdrehung der
Gurtwelle in Aufwickelrichtung das Klinkenrad festlegt und
auf die Komfortfeder umschaltet. Wie aus der genannten
DE 199 52 371 C1 ebenfalls bereits bekannt ist, muß auch
nach der durch die Elektromotoransteuerung bewirkten
Verlagerung der Sperrklinke in deren Eingriffsstellung mit
der Außenverzahnung des Klinkenrades ein Gurtbandauszug
jeweils gegen die Wirkung der Aufwickelfeder durchgeführt
werden, weil die Sperrklinke zunächst über die entsprechend
ausgebildete Außenverzahnung des Klinkenrades
hinwegrutscht, so daß bei Gurtbandauszug trotz der bereits
erfolgten Schaltung der Sperrklinke eine Festlegung des
Klinkenrades noch nicht erfolgt. In diesem Zustand ist
lediglich eine Umschaltbereitschaft des Systems
hergestellt. Erst bei einem beginnenden Gurtbandeinzug
schlägt die Außenverzahnung des Klinkenrades gegen die an
dem Umfang des Klinkenrades eingeschwenkte Sperrklinke, und
durch die somit bewirkte Festlegung des Klinkenrades wird
die Komfortfeder zugeschaltet.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
vorgesehen, daß die Außenverzahnung der Sperrklinke
nachgiebig ausgebildet ist, um ein Überratschen der
Außenverzahnung des Übertragungsrades über die
Außenverzahnung der Sperrklinke zu ermöglichen. In
alternativen Ausführungsformen kann dabei entweder die
Außenverzahnung an einer an der Sperrklinke angebrachten
Kontur aus einem nachgiebigen Material ausgebildet sein,
oder die Außenverzahnung ist an einer federnd an der
Sperrklinke angeordneten Leiste ausgebildet.
Dieses Überratschen des Übertragungsrades über die
Außenverzahnung der Sperrklinke wird weiterhin dadurch
verbessert, daß nach einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung vorgesehen ist, daß die Sperrklinke sowohl in
ihre Eingriffsstellung als auch in ihre Freigabestellung
für das Klinkenrad jeweils durch eine Feder vorgespannt
ist.
Es kann vorgesehen sein, daß die Sperrklinke mit einem
Langloch auf einem Gehäusezapfen gelagert ist. Hierbei kann
in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen
sein, daß das Langloch einen bogenförmigen, die Sperrklinke
bei ihrer Verschiebung auf dem Gehäusezapfen auf einem
Kreisbogenabschnitt führenden Verlauf aufweist. Somit muß
die Sperrklinke nicht in einer exakt radialen Zuordnung zum
Klinkenrad ausgerichtet sein, sondern wird in einer Art
Tangentialbewegung von der Eingriffsstellung in die
Freigabestellung überführt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es
zeigen:
Fig. 1 einen Sicherheitsgurtaufroller mit Elektromotor
und Komfortfedersystem in einer
Gesamtdarstellung,
Fig. 2 den Sicherheitsgurtaufroller gemäß Fig. 1 in
einer schematischen Seitenansicht bei
abgeschaltetem Komfortsystem,
Fig. 3 den Sicherheitsgurtaufroller gemäß Fig. 2 bei
zugeschaltetem Komfortsystem.
Fig. 1 zeigt den Sicherheitsgurtaufroller 10 in seinem
Aufbau mit einem U-förmigen Gehäuse 11 und einer zwischen
den Gehäuseschenkeln gelagerten Gurtwelle 12. An einem
Gehäuseschenkel des Gehäuses 11 ist ein Elektromotor 13
angeflanscht, welcher über ein kleines Getrieberad 14, ein
zwischengeschaltetes weiteres Getrieberad (nicht sichtbar)
und ein großes Getrieberad 15 auf die Gurtwelle 12
einwirkt.
Als Bestandteil des an sich bekannten Komfortfedersystems
ist ein Klinkenrad 16 mit einer Außenverzahnung 23
angeordnet, auf deren Außenseite in an sich aus der
DE 199 52 371 C1 bekannter Weise eine Aufwickelfeder 17
angeordnet ist, die mit ihrem einen Ende an einem
Gehäuseteil, vorzugsweise einer äußeren, nicht
dargestellten Abdeckung und mit ihrem inneren Ende 30 an
einem Wellenzapfen 29 des Klinkenrades 16 befestigt ist.
Von dem Elektromotor 13 ist ein Übertragungsrad 20 mit
einer Außenverzahnung 31 antreibbar, welches mit einer
längsverschiebbar angeordneten Sperrklinke 18 als
Schaltelement für das Komfortfedersystem zusammenwirkt, die
zu ihrer Längsverschiebung ein Langloch 19 aufweist. Die
Eingriffsspitze 24 der Sperrklinke 18 wirkt mit der
Außenverzahnung 23 des Klinkenrades 16 zusammen, wie anhand
der nachfolgend beschriebenen Fig. 2 und 3 erläutert
ist.
