DE102012017979B4

DE102012017979B4 - Spindelantrieb

Info

Publication number: DE102012017979B4
Application number: DE102012017979.0A
Authority: DE
Inventors: Artur Klein; Christian Holka
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2015-11-05
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: DE102012017979A1; WO2014040691A1

Abstract

Spindelantrieb für einen Gurtschlossbringer (10) für ein Sicherheitsgurtsystem eines Fahrzeugs, mit einem Rahmen (12), einer Spindel (14), einem Radiallager (26) für die Spindel (14) und einem Fixierelement (28) zur axialen Fixierung des Radiallagers (26) der Spindel (14) im Rahmen (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (28) Teil eines Axiallagers (20) der Spindel (14) bildet, wobei das Fixierelement (28) ein Lagerelement (30) des Axiallagers (20) der Spindel (14) aufweist und wobei die Spindel (14) mit einer Lagerfläche (22) versehen ist, die am Lagerelement (30) des Fixierelements (28) anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb für einen Gurtschlossbringer für ein Sicherheitsgurtsystem eines Fahrzeugs, mit einem Rahmen, einer Spindel, einem Radiallager für die Spindel und einem Fixierelement zur axialen Fixierung des Radiallagers der Spindel im Rahmen.
Derartige Spindelantriebe sind für eine Vielzahl von Anwendungsfällen bekannt. Spindelantriebe für Gurtschlossbringer für Sicherheitsgurtsysteme sind aus dem Stand der Technik, zum Beispiel aus der DE 10 2006 048 817 A1 bekannt und dienen dazu, das Gurtschloss zum Anlegen des Sicherheitsgurts in eine Komfortposition, in der das Einstecken der Steckzunge in das Gurtschloss erleichtert wird, und nach dem Anlegen des Sicherheitsgurts in eine Halteposition zu bewegen. Typischerweise wird dabei die Spindel zum Verfahren des Gurtschlosses verwendet wird und von einem Antrieb angetrieben wird. Die Spindel ist dabei in einem Rahmen des Gurtschlossbringers mittels eines Radiallagers radial und mit dem vom Antrieb abgewandten Ende axial am Rahmen gelagert. Das Radiallager fixiert dabei die Spindel zentrisch im Rahmen des Gurtschlossbringers. Zumeist besteht das Radiallager aus einem weicheren, ringförmigen Metallelement, durch welches die Spindel sich erstreckt. Mit Hilfe eines Fixierelements wird das Radiallager an einem Anschlag im Rahmen axial beaufschlagt und fixiert. Zur axialen Lagerung der Spindel im Rahmen des Gurtschlossbringers lag die Spindel bisher mit ihrem freien Ende am Rahmen des Gurtschlossbringers an und stützte sich an diesem ab. Dabei kam es zu erhöhten Verschleißerscheinungen am Axiallager, wenn die Spindel vom Antrieb in Drehung versetzt worden ist, um das Gurtschloss zu bewegen.
Ein gattungsgemäßer Spindelantrieb für einen Gurtschlossbringer ist aus der DE 10 2011 011 777 A1 bekannt. Dieser hat ein motornahes Radiallager und ein motorfernes Radiallager und ein Fixierelement zur axialen Fixierung des motorfernen Radiallagers der Spindel im Rahmen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Spindelantrieb für einen Gurtschlossbringer mit einer verbesserten Axiallagerung der Spindel zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Fixierelement Teil eines Axiallagers der Spindel ist. Die Spindel des Spindelantriebs ist am Fixierelement, das zur Fixierung des Radiallagers der Spindel dient, zumindest teilweise axial gelagert. Dadurch wird vermieden, dass die Spindel axial direkt am Rahmen des Spindelantriebs anliegt, wodurch erhöhte Verschleißerscheinungen der Spindel auftreten. Das Fixierelement fixiert demnach weiterhin das Radiallager für die Spindel und ist gleichzeitig Teil des Axiallagers der Spindel im Rahmen.
Darüber hinaus weist das Fixierelement ein Lagerelement des Axiallagers der Spindel auf. Dies bietet den Vorteil, dass bei der Montage des Fixierelements für die Fixierung des Radiallagers automatisch das Lagerelement für das Axiallager montiert wird. Somit ist kein zusätzliches Bauteil für das Axiallager von Nöten, das den Aufwand beim Zusammenbau des Gurtschlossbringers zusätzlich erhöhen würde.
Zusätzlich ist die Spindel mit einer Lagerfläche versehen, die am Lagerelement des Fixierelements anliegt. Durch die Ausgestaltung einer Lagerfläche an der Spindel ist kein weiteres Bauteil nötig, welches zwischen Lagerelement und Spindel angebracht werden muss. Der Kontakt zwischen Spindel und Lagerelement des Fixierelements ist entsprechend unmittelbar.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Axiallager ein Spitzenlager. Die Ausgestaltung des Axiallagers als Spitzenlager ist besonders vorteilhaft, da ein Spitzenlager typischerweise sehr verschleiß- und reibungsarm ist, wodurch die Haltbarkeit des Spindelantriebs bzw. der axialen Spindellagerung verbessert wird.
