DE102006045198A1

DE102006045198A1 - Gurtaufroller für ein Sicherheitsgurtsystem

Info

Publication number: DE102006045198A1
Application number: DE200610045198
Authority: DE
Inventors: Wilfried Bieg; Tanja Rau
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-04-03

Abstract

Ein Gurtaufroller für ein Sicherheitsgurtsystem umfaßt eine in einem Rahmen (12) drehbar gelagerte Gurtspule (14) und einen seitlich am Rahmen (12) angeordneten Gurtstraffer (16) mit einem Straffergehäuse (18), einem mit der Gurtspule (14) gekoppelten oder an diese ankoppelbaren Ritzel (20), einer Antriebseinheit und einem Antriebselement (22), das sich bei Aktivierung der Antriebseinheit auf einer Kreisbahn bewegt und das Ritzel (20) antreibt. Zur Erzielung einer geringen axialen Baulänge ist das Antriebselement (22) unmittelbar im Rahmen (12) gelagert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für ein Sicherheitsgurtsystem, umfassend eine in einem Rahmen drehbar gelagerte Gurtspule und einen seitlich am Rahmen angeordneten Gurtstraffer mit einem Straffergehäuse, einem mit der Gurtspule gekoppelten oder an diese ankoppelbaren Ritzel, einer Antriebseinheit und einem Antriebselement, das sich bei Aktivierung der Antriebseinheit auf einer Kreisbahn bewegt und das Ritzel antreibt.
Ein gattungsgemäßer Gurtaufroller ist aus der EP 0 628 454 A1 bekannt. Als Antriebselement des Gurtstraffers dient ein Hohlrad eines Planetengetriebes, das über mehrere Planetenräder mit dem als Sonnenrad ausgebildeten Ritzel gekoppelt ist. Das Hohlrad weist einen Flügelansatz auf, der in einem ringförmigen Kanal gelagert ist, welcher das Hohlrad umgibt. Mit dem Kanal steht ein Gasgenerator in Verbindung, der bei einer Aktivierung ein Druckgas erzeugt, welches den Flügelansatz beaufschlagt und dadurch das Hohlrad antreibt.
Die Erfindung schafft einen Gurtaufroller, der sich durch eine sichere Lagerung sämtlicher beweglicher Bauteile des Gurtstraffers bei geringem Bauraumbedarf in axialer Richtung auszeichnet.
Dies wird erfindungsgemäß bei einem Gurtaufroller der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß das Antriebselement unmittelbar im Rahmen gelagert ist. Auf diese Weise kann auf eine im Stand der Technik übliche zusätzliche Lagerplatte zur Lagerung des Antriebselements verzichtet werden. Dadurch lassen sich nicht nur ein Bauteil und damit Produktionskosten einsparen, sondern der erfindungsgemäße Gurtaufroller zeichnet sich auch durch besonders geringere Abmessungen in (bezüglich der Längsachse der Gurtspule) axialer Richtung aus.
Eine einfach realisierbare Ausgestaltung ergibt sich dadurch, daß der Rahmen eine kreisförmige Aussparung aufweist, in die ein zylindrischer Abschnitt des Antriebselements eingreift. Handelt es sich insbesondere bei dem Antriebselement um ein Hohlrad, dessen zylindrischer Abschnitt über seine gesamte Länge mit einer Verzahnung versehen ist, ergibt sich zudem eine große axiale Überdeckung der Verzahnungen des Antriebselements und des Ritzels bzw. eines zwischengeschalteten Zahnrads.
Um im Betrieb eine Axialverschiebung des Antriebselements zu begrenzen, weist das Antriebselement vorzugsweise wenigstens ein Abstützelement auf, mit dem es sich am Rand der Aussparung am Rahmen abstützt.
Insbesondere ist das Abstützelement als umlaufender Ring ausgebildet, der am Rahmen des Gurtaufrollers anliegt. Eine zufriedenstellende Abstützung läßt sich jedoch bereits dadurch erreichen, daß alternativ mehrere zur Abstützung dienende Fortsätze am Antriebselement vorgesehen sind.
Zum Zweck einer beidseitigen radialen und axialen Lagerung kann das Straffergehäuse auf der dem Rahmen gegenüberliegenden Seite eine Vertiefung aufweisen, in der das Antriebselement gelagert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ritzel auf der dem Rahmen gegenüberliegenden Seite im Straffergehäuse gelagert. Somit läßt sich weiterer Bauraum einsparen, da auch das Ritzel keine zusätzliche Lagerplatte benötigt.
Eine besonders einfache Ausbildung des Lagers wird erzielt, wenn das Ritzel einen Lagerzapfen aufweist, der in eine Aussparung im Straffergehäuse eingreift. Der Lagerzapfen bietet zudem eine günstige Ankopplungsmöglichkeit einer Rückzugsfeder an die Achse des Gurtaufrollers.
Das Antriebselement kann einen radial nach außen gerichteten Flügelansatz aufweisen, auf den die Antriebseinheit bei Aktivierung einwirkt und dadurch das Antriebselement in Bewegung versetzt.
Vorzugsweise hat das Antriebselement eine Verzahnung, die mit der Verzahnung des Ritzels in direktem Eingriff ist oder gelangt. In diesem Fall sollte der Mittelpunkt der Kreisbahn, auf der sich das Antriebselement bewegt, gegenüber der Drehachse des Ritzels versetzt sein.
Um ein besonders rasches Ansprechen des Gurtstraffers zu gewährleisten, umfaßt die Antriebseinheit vorteilhaft einen pyrotechnischen Antrieb. Alternativ könnte jedoch auch ein elektrischer oder mechanischer Antrieb zum Einsatz kommen.
Die Antriebseinheit weist bevorzugt ein Kraftübertragungselement auf, das kraftschlüssig mit dem Antriebselement gekoppelt ist und dieses bei Aktivierung der Antriebseinheit mit der Antriebskraft beaufschlagt. Alternativ ist es ebenso denkbar, daß das Antriebselement allein durch von einem pyrotechnischen Antrieb erzeugtes Druckgas beaufschlagt wird.
