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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtstrafferantrieb für
den Sicherheitsgurt eines Fahrzeugs und ein Personenrückhaltesystem.
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Im
normalen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs liegt der Sicherheitsgurt
relativ locker am Körper des Fahrzeuginsassen an. Bei einem
Unfall besteht dann die Gefahr, dass sich der Körper des
Fahrzeuginsassen trotz Blockierung der Wickelwelle des Aufrollautomaten
zu weit nach vorne bewegen kann. Auch sind die Gurtbandlagen auf
der Wickelwelle des Aufrollautomaten relativ locker aufgewickelt,
so dass dies trotz Blockierung der Wickelwelle durch einen Filmspuleffekt
zu einer zu starken Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen führen
kann.
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Solche
Gurtstrafferantriebe, die eine Straffung des Sicherheitsgurts z.
B. bei einer sehr starken Bremsverzögerung des Kraftfahrzeugs
ermöglichen, sind in vielen Varianten bekannt. Ein in der
DE 10 2006 036 734
A1 beschriebener Gurtstrafferantrieb weist einen Elektromotor,
eine Getriebewelle und ein Abtriebsrad auf. Der Elektromotor treibt
die Getriebewelle über ein erstes Getriebe an, bei dem
es sich um ein Schneckengetriebe handelt. Die Getriebewelle ihrerseits
treibt über ein zweites Getriebe das Abtriebsrad an, welches
mit der Wickelwelle des Sicherheitsgurtes drehfest verbunden ist.
Auch bei diesem zweiten Getriebe handelt es sich um ein Schneckengetriebe.
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Die
bei einem derartigen Gurtstrafferantrieb doppelt vorzusehenden Getriebe
verursachen jedoch erhebliche Herstellungskosten und benötigen
einen signifikanten Eigenbauraum. Der im Fahrzeug für Gurtstrafferantriebe
zur Verfügung stehende Bauraum unterliegt typischerweise
erheblichen Be schränkungen, die sich je nach Fahrzeugtyp
und Einbauort unterscheiden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gurtstrafferantrieb
anzugeben, der einen geringen Bauraum benötigt und möglichst
kostengünstig herzustellen ist.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch einen Gurtstrafferantrieb mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 und/oder Personenrückhaltesysteme
mit den Merkmalen der Patentansprüche 8 und 9 gelöst.
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Demgemäß vorgesehen
ist ein Gurtstrafferantrieb zum Straffen eines um eine Wickelwelle
aufwickelbaren Sicherheitsgurtes. Der Gurtstrafferantrieb umfasst
einen Elektromotor und ein Abtriebsrad, welches mit der Wickelwelle
drehfest verbindbar ist. Der Elektromotor treibt das Abtriebsrad über
ein einstufiges Getriebe an.
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Da
zwischen dem Elektromotor und dem Abtriebsrad erfindungsgemäß nur
ein einstufiges Getriebe angeordnet ist, sind nur wenige Teile erforderlich,
was die Herstellung bei geringen Kosten ermöglicht. Weiterhin
ermöglicht die einfache Konstruktion und geringe Bauteilzahl
eine kompakte Bauweise bei geringem Baugruppenvolumen. Ebenfalls
vorteilhaft im Hinblick auf einen Einsatz des Gurtstrafferantriebs für
Komfortfunktionen ist eine aufgrund der geringen Anzahl bewegter
Teile verringerte Geräuschemission.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist das einstufige Getriebe ein Schneckengetriebe. Durch
den wälzenden Eingriff eines Schneckengetriebes wird eine
besonders geringe Geräuschentwicklung ermöglicht.
