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Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt, mit einem Rahmen, einer Gurtspule, die drehbar in dem Rahmen angebracht ist, einem Vorstrafferantrieb, der die Gurtspule in einer Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes und in einer Abwickelrichtung antreiben kann, und einer Kupplung, mittels welcher der Vorstrafferantrieb mit der Gurtspule gekoppelt werden kann, wobei die Kupplung ein vom Vorstrafferantrieb angetriebenes Rad mit mindestens einer darin angeordneten Klinke, die mit einer Verzahnung eines Gurtspulen-Antriebsteils in Eingriff bringbar ist, und eine Kupplungsscheibe zur Betätigung der Klinke aufweist.
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Eine solcher gattungsgemäßer Gurtaufroller ist aus der
DE 201 15 316 U1 bekannt.
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Ein gattungsgemäßer Gurtaufroller ist Teil eines aktiven Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystems, mit dem beim Erkennen einer kritischen Fahrzeugsituation verschiedene Vorkehrungen getroffen werden, um einen Fahrzeuginsassen möglichst optimal vor negativen Folgen zu schützen. Die getroffenen Maßnahmen können beispielsweise das Verändern der Neigung einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, das Schließen von Fahrzeugfenstern, das Vorstraffen des Sicherheitsgurtes und weitere Maßnahmen umfassen. Alle diese Maßnahmen sind reversibel; sobald der als kritisch erkannte Fahrzeugzustand nicht mehr vorliegt, wird das Fahrzeug wieder in seinen Ausgangszustand zurückgestellt. Hinsichtlich des Gurtaufrollers bedeutet dies, daß der Sicherheitsgurt, der vom Vorstrafferantrieb beim Erkennen einer kritischen Fahrzeugsituation aufgewickelt wurde, um die sogenannte Gurtlose weitestgehend im Sicherheitsgurt zu beseitigen, wieder freigegeben wird, sobald der als kritisch erkannte Fahrzeugzustand nicht mehr vorliegt. Durch die Möglichkeit, den Sicherheitsgurt wieder aktiv freizugeben und den ursprünglichen Zustand wieder herzustellen, unterscheidet sich ein Vorstrafferantrieb deutlich von einem herkömmlichen Gurtstrafferantrieb. Dieser dient lediglich dazu, den Sicherheitsgurt unmittelbar vor einem Unfall zu straffen; eine Rückstellung ist nicht vorgesehen. Ein weiterer Unterschied zwischen einem herkömmlichen Gurtstrafferantrieb und einem Vorstrafferantrieb besteht in der beim Straffen des Sicherheitsgurtes erzielten Gurtbandkraft. Die von einem Vorstrafferantrieb erzeugten Gurtbandkräfte sind um ein Vielfaches geringer als die von einem herkömmlichen Gurtstrafferantrieb erzeugten Gurtbandkräfte (bis deutlich über 1000 N).
