DE102007058279A1 - Belt tightener/pretensioner for seat belt system of vehicle, has electric driving device coupled with drive component and causing pre-tightening, where electric driving device engages directly at drive component - Google Patents

Belt tightener/pretensioner for seat belt system of vehicle, has electric driving device coupled with drive component and causing pre-tightening, where electric driving device engages directly at drive component Download PDF

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Abstract

The pretensioner has a drive component (18) i.e. internal gear, which is coupled with a belt coil, and a pyrotechnic driving device (28), which affects the drive component. An electric driving device (34) is coupled with the drive component and causes a pre-tightening. A pinion (14) is connected with a belt coil, where the drive component drives the pinion. The electric driving device has a gear wheel (36) combined with an internal teeth of the drive component. The electric driving device engages directly at the drive component.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem mit einem Antriebselement, das mit einer Gurtspule koppelbar ist, und einer pyrotechnischen Antriebseinrichtung, die auf das Antriebselement wirkt.The The invention relates to a belt tensioner for a safety belt system with a drive element which can be coupled with a belt spool, and a pyrotechnic drive device acting on the drive element acts.

Ein derartiger Gurtstraffer ist beispielsweise aus der DE 10 2006 031 369 A1 bekannt. Es ist ein Gasgenerator vorgesehen, der Druckgas erzeugt, das einen Kolben beaufschlagt, der in einem Zylinder längsverschiebbar geführt ist. Der Kolben ist mit einer Zahnstange gekoppelt, die über ein Ritzel eine Gurtspule antreibt, um in einem Rückhaltefall Gurtbandlose einzuziehen.Such a belt tensioner is for example from the DE 10 2006 031 369 A1 known. It is provided a gas generator which generates compressed gas, which acts on a piston which is longitudinally displaceably guided in a cylinder. The piston is coupled to a rack, which drives a belt spool via a pinion to retract in a case of restraint webbing.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtstraffer der eingangs genannten Art bereitzustellen, der mit geringem Aufwand eine Vorstraffung bewirken kann.task The invention is a belt tensioner of the aforementioned To provide kind of, with little effort, a pre-tightening can cause.

Zu diesem Zweck ist bei dem eingangs genannten Gurtstraffer eine elektromotorische Antriebseinrichtung vorgesehen, die mit dem Antriebselement gekoppelt ist und eine Vorstraffung bewirkt. Mittels der elektromotorischen Antriebseinrichtung kann eine sogenannte Pre-Safe- oder Pre-Crash-Funktion realisiert werden, um bei einem erwarteten Unfall für eine höhere Sicherheit zu sorgen. Dabei wird der Sicherheitsgurt leicht vorgestrafft. Wenn kein Unfall geschieht, wird die vorgenommene Aktion rückgängig gemacht. Erfindungsgemäß wird sowohl die Vorstraffung (mittels der elektromotorischen Antriebseinrichtung) als auch die Leistungsstraffung (mittels der pyrotechnischen Antriebseinrichtung) durch Betätigung ein und desselben Antriebselementes bewirkt. Daher ist die Bauteilanzahl reduziert. Ein solcher Gurtstraffer ist deshalb kostengünstig.To This purpose is in the aforementioned belt tensioner an electromotive Drive device provided which is coupled to the drive element is and causes a pre-tightening. By means of the electromotive Drive means may be a so-called pre-safe or pre-crash function to be realized in an expected accident for a to ensure greater security. This is the seat belt slightly pre-tightened. If no accident happens, the will be done Undo action. According to the invention both the pre-tightening (by means of the electric motor drive device) as well as the power lift (by means of the pyrotechnic drive device) operated by actuation of one and the same drive element. Therefore, the number of components is reduced. Such a belt tensioner is therefore inexpensive.