Vorzugsweise umfasst das einstufige Getriebe eine auf einer Motorwelle
des Elektromotors drehfest angeordnete Getriebeschnecke, wobei das
Abtriebsrad eine Zahnung aufweist, in welche die Getriebeschnecke
eingreift.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist das einstufige Getriebe derart ausgelegt,
dass es in einer das Abtriebsrad treibenden Vorwärtsrichtung einen
höheren Wirkungsgrad aufweist als in einer vom Abtriebsrad
getriebenen Rückwärtsrichtung. Hierdurch wird
dem Entrollen des Sicherheitsgurts bei Belastung durch eine Vorverlagerungskraft
entgegengewirkt, sodass auf separate Blockiervorrichtungen verzichtet
werden kann bzw. diese vereinfacht werden können, was sich
vorteilhaft auf Herstellungskosten und Baugröße
auswirkt.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung weist der Elektromotor entlang seiner
Motorwelle einen ersten und zweiten Motorabschnitt auf. Der erste Motorabschnitt
weist in Richtung der Wickelwelle eine erste Außenabmessung
auf. Der zweite Motorabschnitt weist in Richtung der Wickelwelle
eine zweite Außenabmessung auf, die geringer als die erste
Außenabmessung ist. Dies hat den Vorteil, dass der Elektromotor
eine Einbuchtung aufweist, sodass er Bauraum sparend um weitere
Bauteile wie z. B. eine Aufwickelspule für den Sicherheitsgurt
oder Karosserieteile des Fahrzeugs herum angeordnet werden kann.
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Vorzugsweise
sind eine Kommutatorbürste und/oder ein Motorwellenlager
zumindest teilweise innerhalb des zweiten Motorabschnitts angeordnet, sodass
dieser Abschnitt sich vorteilhaft über einen erheblichen
Anteil der Gesamtbaulänge des Elektromotors erstreckt und
das Bauvolumen sich reduziert. Gemäß einer bevorzugten
Weiterbildung weist der Elektromotor einen auf der Motorwelle angeordneten Positionsgebermagneten
auf, der innerhalb des zweiten Motorabschnitts angeordnet ist. Dies
ermöglicht die Positionsüberwachung der Motorwelle
bei geringem Bauraum.
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Unter
einem weiteren Gesichtspunkt ist ein Personenrückhaltesystem
mit einem Gurtstrafferantrieb wie oben beschrieben vorgesehen. Vorzugsweise
umfasst das Personenrückhaltesystem weiterhin ein Wickelgehäuse
zur Aufnahme des Sicher heitsgurts. Der erste Motorabschnitt des
Elektromotors überlappt in einer zur Richtung der Wickelwelle
senkrechten Richtung betrachtet das Wickelgehäuse zumindest
teilweise, während der zweite Motorabschnitt in einer zur
Richtung der Wickelwelle parallelen Richtung betrachtet das Wickelgehäuse
zumindest teilweise überlappt. Dies hat den Vorteil, dass der
Elektromotor winkelartig um das Wickelgehäuse herum angeordnet
ist, sodass das Personenrückhaltesystem auch an Einbaustellen
mit beengtem Bauraum wie z. B. innerhalb der B-Säule eines
Kraftfahrzeugs einsetzbar ist.
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Die
obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen
sich auch auf beliebige und geeignete Art und Weise miteinander
kombinieren.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen
Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen dabei:
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1 eine
teilweise angeschnittene perspektivische Ansicht eines Gurtstrafferantriebs
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
und
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2 eine
Querschnittansicht eines Gurtstrafferantriebs gemäß einer
Ausführungsform, aufgeschnitten in einer zur Wickelwelle
senkrechten Ebene.
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In
den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente
und Merkmale – sofern nichts Anderes ausgeführt
ist – mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
in einer teilweise angeschnittenen perspektivischen Ansicht einen
Gurtstrafferantrieb 100 zur Verwendung in einem Fahrzeug,
das mit einem nicht gezeigten Sicherheitsgurt ausgestattet ist. 1 zeigt
weiterhin ein Wickelgehäuse 116 zur Aufnahme einer
um eine Wickelwelle 102 drehbaren Wickelspule, auf der
der Sicherheitsgurt mit einem seiner Enden aufwickelbar ist, während
ein weiteres Ende des Sicherheitsgurts an geeigneter Stelle am Fahrzeug
fixiert ist.