Insbesondere handelt es sich bei dem Kraftübertragungselement um mehrere Kugeln, von denen eine direkt am Angriffselement angreift. Alternativ ist hier ein (gekrümmter oder biegsamer) Kolben denkbar.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:
1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller;
2 einen Querschnitt durch den Gurtaufroller entlang der Linie II-II in 1, jedoch vor Aktivierung des Gurtstraffers; und
3 einen Querschnitt durch den Gurtaufroller aus 2, nach Aktivierung des Gurtstraffers.
1 zeigt ausschnittsweise einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller 10, der einen Rahmen 12 und eine im Rahmen 12 drehbar gelagerte Gurtspule 14 zur Aufnahme eines in der Figur nicht gezeigten Gurtbands aufweist. In Richtung der Aufrollerachse A gesehen seitlich neben der Gurtspule 14 ist ein Gurtstraffer 16 angeordnet, der ein Straffergehäuse 18 und ein darin drehbar aufgenommenes Ritzel 20 aufweist. Das Ritzel 20 ist direkt oder indirekt (z.B. über einen Kraftbegrenzer, wie zum Beispiel einen Torsionsstab) mit der Gurtspule 14 gekoppelt bzw. im Straffall an diese ankoppelbar und weist eine Verzahnung 21 auf. Die Drehachse des Ritzels 20 fällt mit der Aufrollerachse A zusammen.
Weiterhin verfügt der Gurtstraffer 16 über ein Antriebselement 22, das als Hohlrad mit einem angeformten, radial nach außen gerichteten Flügelansatz 24 ausgeführt ist und dessen Verzahnung 25 mit der Verzahnung 21 des Ritzels 20 in direktem Eingriff steht (siehe 2). Das Hohlrad stellt einen zylindrischen Abschnitt 26 des Antriebselements 22 dar, der auf der der Gurtspule 14 zugewandten Seite in eine kreisförmige Aussparung 28 des Rahmens 12 eingreift, wodurch das Antriebselement 22 unmittelbar im Rahmen 12 gelagert ist. Aufgrund dieser Lagerung kann sich das Antriebselement 22 auf einer Kreisbahn bewegen, die im wesentlichen mit dem Rand der Aussparung 28 zusammenfällt und deren Mittelpunkt gegenüber der Aufrollerachse A (und somit der Drehachse des Ritzels 20) versetzt ist. Anstelle des in den Figuren gezeigten Hohlrads kann das Antriebselement 22 auch lediglich ein sich auf der Kreisbahn bewegendes Zylindersegment aufweisen.
Um bei Aktivierung des Gurtstraffers 16 eine Axialverschiebung des Antriebselements 22 zu verhindern oder zumindest zu begrenzen, weist das Antriebselement 22 ein Abstützelement 30 in Form eines umlaufenden Ringes auf, mit dem es sich am Rand der Aussparung 28 am Rahmen 12 abstützt. Alternativ kann das Abstützelement 30 durch mehrere, außen am zylindrischen Abschnitt 26 angeordnete Fortsätze gebildet sein.
Auf der dem Rahmen 12 gegenüberliegenden Seite hat das Straffergehäuse 18 eine Vertiefung 32, in der das Antriebselement 22, genauer der zylindrische Abschnitt 26, zusätzlich sowohl in axialer als auch radialer Richtung gelagert ist. Ebenfalls auf der dem Rahmen 12 gegenüberliegenden Seite ist das Ritzel 20 im Straffergehäuse 18 gelagert, indem ein am Ritzel 20 angeformter Lagerzapfen 34 in eine Aussparung 36 im Straffergehäuse 18 eingreift bzw. diese durchragt. Dadurch ergibt sich ferner eine günstige Ankoppelungsmöglichkeit einer Rückzugsfeder an die Aufrollerachse A (nicht gezeigt). Zusätzlich zu der in 1 dargestellten radialen Lagerung des Ritzels 20 über den Lagerzapfen 34 ist eine zusätzliche axiale Lagerung, etwa über einen im Straffergehäuse 18 angeordneten Anschlag, möglich.
Weiterhin ist eine Antriebseinheit 38 mit einem pyrotechnischen Antrieb 40 vorgesehen. Diese steht über eine Führung 42 mit einem den zylindrischen Abschnitt 26 des Antriebselements 22 umgebenden, ringförmigen Raum 44 in Strömungsverbindung. Im ringförmigen Raum 44 ist der Flügelansatz 24 angeordnet und dichtet gegenüber diesem ab. Die Antriebseinheit 38 weist außerdem ein Kraftübertragungselement in Form mehrerer Kugeln 46 auf, von denen die erste direkt am Flügelansatz 24 angreift. Die Kugeln 46 sind im Einbauzustand im Inneren der Führung 42 positioniert, deren Querschnitt in etwa dem Kugeldurchmesser entspricht.
Im normalen Fahrbetrieb ist der Gurtstraffer 16 nicht mit der Gurtspule 14 gekoppelt, was abweichend von der gezeigten Ausführung auch dadurch erreicht werden kann, daß die Verzahnung 25 des Antriebselements 22 in dem dem Ritzel 20 nahen Bereich ausgespart ist. In einem Rückhaltefall wird das Ritzel 20 an die Gurtspule 14 angekoppelt und gleichzeitig oder bereits zuvor der pyrotechnische Antrieb 40 aktiviert. Dieser erzeugt ein Druckgas, welches die Kugeln 46 und damit auch den Flügelansatz 24 beaufschlagt. Dadurch wird auf den Flügelansatz 24 eine Antriebskraft ausgeübt, die das Antriebselement 22 in Drehung versetzt, was wiederum das Ritzel 20 antreibt (siehe 3).
Neben einer besonders geringen axialen Baulänge zeichnet sich der erfindungsgemäße Gurtaufroller 10 durch eine große axiale Überdeckung der Verzahnungen 21 und 25 aus, die dadurch erreicht wird, daß sich der zylindrische Abschnitt 26 des Antriebselements 22 und das Ritzel 20 in die kreisförmige Aussparung 28 des Rahmens 12 hinein erstrecken.