In Fig. 2 ist in einer schematisierten Seitenansicht der
Sicherheitsgurtaufroller mit seinen Bestandteilen gemäß
Fig. 1 dargestellt, wobei das Komfortsystem abgeschaltet
ist. Diese Abschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Sperrklinke 18 nicht in Eingriff mit der Außenverzahnung 23
des Klinkenrades 16 steht bzw. stehen kann, so daß in
diesem Schaltzustand das Klinkenrad 16 frei drehen kann und
somit die von der Aufwickelfeder 17 ausgehende Federkraft
über die zwischen Klinkenrad 16 und Gurtwelle 12 liegende
Komfortfeder 27 auf die Gurtwelle 12 überträgt. Ist also
gemäß Fig. 2 das Komfortsystem abgeschaltet, so wirkt die
Aufwickelfeder 17 auf die Gurtwelle 12 ungehindert ein.
Dieser Abschaltzustand des Komfortsystems ist dadurch
eingerichtet, daß aufgrund einer Drehung des
Übertragungsrades 20 in Gurtaufwickelrichtung (im
Uhrzeigersinn) durch Eingriff der Außenverzahnung 31 des
Übertragungsrades 20 mit der an einer Längsflanke der
Sperrklinke 18 ausgebildeten Außenverzahnung 25 in die aus
Fig. 2 ersichtliche, nach oben auswärts weggeschwenkte
Freigabestellung verschoben ist, wobei die Sperrklinke 18
durch die erste Zugfeder 21 in diese Freigabestellung
vorgespannt und darin gehalten wird. Die tangentiale
Verschiebebewegung der Sperrklinke 18 wird durch eine
bogenförmige Ausgestaltung des Langloches 19 herbeigeführt,
mit welchem die Sperrklinke 18 auf einem Gehäusezapfen 26
angeordnet ist.
Aus Fig. 2 ist ferner die Komfortfeder 27 ersichtlich,
deren inneres Ende 28 an der Gurtwelle 12 eingehängt ist,
und deren äußeres Ende in einer Aufhängung 32 am Klinkenrad
16 festgelegt ist. Es ist weiterhin bei 36 an dem
Klinkenrad 16 eine weitere Steuerfeder 35 eingehängt, die
mit der Komfortfeder 27 derart zusammenwirkt, daß beim
Zuschalten der Aufwickelfeder 17 und dem damit verbundenen
Spannen der Komfortfeder 27 die Komfortfeder 27 am Ende des
Spannvorganges festgehalten wird.
Soll das Komfortsystem zugeschaltet werden, so wird der
Elektromotor 13 im Sinne einer Drehung des
Übertragungsrades 20 in Gurtbandauszugsrichtung (entgegen
dem Uhrzeigersinn) angesteuert, so daß durch diese Drehung
des Übertragungsrades 20 die Sperrklinke 18 in die untere,
aus Fig. 3 ersichtliche Position verschoben wird, in
welche die Sperrklinke 18 durch die zweite Zugfeder 22
vorgespannt ist. Die Verschiebung der Sperrklinke 18 durch
die Drehung des Übertragungsrades 20 aus der in Fig. 2
dargestellten Freigabestellung geschieht dabei entgegen der
Wirkung der ersten Zugfeder 21, bis während des
Verschiebeweges die zweite Zugfeder 22 die Bewegung der
Sperrklinke 18 unterstützt und die Sperrklinke 18 in die in
Fig. 3 dargestellte Eingriffsstellung zieht, in welcher
die Eingriffsspitze 24 der Sperrklinke 18 am äußeren Umfang
des Klinkenrades 16 anliegt. Bei der in Fig. 3
dargestellten Position handelt es sich somit noch um eine
Stellung, in welcher eine Umschaltbereitschaft des Systems
hergestellt wird. Erst mit der Rückdrehung der Gurtwelle 12
in Gurtbandauszugsrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn)
kommt der nächste Zahn der Außenverzahnung 23 des
Klinkenrades 16 in Eingriff mit der Eingriffsspitze 24 der
Sperrklinke 18, so daß das Klinkenrad 16 in seiner weiteren
Drehung festgelegt ist. In dieser Stellung kann die
Aufwickelfeder 17 nicht mehr auf die Gurtwelle einwirken,
und somit arbeitet lediglich noch die zwischen dem
festgelegten Klinkenrad 16 und der Gurtwelle 12 angeordnete
Komfortfeder 27.
In Fig. 2 und 3 ist angedeutet, daß die Außenverzahnung
25 der Sperrklinke 18 an einem Materialabschnitt 33 aus
einem nachgiebigen Material, vorzugsweise einem
Elastomermaterial ausgebildet ist, so daß die
Außenverzahnung 25 der Sperrklinke 18 entsprechend
nachgiebig ist. Damit ist sichergestellt, daß auch bei
Erreichen der jeweiligen Endlage der Sperrklinke 18 sich
das Übertragungsrad 20 noch um einen Drehwinkel
weiterdrehen kann und dabei über die Elastomerkontur 33
hinwegratscht.