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Das
Wickelgehäuse umfasst zwei parallele Seitenwände 132,
die durch eine Verbindungswand 130 in Form eines U miteinander
verbunden sind. Beispielsweise sind die Seitenwände 132 und
die Verbindungswand 130 einstückig aus einem gestanzten
und in die U-Form gebogenen Blech gefertigt. In den Seitenwänden 132 sind
kreisförmige, mit der Wickelwelle 102 konzentrische
Aussparungen 134 zur Aufnahme der Stirnseiten der Wickelspule gebildet.
An der der Verbindungswand 130 gegenüberliegenden
Seite weisen die Seitenwände jeweils Profilkrallen 122 auf,
die eine die Seitenwände 132 verbindende Traverse 120 fixieren,
sodass die Seitenwände 132, die Verbindungswand 130 und
die Traverse 120 insgesamt einen annähernd rechteckigen,
tunnelartigen Rahmen bilden, der die Wickelspule von vier Seiten
umschließt. An dem in 1 nach oben
weisenden Ende des tunnelartigen Rahmens schließen die
Seitenwände 132 mit einer wesentlich zur den Seitenwänden 132 und
der Verbindungswand 130 senkrecht verlaufenden Abschlusskante 118 ab.
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Der
an einer der Seitenwände 132 des Wickelgehäuses
angeordnete Gurtstrafferantrieb 100 umfasst einen Elektromotor 103 mit
einem Motorgehäuse 160 und einer Motorwelle 108,
die innerhalb des Motorgehäuses 160 in einem oberen 104 und
einem unteren 106 Motorwellenlager gelagert ist. Die Motorwelle 108 verläuft
in geringem Abstand parallel zur Seitenwand 132, wobei
sie an der in der Seitenwand 132 gebildeten Aussparung 134 vorbeiführt und über
die Abschlusskante 118 hinausragt. Die Motorwelle 108 ist
gegenüber der Verbindungswand 130 und der Abschlusskante 118 um
einen Winkel geneigt.
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Das
Motorgehäuse 160 weist entlang seiner Motorwelle
einen ersten 150 und zweiten 152 Motorabschnitt
auf, die sich hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen
unterscheiden. Im ersten Motorabschnitt 150 weist das Motorgehäuse 160 in Richtung der
Wickelwelle 102 eine erste Außenabmessung A auf,
die größer ist als eine entsprechende Außenabmessung
a im zweiten Motorabschnitt 152. Das Motorgehäuse
ist derart an der Seitenwand 132 angeordnet, dass der erste
Motorabschnitt sich wesentlich außerhalb der Abschlusskante 118 befindet,
während der zweite Motorabschnitt 152 in Richtung
der Wickelachse 102 gesehen wesentlich mit dem Wickelgehäuse 116 überlappt
und die Seitenwand 132 an ihrer Außenseite berührt.
Der erste Motorabschnitt 150 ragt in Richtung der Wickelachse 102 über
die Seitenwand 132 hinweg in den zwischen den Seitenwänden 132 gelegenen
Bereich hinein.
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Innerhalb
des Motorgehäuses 160 sind zwischen den beiden
Motorwellenlagern 104, 106 ein Rotor 110,
ein Kommutator 114 und ein ringförmiger Positionsgebermagnet 112 an
der Motorwelle 108 angeordnet. Hierbei befinden sich der
Positionsgebermagnet 112, der mit einem nicht gezeigten
Magnetsensor zusammenwirkt, und das untere Motorwellenlager 106 innerhalb
des zweiten Motorabschnitts 152. Für die Motorwelle 108,
das untere Motorwellenlager 106 und den Positionsgebermagneten 112 werden
zweckmäßigerweise miniaturisierte Teile verwendet,
sodass das Gehäuse mit einer besonders kleinen Außenabmessung
a im zweiten Motorabschnitt 152 ausführbar ist.
Beispielsweise wird eine Motorwelle 108 mit 4 mm Durchmesser
verwendet.