Vorzugsweise weist die Spindel eine Lagerkugel auf, die am Lagerelement des Fixierelements anliegt. Dadurch können die Kosten reduziert werden, da es sich bei einer derartigen Lagerkugel um ein gehärtetes Standardteil handelt, und somit nicht die komplette Spindel gehärtet werden muss, was auch aus technischer Sicht problematisch wäre.
Insbesondere weist das Fixierelement mehrere Stege auf, die am Radiallager der Spindel anliegen. Dadurch ergibt sich eine verbesserte axiale Lagerung des Radiallagers, da dieses von mehreren Stegen gleichmäßiger beaufschlagt werden kann.
Darüber hinaus ist ein Fixierelement für einen Spindelantrieb der zuvor beschriebenen Art vorgesehen, mit einem Rahmenelement und mehreren Stegen zur Anfederung eines Radiallagers der Spindel, wobei wenigstens einer der Stege ein Lagerelement aufweist, das Teil des Axiallagers der Spindel ist. Die Anordnung des Lagerelements an einem der Stege, die das Radiallager anfedern, vereinfacht den Aufbau des Fixierelements und dessen Montage. Durch die Anfederung des Radiallagers der Spindel ist das Radiallager zudem axial spielfrei gelagert.
Vorzugsweise sind die Stege mit dem Rahmenelement einstückig ausgeführt. Dies vereinfacht die Fertigung, da keine Toleranzen bei der Montage auftreten, die sich negativ auf den Betrieb des Spindelantriebs auswirken könnten. Zudem ist durch die einstückige Ausführung gewährleistet, dass keine Montage der Stege am Rahmenelement durchzuführen ist und dafür benötigte Halte- bzw. Fixierungsmittel verwendet werden müssen.
Insbesondere sind die Stege relativ zu dem Rahmenelement elastisch verformbar. Durch diese elastische Verformbarkeit der Stege können die Stege das Radiallager der Spindel anfedern. Dies garantiert zudem, dass sich das Radiallager geringfügig aus seiner vorgesehenen Position verkippen kann, sofern eine entsprechende Last auf die Spindel ausgeübt wird, ohne Schäden am Fixierelement zu hinterlassen. Des Weiteren erhöht es den Toleranzspielraum bei der Fertigung der Einzelteile, da die Komponenten wie Spindel und Fixierelement nicht exakt aufeinander abgestimmt werden müssen.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Stege nach innen in Richtung zum Mittelpunkt des Fixierelements. Dies garantiert, dass die Spindel, die vom Fixierelement umschlossen ist, zentrisch gelagert werden kann, da die Stege zur axialen Anfederung des Radiallagers zum Mittelpunkt des Fixierelements verlaufen, wo die Spindel und das die Spindel umschließende Radiallager gelagert sind. Die Spindel liegt demnach auf der Mittelachse des Fixierelements.
Vorzugsweise befindet sich das Lagerelement in der Mitte des Fixierelements. Da die Spindel in der Mitte des Fixierelements angeordnet ist, und das axiale Lager mit dem Lagerelement des Fixierelements gebildet wird, ist es von Vorteil, wenn das Lagerelement in der Mitte des Fixierelements angeordnet ist. Die Spindel, die sich mittig durch das Fixierelement erstreckt, liegt somit axial am mittig angeordneten Lagerelement an. Die senkrechte Anordnung der Lagerfläche der Spindel zur Kontaktfläche des Lagerelements ist damit sichergestellt.
Insbesondere ist das Lagerelement einstückig mit einem der Stege ausgeführt. Die einstückige Ausführung des Lagerelements mit einem der Stege garantiert, dass keine unerwünschten Montagetoleranzen auftreten, die hinsichtlich der genauen Lagerung der Spindel von Nachteil sind.
Besonders bevorzugt ist das Lagerelement relativ zu dem Steg elastisch biegsam. Das bedeutet, dass das Lagerelement zwar einstückig mit einem der Stege ausgebildet sein kann, sich jedoch trotzdem relativ zu diesem Steg biegen lässt und am Rahmen anliegen kann, unabhängig von der Lage des Radiallagers und der Spindel.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Rahmenelement einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf und ist insbesondere ein Klemmring. Die Ausführung als Klemmring bietet den Vorteil, dass das Fixierelement geklemmt werden kann, wodurch ein sicherer Halt des Fixierelements gewährleistet ist.