Claims (11)
1. Sicherheitsgurtaufroller, insbesondere für den Einsatz
in Kraftfahrzeugen, mit einem fahrzeugsensitiv
und/oder gurtbandsensitiv angesteuerten
Blockiersystem, mit einer die Gurtwelle in
Gurtaufwickelrichtung vorspannenden Aufwickelfeder
sowie mit einer auf die Gurtwelle einwirkenden, von
einem Elektromotor angetriebenen Straffeinrichtung,
wobei der Elektromotor mit der Gurtwelle über ein
zwischengeschaltetes Getriebe kuppelbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gurtaufroller (10) ein aus
zwei in Reihe zueinander angeordneten und
unterschiedliche Federkennlinien aufweisenden Federn
(17, 27) bestehendes, mittels eines Schaltelementes
(Sperrklinke 18) zwischen zwei Betriebszuständen
schaltbares Komfortfedersystem aufweist und daß der
Elektromotor (13) mit einem in unterschiedlichen
Drehrichtungen antreibbaren Übertragungsrad (20)
gekoppelt ist, welches mit dem Schaltelement des
Komfortfedersystems derart zusammenwirkt, daß das
Schaltelement in Abhängigkeit von der Drehrichtung des
Übertragungsrades (20) in unterschiedliche
Schaltpositionen überführbar ist und dadurch das
Komfortfedersystem zwischen dessen unterschiedlichen
Betriebszuständen schaltet.
2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das zwischen den Betriebszuständen
des Komfortfedersystems schaltbare Schaltelement als
in unterschiedliche Schaltpositionen überführbare
Sperrklinke (18) ausgebildet ist.
3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß mit der Aufwickelfeder (17) eine
schwächer als die Aufwickelfeder (17) dimensionierte
Komfortfeder (27) über ein Klinkenrad (16) in Reihe
geschaltet ist, wobei die Komfortfeder (27) mit ihrem
inneren Ende (28) an der Gurtwelle (12) und mit ihrem
äußeren Ende (32) an dem Klinkenrad (16) und die
Aufwickelfeder (17) mit ihrem inneren Ende (30) an dem
Klinkenrad (16) und mit ihrem äußeren Ende an dem
Gehäuse angeschlossen ist und zur Ansteuerung der
Federn (17, 27) die in Abhängigkeit vom Schaltzustand
mit dem Klinkenrad (16) in Eingriff zu bringende
Sperrklinke (18) vorgesehen ist, und daß die
Sperrklinke (18) zwischen ihrer Eingriffsstellung und
ihrer Freigabestellung für das Klinkenrad (16)
längsverschiebbar angeordnet und an ihrer einen Flanke
mit einer mit dem außenverzahnten Übertragungsrad (20)
im Kämmeingriff stehenden Außenverzahnung (23)
versehen ist.
4. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsrad (20)
Bestandteil des an den Elektromotor (13)
angeschlossenen Getriebes (14, 15) ist.
5. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüch 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß das Klinkenrad (16) für
den Eingriff der Sperrklinke (18) eine derart
angeordnete und ausgelegte Außenverzahnung (23)
aufweist, daß bei durch eine vom Elektromotor (13)
angesteuerte Drehung des Übertragungsrades (20)
bewirkter Verlagerung der Sperrklinke (18) in deren
Eingriffsstellung mit dem Klinkenrad (16) bei
Gurtbandauszug die Sperrklinke (18) über die
Außenverzahnung (23) des Klinkenrades (16) ratscht und
die Sperrklinke (18) erst mit der Rückdrehung der
Gurtwelle (12) in Aufwickelrichtung das Klinkenrad
(16) festlegt und auf die Komfortfeder (27)
umschaltet.
6. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenverzahnung
(25) der Sperrklinke (18) nachgiebig ausgebildet ist,
um ein Überratschen der Außenverzahnung (31) des
Übertragungsrades (20) über die Außenverzahnung (25)
der Sperrklinke (18) zu ermöglichen.
7. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenverzahnung (25) an einer
an der Sperrklinke (18) angebrachten Kontur (33) aus
einem nachgiebigen Material ausgebildet ist.
8. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenverzahnung (25) an einer
federnd an der Sperrklinke (18) angeordneten Leiste
ausgebildet ist.
9. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke
(18) sowohl in ihre Eingriffsstellung als auch in ihre
Freigabestellung für das Klinkenrad (16) jeweils durch
eine Feder (21, 22) vorgespannt ist.
10. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke
(18) mit einem Langloch (19) auf einem Gehäusezapfen
(26) gelagert ist.
11. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Langloch (19) einen
bogenförmigen, die Sperrklinke (18) bei ihrer
Verschiebung auf dem Gehäusezapfen (26) auf einem
Kreisbogenabschnitt führenden Verlauf aufweist.
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