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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 026 734 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 Beschränkungen, die sich je nach Fahrzeugtyp und Einbauort unterscheiden.
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Als weiterer Stand der Technik beschreibt die
DE 103 21 218 A1 einen Gurtaufroller. Die
EP 1 495 926 A1 beschreibt eine Sicherheitsgurtvorrichtung. Die
DE 10 2004 003 803 A1 beschreibt einen Anker für eine elektrische Maschine. Die
EP 1 495 926 A1 beschreibt eine weitere Sicherheitsgurtvorrichtung. Die
JP 2002-178 937 A beschreibt eine elektrische Lenkhilfe, umgangssprachlich als Servolenkung bezeichnet. Die
DE 10 2007 033 230 A1 beschreibt einen reversiblen Gurtstraffer. Ferner beschreibt die
DE 103 38 865 A1 einen Sicherheitsgurtaufroller mit aktiv gesteuertem Komfortfedersystem.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten 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 6 und 7 gelöst.
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Demgemäß vorgesehen ist ein Gurtstrafferantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
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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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Erfindungsgemäß 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.
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Erfindungsgemäß 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 Sicherheitsgurts. 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:
- 1 eine teilweise angeschnittene perspektivische Ansicht eines Gurtstrafferantriebs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
- 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 beliebige Art und Weise modifizieren, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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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