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Der Vorstrafferantrieb weist üblicherweise einen Elektromotor auf, der über ein Untersetzungsgetriebe mit der Gurtspule gekoppelt werden kann. Das Untersetzungsgetriebe ist notwendig, um mit einem kompakten Elektromotor das notwendige Drehmoment auf die Gurtspule aufbringen zu können. Aus dem Untersetzungsgetriebe resultiert aber, daß die Kupplung, mit welcher der Elektromotor zum Zwecke der Vorstraffung mit der Gurtspule gekoppelt wird, mit einer vergleichsweise geringen Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird. Da eine Kupplung jedoch unvermeidbar eine bestimmte Winkeldrehung ausführen muß, bis sie aus dem Ausgangszustand, also dem ausgekuppelten Zustand, in einen eingekuppelten Zustand überführt wird, vergeht notwendigerweise eine gewisse Zeitspanne. Aus offensichtlichen Gründen ist anzustreben, daß diese Zeitspanne möglichst kurz ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gurtaufroller der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß der Vorstrafferantrieb innerhalb einer möglichst kurzen Zeitspanne über die Kupplung mit der Gurtspule gekoppelt werden kann. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Kupplung ein Betätigungselement aufweist, das mit dem Vorstrafferantrieb und der Kupplungsscheibe gekoppelt ist, und daß bei Aktivierung des Vorstrafferantriebs das Betätigungselement in einer Richtung angetrieben wird, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der das Rad der Kupplung angetrieben wird.. Das Betätigungselement dient dazu, die Kupplung aktiv einzukuppeln, indem z.B. eine an der Kupplung vorgesehene Kupplungsscheibe von dem Betätigungselement in einer Richtung gedreht wird, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der sich die Kupplung beim Vorstraffen dreht. Diese beiden zueinander entgegengesetzten Drehrichtungen verkürzen die Zeitspanne, die verstreicht, bis die Kupplung eingekuppelt ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der zum Einkuppeln zu durchlaufende Winkelbereich nicht mehr allein von der Kupplungsscheibe durchlaufen werden muß, sondern aufgeteilt wird zwischen der sich in der einen Richtung bewegenden Kupplung und der der Kupplung „entgegenkommenden“ Kupplungsscheibe. Unter der Annahme, daß sich die Kupplung und die Kupplungsscheibe mit derselben Winkelgeschwindigkeit drehen, kann auf diese Weise die notwendige Relativdrehung zwischen der Kupplung und der Kupplungsscheibe in der Hälfte der sonst üblichen Zeit durchlaufen werden. Falls die Kupplungsscheibe mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird, verringert sich diese Zeitspanne weiter.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
- - 1 in einer schematischen Schnittansicht einen Gurtstraffer mit Vorstrafferantrieb;
- - 2 schematisch eine Seitenansicht des zwischen dem Vorstrafferantrieb und dem Gurtaufroller von 1 verwendeten Getriebes;
- - 3 in einer Explosionsansicht die beim Gurtaufroller von 1 verwendete Kupplung;
- - 4 einen Schnitt durch die in 3 gezeigte Kupplung;
- - 5 eine Seitenansicht der Kupplung im Ausgangszustand; und
- - 6 eine Seitenansicht der Kupplung im eingekuppelten Zustand.
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In 1 ist ein Gurtaufroller 5 gezeigt, der einen Gurtstrafferantrieb 6 aufweist. Dieser besteht insbesondere aus einem Elektromotor 7, der über ein Untersetzungsgetriebe bestehend aus einem Ritzel 8 und zwei Stufenzahnrädern 9, 9' mit einer Gurtspule 10 des Gurtaufrollers 5 gekoppelt ist. Die Gurtspule ist drehbar in einem Rahmen 11 angebracht und dient dazu, einen schematisch dargestellten Sicherheitsgurt S aufzunehmen. Zwischen dem Getriebe 8, 9 und der Gurtspule 10 ist eine Kupplung 14 vorgesehen, die dazu dient, den Elektromotor 7 über das Getriebe mit einem Gurtspulen-Antriebsteil 12 (siehe 3) zu koppeln, das drehfest mit der Gurtspule verbunden ist und eine Verzahnung 20 aufweist.
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Die Kupplung 14 (siehe 3) weist als wesentlichen Bestandteil ein Rad 24 auf, das mit einer Außenverzahnung versehen ist, an der Stufenzahnrad 9' des Getriebes angreift. Das Rad 24 weist ein Einlegeteil 24a auf, in dem mehrere Taschen 25 ausgebildet sind, in denen jeweils eine Klinke 26 angeordnet ist, auf die eine Rückstellfeder 28 wirkt. Jede Klinke wird zusammen mit ihrer Rückstellfeder in einer der Taschen 25 angeordnet, und das Einlegeteil 24a wird am Rad angebracht, beispielsweise verrastet. Die Klinken sind dann in der jeweiligen Tasche schwenkbar aufgenommen.
