DE102008048339B4

DE102008048339B4 - Reversibler Gurtstraffer

Info

Publication number: DE102008048339B4
Application number: DE102008048339.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lucht; Matthias Borgward; Sebastien Baudinet
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2016-07-28
Anticipated expiration: 2028-09-23
Also published as: US20130193252A1; US8398012B2; DE102008048339A1; JP2014073839A; WO2010031496A1; KR20110074742A; US20110147510A1; JP2012502836A; WO2010031496A8; JP5449365B2; CN102159428A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen reversiblen Gurtstraffer mit einem Elektromotor (2), einer von dem Elektromotor (2) über ein Antriebsrad (10) in Gurtaufwickelrichtung antreibbaren Gurtwelle (1) und einer die Drehbewegung des Elektromotors (2) auf das Antriebsrad (10) übertragenden Getriebewelle (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebewelle (9) über ein Schraubradgetriebe mit dem Antriebsrad (10) und/oder dem Elektromotor (2) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen reversiblen Gurtstraffer mit einem Elektromotor, einer von dem Elektromotor über ein Antriebsrad in Gurtaufwickelrichtung antreibbaren Gurtwelle und einer die Drehbewegung des Elektromotors auf das Antriebsrad übertragenden Getriebewelle.
Aus der WO 2003/099619 A2 ist ein reversibler Gurtstraffer bekannt, bei dem die die Drehbewegung des Elektromotors auf die Gurtwelle übertragende Getriebewelle über ein Kronenradgetriebe mit dem Elektromotor und über ein Schneckenradgetriebe mit dem Antriebsrad gekoppelt ist.
Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist, dass die Anordnung der Teile zueinander nicht frei gewählt werden kann, da die Zahnräder der Getriebe die Drehbewegung jeweils um 90 Grad umlenken und dadurch die Drehachsen der in Eingriff befindlichen rotierenden Teile in einem Winkel von 90 Grad zueinander angeordnet werden müssen. Ferner hat sich herausgestellt, dass die in dem Kronenradgetriebe und dem Schneckenradgetriebe entstehenden Geräusche während der Gurtstraffung, insbesondere für Fahrzeuge der hochwertigeren Kategorie, von den Fahrzeugherstellern nicht mehr akzeptiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen reversiblen Gurtstraffer zu schaffen, bei dem der Elektromotor, die Gurtwelle mit dem Antriebsrad und die Getriebewelle auch in verschiedenen Ausrichtungen zueinander angeordnet werden können, so dass der reversible Gurtstraffer insgesamt kompakter ausgeführt werden kann und auch in beengten Bauräumen angeordnet werden kann.
Überdies sollen die entstehenden Geräusche während der Gurtstraffung vermindert werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen reversiblen Gurtstraffer mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die Verwendung eines Schraubradgetriebes bietet den Vorteil, dass die Drehachsen der im Eingriff befindlichen Teile auch in Winkeln ungleich 90 Grad zueinander angeordnet werden können. Dadurch können die Teile in beliebigen Winkeln zueinander angeordnet werden, so dass die Anordnung im Sinne einer kompakten Ausführung und Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Freiräume erfolgen kann. Da die Teile in den Schraubgetrieben nur zu einer punktförmigen Anlage kommen, ist darüber hinaus die Geräuschentwicklung wesentlich reduziert. Schraubgetriebe zeichnen sich im Allgemeinen dadurch aus, dass Schrägstirnräder mit verschiedenen Schrägungswinkeln aber mit gleicher Teilung und gleichem Eingriffswinkel gepaart werden. Die Radachsen können sich dabei durch verschiedene Schrägungswinkel in einem beliebigen Winkel kreuzen. Ferner besitzt ein Schraubgetriebe den Vorteil, dass die Schrägstirnräder neben den Durchmesserverhältnissen durch die Wahl der Schrägungswinkel eine zusätzliche Möglichkeit bieten, das Übersetzungsverhältnis zu verändern. Außerdem können die Schraubräder des Schraubgetriebes axial verschoben werden, ohne dass die Schraubräder dadurch außer Eingriff gelangen. Hierdurch werden die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit erheblich gesenkt, so dass der Aufwand und die Kosten, um die erforderliche Fertigungsgenauigkeit zu erreichen, erheblich gesenkt werden.
Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
1: Reversibler Gurtstraffer
2: Reversibler Gurtstraffer mit Getriebewelle
3: Elektromotor mit Getriebewelle und Antriebsrad
4a–4c: Elektromotor mit Getriebewelle und Antriebsrad in einem Winkel größer als 90 Grad
5a–5c: Elektromotor mit Getriebewelle und Antriebsrad in einem Winkel kleiner als 90 Grad
In 1 ist ein reversibler Gurtstraffer mit einem Gurtaufroller 1 und einem den Gurtaufroller 1 in Aufwickelrichtung während der reversiblen Straffung antreibenden Elektromotor 2 zu erkennen. An der Seite des reversiblen Gurtstraffers ist eine elektronische Steuereinheit 4 (ECU) angeordnet, welche den Elektromotor 2 ansteuert. Ferner ist an der Stirnseite des Gurtaufrollergehäuses 5 ein Getriebegehäuse 3 mit einer entsprechenden Abdeckung 6 angeordnet, in dem die später noch erläuterte Getriebewelle nebst den zugehörigen Getrieben und dem Antriebsrad zur Ankopplung des Elektromotors 2 an die Gurtwelle 1 angeordnet sind.
In 2 ist derselbe reversible Gurtstraffer von der Getriebeseite allerdings ohne Abdeckung 6 zu erkennen. Zwischen der Gurtwelle 1 und dem Elektromotor 2 ist eine Getriebewelle 9 zu erkennen, welche über eine Verzahnung 8 in eine Verzahnung 7 eines Antriebsrades 10 eingreift. Die Verbindung zwischen dem Elektromotor 2 und der Getriebewelle 9 ist nicht dargestellt, wird aber später noch erläutert. Das Antriebsrad 10 ist ferner mit einer nicht dargestellten Kupplung mit der Gurtwelle 1 verbindbar, so dass die Drehbewegung des Elektromotors 2 während der Gurtstraffung durch Drehung der Getriebewelle 9 und Antreiben des Antriebsrades 10 schließlich in eine Gurtaufwickelbewegung der Gurtwelle 1 umgewandelt wird.