Insbesondere ist das Antriebselement ein Hohlrad mit einer Innenverzahnung. Die Innenverzahnung des Antriebselementes kann mit einem Ritzel kämmen, das mit der Gurtspule verbunden ist.Especially the drive element is a ring gear with an internal toothing. The Internal toothing of the drive element can mesh with a pinion, which is connected to the belt reel.

Vorzugsweise weist das Antriebselement einen Bereich aufweist, in dem keine Innenverzahnung vorgesehen ist. In der Ausgangsstellung, also wenn weder die pyrotechnische noch die elektromotorische Antriebseinrichtung wirksam geworden ist, greift das Ritzel nicht in die Innenverzahnung des Antriebselementes ein. Daher kann im Normalbetrieb des Gurtaufrollers Gurtband von der Gurtspule auf- bzw. abgewickelt werden, ohne daß der Gurtstraffer dies behindern würde. Sobald die elektromotorische Antriebseinrichtung wirksam wird, kämmt die Innenverzahnung des Antriebselementes mit dem Ritzel, wodurch Gurtband eingezogen wird.Preferably the drive element has a region in which no internal toothing provided is. In the starting position, so if neither the pyrotechnic nor the electromotive drive device has become effective is, the pinion does not engage in the internal toothing of the drive element one. Therefore, in normal operation of the belt retractor webbing of the belt reel up or unwound without the Belt tensioners would hinder this. Once the electromotive Drive device is effective combs the internal teeth the drive element with the pinion, causing webbing retracted becomes.

Die elektromotorische Antriebseinrichtung kann versetzt zum Ritzel am Antriebselement angreifen, d. h. das Ritzel ist in Längsrichtung der Gurtspule gesehen versetzt zur elektromotorischen Antriebseinrichtung. Die elektromotorische Antriebseinrichtung kann deshalb gegebenenfalls in bereits bestehenden Gurtaufrollern nachgerüstet werden.The electromotive drive device can be offset from the pinion on Attack drive element, d. H. the pinion is in the longitudinal direction the belt reel seen offset to the electric motor drive device. The electromotive drive device may therefore possibly be retrofitted in existing belt retractors.

Vorzugsweise hat das Antriebselement einen Flügelansatz, an dem die pyrotechnische Antriebseinrichtung angreift. Insbesondere greift ein Kraftübertragungselement bei Aktivierung eines Gasgenerators an dem radial nach außen vorstehenden Flügelansatz an und verursacht dadurch eine Drehung des Antriebselementes.Preferably the drive element has a wing approach, where the pyrotechnic drive device attacks. In particular, attacks a power transmission element upon activation of a gas generator on the radially outwardly projecting wing approach and thereby causes a rotation of the drive element.

Vorzugsweise greift die elektromotorische Antriebseinrichtung direkt am Antriebselement an. Da keine Bauteile dazwischengeschalten sind, wird ein kleiner Bauraum benötigt.Preferably engages the electric motor drive device directly on the drive element at. Since no components are interposed, a smaller Space required.

Vorzugsweise greift die pyrotechnische Antriebseinrichtung direkt am Antriebselement an, weshalb ein kleiner Bauraum benötigt wird.Preferably engages the pyrotechnic drive device directly on the drive element why a small space is needed.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further Features and advantages emerge from the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:The Invention will be described below with reference to an embodiment described, which is illustrated in the drawings. In the drawings demonstrate:

1 eine schematische Darstellung der Anbindung eines erfindungsgemäßen Gurtstraffer an einen Gurtaufroller gemäß einer ersten Ausführungsform, 1 a schematic representation of the connection of a belt tensioner according to the invention to a belt retractor according to a first embodiment,

2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Gurtstraffers von 1 im Einbauzustand, 2 a sectional view of the belt tensioner according to the invention of 1 in the installed state,

3 eine Schnittansicht des Gurtstraffers der 1 und 2 bei Beginn einer Vorstraffung, 3 a sectional view of the belt tensioner of 1 and 2 at the beginning of a pre-tightening,