Claims

Gurtaufroller für ein Sicherheitsgurtsystem, umfassend eine in einem Rahmen (12) drehbar gelagerte Gurtspule (14) und einen seitlich am Rahmen (12) angeordneten Gurtstraffer (16) mit einem Straffergehäuse (18), einem mit der Gurtspule (14) gekoppelten oder an diese ankoppelbaren Ritzel (20), einer Antriebseinheit (38) und einem Antriebselement (22), das sich bei Aktivierung der Antriebseinheit (38) auf einer Kreisbahn bewegt und das Ritzel (20) antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (22) unmittelbar im Rahmen (12) gelagert ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) eine kreisförmige Aussparung (28) aufweist, in die ein zylindrischer Abschnitt (26) des Antriebselements (22) eingreift.
Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (22) wenigstens ein Abstützelement (30) aufweist, mit dem es sich am Rand der Aussparung (28) am Rahmen (12) abstützt.
Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (30) als umlaufender Ring ausgebildet ist.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Straffergehäuse (18) auf der dem Rahmen (12) gegenüberliegenden Seite eine Vertiefung (32) aufweist, in der das Antriebselement (22) gelagert ist.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (20) auf der dem Rahmen (12) gegenüberliegenden Seite im Straffergehäuse (18) gelagert ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (20) einen Lagerzapfen (34) aufweist, der in eine Aussparung (36) im Straffergehäuse (18) eingreift.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (22) einen radial nach außen gerichteten Flügelansatz (24) aufweist.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (22) eine Verzahnung (25) aufweist, die mit der Verzahnung (21) des Ritzels (20) in direktem Eingriff ist oder gelangt.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (38) einen pyrotechnischen Antrieb (40) umfaßt.
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (38) ein Kraftübertragungselement aufweist, das kraftschlüssig mit dem Antriebselement (22) gekoppelt ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kraftübertragungselement um mehrere Kugeln (46) handelt.