In 3 ist zur besseren Erkennbarkeit der Elektromotor 2 mit der Getriebewelle 9 und dem Antriebsrad 10 aus der 2 ohne die Gurtwelle 1 dargestellt. Der Elektromotor 2 befindet sich über ein Getriebe „I” mit der Getriebewelle 9 im Eingriff. Die Drehbewegung der Getriebewelle 9 wird über ein zweites Getriebe „II” auf das Antriebsrad 10 übertragen. Die Getriebewelle 9 ist zwischen den Achsen „X” und „Z” des Antriebsrades 10 und des Elektromotors 2 angeordnet, so dass der Elektromotor 2 und das Antriebsrad 10 auf unterschiedlichen Seiten der Getriebewelle 9 mit ihren Verzahnungen 12 und 7 in die Verzahnungen 11 und 8 der Getriebewelle 9 eingreifen. Dadurch ergibt sich insgesamt eine gute Kraftverteilung in der Getriebewelle 9 und zusätzlich werden die vorhandenen Freiräume an dem Gurtstraffer weiter ausgenutzt, so dass der Gurtstraffer noch kompakter ausgebildet werden kann.
Sowohl das Getriebe „I” als auch das Getriebe „II” sind aus zwei ineinander kämmenden Verzahnungspaarungen 11 und 12 und 7 und 8 gebildet. Die Getriebe „I” und „II” sind jeweils als Schraubradgetriebe ausgelegt, so dass die Verzahnungen 12 und 11 und 7 und 8 schraubgleitend ineinander kämmen. Die schraubgleitende Kämmbewegung der Schraubgetriebe bietet den besonderen Vorteil, dass die Verzahnungen 11, 12, 7 und 8 nur durch eine Punktberührung aneinander anliegen und damit die Geräuschentwicklung erheblich reduziert ist.
Ferner greifen die Verzahnungen 11, 12, 7 und 8 auch dann ineinander, wenn der Elektromotor 2, die Getriebewelle 9 und das Antriebsrad 10 aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten oder betriebsbedingten Verschleiß ihre Sollposition nicht mehr genau einnehmen. Die Verzahnungen 11, 12, 7 und 8 sind als Schrägverzahnungen ausgeführt, wobei die Schrägungswinkel der aneinander anliegenden Verzahnungen 11 und 12 und 8 und 7 gegensinnig ausgerichtet sind.
In den 4a bis 4c sind verschiedene Anordnungen des Elektromotors 2, der Getriebewelle 9 und des Antriebsrades 10 zu erkennen, bei denen der Winkel „A” zwischen der Drehachse „X” des Antriebsrades 10 und der Drehachse „Y” der Getriebewelle 9 kleiner als 90 Grad ist. Die Drehachse „X” des Antriebsrades 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel identisch mit der Drehachse der Gurtwelle, so dass diese in der Verlängerung hinzugedacht werden kann. In der in 4a gezeigten Stellung ist der Elektromotor 2 mit seiner Drehachse „Z” gegenüber der Drehachse „Y” der Getriebewelle 9 zu einem Winkel „B” größer als 90 Grad verschränkt, so dass die Drehachsen „Z” und „X” ebenfalls in einem Winkel zueinander stehen, der im Extremfall sogar bis zu 90 Grad erweitert werden kann, indem die Winkel „A” und „B” entsprechend gewählt werden. Die Winkel „A” und „B” können durch die Auslegung der Schrägungswinkel der Verzahnungen 11, 12, 8 und 7 verändert werden. Hinsichtlich der Auslegung der Schrägungswinkel, und der sich daraus ergebenden Ausrichtung der Achsen wird auf einschlägige Fachbücher wie z. B. „Maschinenelemente” Roloff/Matek; Vieweg Verlag 2007, Wiesbaden, 18. Auflage Kap. 23 verwiesen. Die Ausrichtung des Elektromotors 2 zu der Gurtwelle kann durch die Erfindung so gewählt werden, dass der zur Verfügung stehende Bauraum im Fahrzeug und/oder der Freiraum an dem reversiblen Gurtstraffer besser ausgenutzt wird, so dass insgesamt eine kompakte Ausbildung des Gurtstraffers verwirklicht werden kann und/oder der Gurtstraffer an die vorgegebenen Bauraumverhältnisse im Fahrzeug angepasst werden kann.
In den 4b und 4c sind weitere alternative Zuordnungen bei gleichem Winkel „A” zu erkennen. In 4b ist der Winkel „B” gleich 90 Grad gewählt, so dass hier für das Getriebe „I” auch ein Schneckengetriebe gewählt werden könnte. In der 4c ist der Winkel „B” gleich dem Winkel „A” gewählt, so dass sich zusätzlich eine parallele Anordnung der Drehachsen „X” und „Z” ergibt. Aufgrund des Schrägungswinkels der Schraubgetriebe können die Getriebe „I” und „II”, und damit auch der Elektromotor 2 und die Gurtwelle, in einem axialen Versatz „a” zueinander angeordnet werden, wobei der axiale Versatz „a” ebenfalls durch die Wahl der Schrägungswinkel beeinflusst werden kann. Der Versatz „a” ist vorzugsweise in Richtung der nicht dargestellten Gurtwelle angeordnet, so dass auch ein kürzerer Elektromotor 2 mittig neben einer längeren Gurtwelle z. B. zwischen den Rahmenschenkeln des Gurtaufrollers unter Ausnutzung des zwischen den Rahmenschenkeln vorhandenen Freiraumes angeordnet werden kann.
In den 5a bis 5c sind weitere alternative Anordnungen mit einem Winkel „A” zwischen den Drehachsen „X” und „Y” von größer als 90 Grad dargestellt. In 5a ist sowohl der Winkel „A” als auch der Winkel „B” größer als 90 Grad gewählt, so dass sich ein Versatz „b” der Getriebe „I” und „II” nunmehr im Vergleich zur der in 4c beschriebenen Ausführungsform in die andere Richtung ergibt. Bei Wahl von identischen Winkeln „A” und „B” würde sich wieder eine parallele Ausrichtung des Elektromotors 2 und des in Richtung der Achse „X” ausgerichteten Gurtaufrollers ergeben. In der 5b ist eine Ausführungsform zu erkennen, bei der der Winkel „B” wiederum gleich 90 Grad gewählt ist, so dass hier auch eine Paarung der Verzahnungen 11 und 12 als Schneckengetriebe denkbar wäre. In der 5c ist eine Ausführungsform dargestellt, in der der Winkel „B” kleiner als 90 Grad gewählt ist, so dass der Winkel zwischen den Achsen „X” und „Z” weiter vergrößert ist.