4 eine Schnittansicht des Gurtstraffers der 1 bis 3 während einer Vorstraffung, 4 a sectional view of the belt tensioner of 1 to 3 during a pre-tightening,

5 eine Schnittansicht des Gurtstraffers der 1 bis 4 nach Rückgängigmachung der Vorstraffung, 5 a sectional view of the belt tensioner of 1 to 4 after cancellation of pre-tightening,

6 eine Schnittansicht des Gurtstraffers der 1 bis 5 während einer Leistungsstraffung, 6 a sectional view of the belt tensioner of 1 to 5 during a power lift,

7 eine Schnittansicht des Gurtstraffers der 1 bis 6 nach Beendigung der Leistungsstraffung, und 7 a sectional view of the belt tensioner of 1 to 6 after completion of the streamlining, and

8 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers gemäß einer zweiten Ausführungsform bei Beginn einer Vorstraffung. 8th a sectional view of a belt tensioner according to the invention according to a second Ausfüh form at the beginning of pre-tightening.

In den 1 bis 7 ist ein Gurtstraffer 10 mit einem Gehäuse 12 gezeigt. Das Gehäuse 12 ist mit einem Rahmen oder Gehäuse eines Gurtaufrollers 13 verbunden, insbesondere einstückig mit diesem ausgeführt. Im Gehäuse 12 ist ein Ritzel 14 drehbar gelagert, das drehfest mit einer Welle 16 verbunden ist. Die Welle 16 wiederum ist mit einer Gurtspule des Gurtaufrollers 13 verbunden.In the 1 to 7 is a belt tensioner 10 with a housing 12 shown. The housing 12 is with a frame or housing of a belt retractor 13 connected, in particular integrally executed with this. In the case 12 is a pinion 14 rotatably mounted, the rotation with a shaft 16 connected is. The wave 16 Again, with a belt reel of the belt retractor 13 connected.

Weiterhin ist ein Antriebselement 18 vorgesehen, dessen Innenverzahnung 20 mit dem Ritzel 14 kämmen kann. Bei dem Antriebselement 18 handelt es sich um ein Hohlrad, das sich auf einer Kreisbahn um einen Mittelpunkt M bewegen kann, um das Ritzel 14 anzutreiben. Um im Normalbetrieb des Gurtaufrollers vor Aktivierung des Gurtstraffers 10 eine ungehinderte Drehung der Weile 16, die mit der Gurtspule des Gurtaufrollers 13 verbunden ist, zu ermöglichen, ist in einem Bereich 22 des Antriebselementes 18, der sich im Einbauzustand des Gurtstraffers 10 in unmittelbarer Nähe des Ritzels 14 befindet, keine Innenverzahnung vorgesehen.Furthermore, a drive element 18 provided, the internal toothing 20 with the pinion 14 can comb. In the drive element 18 it is a ring gear that can move in a circular orbit about a center M to the pinion 14 drive. In normal operation of the belt retractor before activation of the belt tensioner 10 an unobstructed turn of the while 16 using the belt reel of the belt retractor 13 is possible to enable is in one area 22 of the drive element 18 , which is in the installed state of the belt tensioner 10 in the immediate vicinity of the pinion 14 is located, no internal toothing provided.

Das Antriebselement 18 weist einen Flügelansatz 24 auf, der vom Mittelpunkt M aus gesehen radial nach außen weist.The drive element 18 has a wing approach 24 on, the radially outward as seen from the midpoint M.