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Axial neben dem Rad 24 ist eine Kupplungsscheibe 34 angeordnet, die mit Steuerlaschen 36 versehen ist, die durch Aussparungen im Einlegeteil 24a in das Rad 24 hineinragen, so daß sie mit den Klinken zusammenwirken können. Die Kupplungsscheibe 34 ist mit einer zylindrischen Außenfläche versehen, die in einem Betätigungselement 50 aufgenommen ist, das hier als Ring mit einer Außenverzahnung ausgeführt ist (siehe 1). Das Betätigungselement 50 ist mit einer sich von einer Stirnseite aus erstreckenden Umfangsnut 52 versehen, so daß die Innenumfangsfläche federnd an der Außenfläche der Kupplungsscheibe 34 anliegt. In der Nut ist eine Feder 54 angeordnet, mittels der die Vorspannung und damit auch die Reibungskraft zwischen dem Betätigungselement 50 und der Kupplungsscheibe 34 eingestellt werden kann. Die Außenverzahnung des Betätigungselementes 50 greift in die Verzahnung des größeren Zahnrades des Stufenzahnrades 9 ein, das mit dem Ritzel 8 kämmt.
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Im folgenden wird die Funktionsweise der Kupplung 14 dargestellt.
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In der Ausgangsposition der Kupplung (5) werden die Klinken 26 durch die Rückstellfedern 28 so zurückgehalten, daß sie nicht in Eingriff mit der Verzahnung 20 des Gurtspulen-Antriebsteils 12 sind. In diesem Fall kann sich die Gurtspule 10 frei drehen, und der Sicherheitsgurt S kann frei von der Gurtspule abgezogen werden.
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Wenn der Gurt vorgestrafft werden soll, also in der Richtung des Pfeils F der 1 und 2 auf der Gurtspule 10 aufgewickelt werden soll, wird der Elektromotor 7 betätigt, so daß sich das Ritzel 8 in der in 2 gezeigten Richtung dreht. Diese Drehung wird vom ersten Stufenzahnrad 9 auf das zweite Stufenzahnrad 9' und von diesem auf das Rad 24 übertragen, das sich in der Richtung des Pfeils A von 2 dreht. Gleichzeitig wird das Betätigungselement 50, da es mit dem größeren Zahnrad des ersten Stufenzahnrades 9 in Verbindung steht und somit gegenüber der Gurtspule ein Zahnrad des Getriebes „überspringt“, in der entgegengesetzten Richtung angetrieben, nämlich in der Richtung des Pfeils B von 2. Aufgrund der zwischen dem Betätigungselement 50 und der Kupplungsscheibe 34 wirkenden Reibungskraft wird auch die Kupplungsscheibe 34 mitgenommen.
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Sobald das Rad 24 angetrieben wird, nimmt es die in ihm angeordneten Klinken 26 mit. Gleichzeitig werden die Steuerlaschen 36 von der Kupplungsscheibe 34 den Klinken 26 entgegenbewegt, so daß die Klinken 26 sehr schnell auf die Steuerlaschen 36 auflaufen und in die Verzahnung 20 eingesteuert werden (siehe 6). Dies geschieht in einer sehr viel kürzeren Zeitspanne als bei einem herkömmlichen Gurtaufroller, bei dem die Kupplungsscheibe 34 mit den Steuerlaschen 36 stationär gehalten wird.
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Sobald die Klinken 26 vollständig in die Verzahnung 20 eingesteuert sind, ist das Rad 24 mit der Gurtspule 10 gekoppelt, und es kann eine Vorstraffung durchgeführt werden. Dabei wird die Kupplungsscheibe 34 über die Steuerlaschen 36 mitgenommen, was aufgrund der Rutschkupplung zwischen der Kupplungsscheibe 34 und dem Betätigungselement 50 problemlos möglich ist.
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Zum Lösen der Verbindung zwischen dem Rad 24 und der Gurtspule 10 wird das Rad 24 in der entgegengesetzten Richtung angetrieben, so daß die Steuerlaschen von den Klinken 26 weg bewegt werden; die Klinken können dann unter der Wirkung der Rückstellfedern 28 wieder in ihre Ausgangsposition gelangen.