Claims

Reversibler Gurtstraffer mit einem Elektromotor (2), einer von dem Elektromotor (2) über ein Antriebsrad (10) in Gurtaufwickelrichtung antreibbaren Gurtwelle (1) und einer die Drehbewegung des Elektromotors (2) auf das Antriebsrad (10) übertragenden Getriebewelle (9), wobei die Getriebewelle (9) über ein Schraubradgetriebe mit Verzahnungen (11, 12, 7, 8) mit dem Antriebsrad (10) und/oder dem Elektromotor (2) verbunden ist, und durch das Schraubradgetriebe eine axiale Verschiebbarkeit der Getriebewelle (9) zu dem Antriebsrad (10) und/oder dem Elektromotor (2) ermöglicht ist, ohne dass die Schraubräder des Schraubradgetriebes dadurch außer Eingriff gelangen, und wobei die Verzahnungen (11, 12, 7, 8) des Schraubradgetriebes in einer Punktberührung aneinander anliegen, wobei der Winkel (B) zwischen der Getriebewelle (9) und dem Elektromotor (2) und der Winkel (A) zwischen der Getriebewelle (9) und dem Antriebsrad (10) identisch sind, und die Achsen (X, Z) des Elektromotors (2) und des Antriebsrades (10) parallel zueinander angeordnet sind, wobei die Getriebewelle (9) zwischen den Achsen (X, Z) des Elektromotors (2) und des Antriebsrades (10) angeordnet ist.
Reversibler Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebewelle (9) und der Elektromotor (2) und/oder das Antriebsrad (10) in einem Winkel (A, B) ungleich 90 Grad zueinander angeordnet sind.
Reversibler Gurtstraffer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebewelle (9) über jeweils ein Getriebe (I, II) mit dem Elektromotor (2) und dem Antriebsrad (10) verbunden ist, und die Getriebe (I, II) axial versetzt zueinander angeordnet sind.