Dem Flügelansatz 24 des Gurtstraffers 10 sind mehrere Kraftübertragungselemente 26 in Form von Kugeln zugeordnet (2). Die Kraftübertragungselemente 26 sind Teil der pyrotechnischen Antriebseinrichtung 28 und in einem Zylinder 30 aufgenommen. Die pyrotechnische Antriebseinrichtung 28 umfaßt weiterhin einen Gasgenerator 32, der bei seiner Aktivierung ein Druckgas erzeugt, welches die Kraftübertragungselemente 26 beaufschlagen kann. Die Kraftübertragungselemente 26 können das Antriebselement 18 in Drehung versetzen.The wing approach 24 of the belt tensioner 10 are several power transmission elements 26 assigned in the form of spheres ( 2 ). The power transmission elements 26 are part of the pyrotechnic drive device 28 and in a cylinder 30 added. The pyrotechnic drive device 28 further comprises a gas generator 32 , which generates a compressed gas when activated, which the force transmission elements 26 can apply. The power transmission elements 26 can the drive element 18 set in rotation.

Weiterhin ist eine elektromotorische Antriebseinrichtung 34 mit einem Zahnrad 36 vorgesehen, das drehfest mit einer Welle 37 eines Elektromotors 38 verbunden ist. Das Zahnrad 36 kann mit der Innenverzahnung 20 des Antriebselementes 18 kämmen.Furthermore, an electric motor drive device 34 with a gear 36 provided, the rotation with a shaft 37 an electric motor 38 connected is. The gear 36 can with the internal toothing 20 of the drive element 18 comb.

Im folgenden wird auf die Funktionsweise des Gurtstraffers 10 eingegangen.The following is on the operation of the belt tensioner 10 received.

Im Normalbetrieb kann sich die Gurtspule ungehindert in Auf- und Abwickelrichtung drehen, da das Ritzet 14 gegenüber dem Bereich 22 liegt, der keine Innenverzahnung aufweist, so daß es nicht mit der Innenverzahnung 20 des Antriebselementes 18 kämmt.In normal operation, the belt reel can rotate freely in the winding and unwinding, as the Ritzet 14 opposite the area 22 is located, which has no internal teeth, so that it does not interfere with the internal teeth 20 of the drive element 18 combs.

Unmittelbar vor einem erwarteten Aufprall eines Fahrzeugs auf ein Hindernis erfolgt eine Vorstraffung des Sicherheitsgurtes, was als Pre-Safe- oder Pre-Crash-Funktion bekannt ist. Die elektromotorische Antriebseinrichtung 34 wird betätigt und das Zahnrad 36 von der Welle 37 des Elektromotors 38 angetrieben. Das Zahnrad 36 dreht sich gegen den Uhrzeigersinn und bewirkt somit eine Drehung des Antriebselementes 18 gegen den Uhrzeigersinn. Dabei gelangt die Innenverzahnung 20 des Antriebselementes 18 in Eingriff mit dem Ritzel 14. Das Ritzel 14 wird deshalb gegen den Uhrzeigersinn gedreht, was der Gurtbandeinzugsrichtung (Pfeil E in 3) entspricht und eine Vorstraffung des Gurtbandes bewirkt (4). Der Elektromotor 38 treibt die Welle 37 so lange an, bis ein bestimmtes Drehmoment erreicht ist, das darauf schließen läßt, daß die komplette Gurtlose beseitigt ist.Immediately before an expected impact of a vehicle on an obstacle is a pre-tightening of the seat belt, which is known as a pre-safe or pre-crash function. The electromotive drive device 34 is pressed and the gear 36 from the wave 37 of the electric motor 38 driven. The gear 36 turns counterclockwise and thus causes rotation of the drive element 18 counterclockwise. In this case, the internal toothing passes 20 of the drive element 18 in engagement with the pinion 14 , The pinion 14 is therefore rotated counterclockwise, which the Gurtbandeinzugsrichtung (arrow E in 3 ) and causes a pretensioning of the webbing ( 4 ). The electric motor 38 drives the wave 37 until a certain torque has been reached, which indicates that the entire belt slack is eliminated.