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An
der Motorwelle 108 ist an einem über das untere
Motorwellenlagers 106 hinausragenden, an der Aussparung 134 der
Seitenwand 132 vorbeiführenden Abschnitt eine
Getriebeschnecke 126 angebracht, z. B. aufgeschrumpft.
Die Getriebeschnecke 126 weist einen größeren
Außendurchmesser auf, als die Motorwelle 108,
so dass bei gegebenem Schneckendurchmesser die Motorwelle 108 besonders
dünn ausgeführt werden kann. Die Getriebeschnecke 126 greift
in ein auf der Wickelwelle 102 drehfest angeordnetes Schneckenzahnrad 124 und bildet
mit diesem ein einstufiges Getriebe 124, 126, über
das der Elektromotor 103 im Betrieb die Wickelwelle 102 antreibt,
um den Sicherheitsgurt aufzuwickeln und zu straffen.
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2 zeigt
eine Querschnittansicht eines Gurtstrafferantriebs 100 gemäß einer
Ausführungsform, z. B. des auch in 1 gezeigten
Gurtstrafferantriebs. Der Schnitt der Darstellung verläuft
in einer zur Wickelwelle 102 senkrechten, durch die Motorwelle 108 führenden
Ebene. Der Gurtstrafferantrieb 100 ist wie in 1 gemeinsam
mit einem Wickelgehäuse 116 gezeigt.
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In
der Querschnittsansicht wird deutlich, dass das Motorgehäuse 160 in
der zur Motorwelle 108 senkrechten, zur Seitenwand 132 parallelen Richtung
sowohl im ersten 150 als auch im zweiten 152 Motorabschnitt
eine gleiche Außenabmessung B aufweist. Diese kann größer
gewählt sein, als die Außenabmessung A in der
zur Seitenwand 132 senkrechten Richtung. Innerhalb des
derart abgeflachten Motorgehäuses 160 sind ein
Stator 200 des Elektromotors 103 und mit dem Kommutator 114 zusammenwirkende
Kommutatorbürsten 202 untergebracht, jeweils beiderseitig
der Motorwelle 108 in zur Seitenwand 132 paralleler
Richtung. Die Kommutatorbürsten 202 sind in der
zur Wickelwelle 102 parallelen Blickrichtung des Betrachters
teilweise unterhalb der Abschlusskante 118 des Wickelgehäuses 116 angeordnet.
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In
einem innerhalb des zweiten Motorabschnitts 152 liegenden
dritten Motorabschnitt 153 ist die Außenabmessung
in der zur Motorwelle 108 senkrechten, zur Seitenwand 132 parallelen
Richtung jedoch gegenüber der Abmessung B auf einen Wert
b verringert, sodass dieser Motorabschnitt 152 auf der
Höhe des Schneckenzahnrads 124 angeordnet werden
kann, was einen besonders kleinen Bauraum ermöglicht. Im
Gehäuse 160 ist innerhalb des dritten Motorabschnitts 153 das
untere Motorwellenlager 106 angeordnet.
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Die
vorliegende Erfindung sei nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern lässt sich auf be liebige Art
und Weise modifizieren, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
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- 100
- Gurtstrafferantrieb
- 102
- Wickelwelle
- 103
- Elektromotor
- 104
- Oberes
Motorwellenlager
- 106
- Unteres
Motorwellenlager
- 108
- Motorwelle
- 110
- Rotor
- 112
- Positionsgebermagnet
- 114
- Kommutator
- 116
- Wickelspulenrahmen
- 118
- Rahmenoberkante
- 120
- Traverse
- 122
- Kralle
- 124
- Schneckenzahnrad
- 126
- Getriebeschnecke
- 130
- Verbindungswand
- 132
- Seitenwand
- 134
- Aussparung
- 136
- Ansteuerklinke
- 150
- Erster
Motorabschnitt
- 152
- Zweiter
Motorabschnitt
- 153
- Dritter
Motorabschnitt
- 200
- Stator
- 202
- Bürsten
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006036734
A1 [0003]