Tritt kein Unfall auf, d. h. ist keine Leistungsstraffung notwendig, wird die Welle 37 des Elektromotors 38 und damit verbunden das Zahnrad 36 in die Gegenrichtung, also im Uhrzeigersinn, angetrieben. Eine Bewegung des Zahnrades 36 im Uhrzeigersinn bewirkt eine Bewegung des Antriebselementes 18 und des Ritzels 14 im Uhrzeigersinn, was einem Gurtbandauszug (vgl. Pfeil A in 5) entspricht. Das Zahnrad 36 bewegt das Antriebselement 18 so lange zurück, bis dieses in seiner Ausgangsstellung (2) ist, in der es nicht mehr mit dem Ritzel 14 kämmt. In dieser Stellung ist ein Gurtbandeinzug und ein Gurtbandauszug wieder ohne Beeinträchtigung möglich. Die Kupplung zwischen der pyrotechnischen Antriebseinrichtung 28 und dem Ritzel 14 ist also eine sogenannte öffnende Kupplung.If no accident occurs, ie no power-lift is necessary, the shaft will 37 of the electric motor 38 and associated with it the gear 36 in the opposite direction, ie in a clockwise direction, driven. A movement of the gear 36 clockwise causes movement of the drive element 18 and the pinion 14 clockwise, which is a webbing extension (see arrow A in 5 ) corresponds. The gear 36 moves the drive element 18 back until it is in its original position ( 2 ), in which it is no longer with the pinion 14 combs. In this position, a Gurtbandeinzug and a Gurtbandauszug is possible again without impairment. The coupling between the pyrotechnic drive device 28 and the pinion 14 So is a so-called opening clutch.

Tritt eine Unfallsituation ein, wird die pyrotechnische Antriebseinrichtung 28 angesteuert. Der Gasgenerator 32 wird aktiviert, und das dabei erzeugte Druckgas beaufschlagt die Kraftübertragungselemente 26 in Richtung des Flügelansatzes 24 des Antriebselementes 18, bis die Kraftübertragungselemente 26 am Flügelansatz 24 angreifen und das Antriebselement 18 gegen den Uhrzeigersinn antreiben. Dabei wird das Ritzel 14, das mit der Innenverzahnung 20 des Antriebselementes 18 kämmt, in Gurtbandeinzugsrichtung gedreht. Dies bewirkt eine Leistungsstraffung.If an accident situation occurs, the pyrotechnic drive device 28 driven. The gas generator 32 is activated, and the pressurized gas generated thereby acts on the power transmission elements 26 in the direction of the wing approach 24 of the drive element 18 until the power transmission elements 26 at the wing approach 24 attack and the drive element 18 drive counterclockwise. This is the pinion 14 that with the internal toothing 20 of the drive element 18 meshes, turned in Gurtbandeinzugsrichtung. This causes a power uplift.

Wenn vor der Leistungsstraffung vorgestrafft wurde, dann ist das Ritzel 14 bereits an die Innenverzahnung 20 des Antriebselementes 18 gekoppelt, d. h. die pyrotechnische Antriebseinrichtung 28 muß das Antriebselement 18 nicht zuerst an das Ritzel 14 koppeln. Der Einkuppelweg entfällt.If pre-streamlined before the power lift, then the pinion 14 already on the internal teeth 20 of the drive element 18 coupled, ie the pyrotechnic drive device 28 must the drive element 18 not first to the pinion 14 couple. The Einkuppelweg deleted.

Sowohl die elektromotorische Antriebseinrichtung als auch die pyrotechnische Antriebseinrichtung greifen direkt am Antriebselement 18 an.Both the electromotive drive device and the pyrotechnic drive device engage directly on the drive element 18 at.

In 8 ist der Gurtstraffer 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, daß das Antriebselement 18 neben der Innenverzahnung 20, die mit dem Ritzel 14 kämmen kann, eine Außenverzahnung 40 aufweist. Mit der Außenverzahnung 40 kann das Zahnrad 36 der elektromotorischen Antriebseinrichtung 34 kämmen. Die Funktionsweise unterscheidet sich nicht von der der ersten Ausführungsform.In 8th is the belt tensioner 10 shown according to a second embodiment. This Ausfüh tion form differs from the first embodiment in that the drive element 18 next to the internal toothing 20 that with the pinion 14 can mesh, an external toothing 40 having. With the external teeth 40 can the gear 36 the electromotive drive device 34 comb. The operation does not differ from that of the first embodiment.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem, mit einem Antriebselement (18), das mit einer Gurtspule koppelbar ist, und einer pyrotechnischen Antriebseinrichtung (28), die auf das Antriebselement (18) wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektromotorische Antriebseinrichtung (34) vorgesehen ist, die mit dem Antriebselement (18) gekoppelt ist und eine Vorstraffung bewirkt.Belt tensioner for a safety belt system, with a drive element ( 18 ), which can be coupled with a belt spool, and a pyrotechnic drive device ( 28 ) acting on the drive element ( 18 ) acts, characterized in that an electromotive drive device ( 34 ) provided with the drive element ( 18 ) is coupled and causes a pre-tightening. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ritzel (14) vorgesehen ist, das mit einer Gurtspule verbunden ist, wobei das Antriebselement (18) das Ritzel (14) antreiben kann.Belt tensioner according to claim 1, characterized in that a pinion ( 14 ), which is connected to a belt reel, wherein the drive element ( 18 ) the pinion ( 14 ) can drive. Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (18) ein Hohlrad mit einer Innenverzahnung (20) ist.Belt tensioner according to claim 1 or 2, characterized in that the drive element ( 18 ) a ring gear with an internal toothing ( 20 ). Gurtstraffer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (18) einen Bereich (22) aufweist, in dem keine Innenverzahnung (20) vorgesehen ist.Belt tensioner according to claim 3, characterized in that the drive element ( 18 ) an area ( 22 ), in which no internal toothing ( 20 ) is provided. Gurtstraffer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromotorische Antriebseinrichtung (34) ein Zahnrad (36) aufweist, das mit der Innenverzahnung (20) des Antriebselementes (18) kämmen kann.Belt tensioner according to claim 3 or 4, characterized in that the electromotive drive device ( 34 ) a gear ( 36 ), which with the internal toothing ( 20 ) of the drive element ( 18 ) can comb. Gurtstraffer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (18) eine Außenverzahnung (40) aufweist und die elektromotorische Antriebseinrichtung (34) ein Zahnrad (36), wobei das Zahnrad (36) mit der Außenverzahnung (40) des Antriebselementes (18) kämmen kann.Belt tensioner according to claim 3 or 4, characterized in that the drive element ( 18 ) an outer toothing ( 40 ) and the electromotive drive device ( 34 ) a gear ( 36 ), wherein the gear ( 36 ) with the external toothing ( 40 ) of the drive element ( 18 ) can comb. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromotorische Antriebseinrichtung (34) versetzt zum Ritzel (14) am Antriebselement (18) angreift.Belt tensioner according to one of the preceding claims, characterized in that the electromotive drive device ( 34 ) offset to the pinion ( 14 ) on the drive element ( 18 ) attacks. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (18) einen Flügelansatz (24) hat, an dem die pyrotechnische Antriebseinrichtung (28) angreift.Belt tensioner according to one of the preceding claims, characterized in that the drive element ( 18 ) a wing approach ( 24 ) at which the pyrotechnic propulsion device ( 28 ) attacks. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromotorische Antriebseinrichtung (34) direkt am Antriebselement (18) angreift.Belt tensioner according to one of the preceding claims, characterized in that the electromotive drive device ( 34 ) directly on the drive element ( 18 ) attacks. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die pyrotechnische Antriebseinrichtung (28) direkt am Antriebselement (18) angreift.Belt tensioner according to one of the preceding claims, characterized in that the pyrotechnic drive device ( 28 ) directly on the drive element ( 18 ) attacks.
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