Vorzugsweise besteht das Fixierelement aus Federstahl. Federstahl ist ein Material, das hinsichtlich der Verschleißbeständigkeit sehr gut geeignet ist, da es eine sehr hohe Festigkeit aufweist und somit für die Verwendung bei einem Axiallager besonders gut geeignet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Spindelantriebs in einem Gurtschlossbringers,
2 eine Schnittansicht einer Lagerung an einem Ende der Spindel des Spindelantriebs in einem Gurtschlossbringer von 1, und
3 eine Perspektivansicht eines Fixierelements, das bei der in 2 gezeigten Lagerung verwendet wird.
In 1 ist eine Schnittansicht eines Gurtschlossbringers 10 gezeigt, der einen Rahmen 12 aufweist. Im Rahmen 12 ist eine Spindel 14 gelagert, welche über einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben wird. Der Antrieb ist an einem ersten Ende 16 der Spindel 14 angeordnet. Am gegenüberliegenden Ende 18 ist die Spindel 14 am Rahmen 12 des Gurtschlossbringers 10 mit einer Lagerung 19 gelagert. Details der Lagerung 19 werden anhand der 2 erläutert.
In 2 ist eine Schnittansicht der Lagerung 19 der Spindel 14 am Ende 18 gezeigt. Bei der Lagerung 19 handelt es sich einerseits um ein Axiallager 20, das durch den Kontakt einer am Ende der Spindel 14 ausgeführten Lagerfläche 22 in Form einer gehärteten Lagerkugel 24 mit dem Rahmen 12 ausgebildet ist.
Andererseits weist die Lagerung 19 ein Radiallager 26 auf, das im Rahmen 12 radial gelagert ist. Zur Fixierung des Radiallagers 26 im Rahmen 12 ist ein Fixierelement 28 vorgesehen, welches zum Einen das Radiallager 26 anfedert und zum Anderen Teil des Axiallagers 20 ist. Das Fixierelement 28 ist dazu zwischen der Lagerkugel 24 und dem Rahmen 12 angeordnet.
Die Spindel 14 weist an dem einen Ende 18 die Lagerkugel 24 auf, die an einem Lagerelement 30 des Fixierelements 28 anliegt und sich über das Lagerelement 30 am Rahmen 12 abstützt. Durch die Ausgestaltung der Lagerfläche 22 der Spindel 14 als Lagerkugel 24 ist das Axiallager 20 als Spitzenlager ausgeführt, da nur ein Punktkontakt zwischen dem Lagerelement 30 und der Spindel 14 bzw. ihrer Lagerfläche 22 in Form der Lagerkugel 24 ausgebildet ist.
Das Fixierelement 28 verfügt weiterhin über Stege 32, die das Radiallager 26 der Spindel 14 anfedern und das Radiallager 26 gegen einen Anschlag 34 des Rahmens 12 axial beaufschlagen, so dass das Radiallager 26 axial spielfrei gelagert ist. Dazu sind die Stege 32 elastisch ausgebildet, um so das Anfedern des Radiallagers 26 zu ermöglichen.
Das Fixierelement 28 ist demnach für die Fixierung des Radiallagers 26 sowie als Teil des Axiallagers 20 im Rahmen 12 des Gurtschlossbringers 10 angeordnet.
Die 3 zeigt das Fixierelement 28, das bei der Lagerung 19 verwendet wird, in einer Perspektivansicht. Aus der Figur geht hervor, dass das Fixierelement 28 ein Rahmenelement 36 aufweist, an dem die Stege 32 angeordnet sind. Die Stege 32 erstrecken sich vom Rahmenelement 36 in die Mitte des Fixierelements 28. An einem der Stege 32 ist das Lagerelement 30 ausgebildet, das zur axialen Lagerung der Spindel 14 dient. Das Fixierelement 28 ist dabei einstückig ausgebildet, was bedeutet, dass das Lagerelement 30, die Stege 32 sowie das Rahmenelement 36 aus einem Material hergestellt sind, wodurch Toleranzen bei der Montage vermieden werden.
Das Lagerelement 30 ist dennoch an einem der Stege 32 biegsam angeordnet, so dass sich das Lagerelement 30 immer flächendeckend am Rahmen 12 des Gurtschlossbringers 10 befindet, unabhängig von der Lage des Radiallagers 26 bzw. der Spindel 14 und somit des Fixierelements 28.
Die Stege 32 selbst sind auch biegsam am Rahmenelement 36 angeordnet, was letztlich auch durch die Aussparungen 38 realisiert wird. Somit wird das axiale Anfedern des Radiallagers 26 gegen den Anschlag 34 ermöglicht bzw. verbessert.
Das Rahmenelement 36 selbst weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist dabei als Klemmring ausgestaltet. Dadurch kann das Fixierelement 28 klemmend mit dem Rahmen 12 verbunden werden, wodurch die Lagerung des Fixierelements 28 im Rahmen 12 verbessert wird. Das Fixierelement 28 wird dabei aufgrund seiner Elastizität zwischen Abstützflächen 40 des Rahmens 12 und dem Rahmen 12 selbst geklemmt.
Gemäß der Erfindung ist demnach einen Spindelantrieb, insbesondere für Gurtschlossbringer 10 für ein Sicherheitsgurtsystem eines Fahrzeugs geschaffen, der aufgrund der Ausgestaltung des Fixierelements 28 mit dem Lagerelement 30 eine höhere Widerstandsfähigkeit des axialen Lagers der Spindel 14 aufweist.

Claims

Spindelantrieb für einen Gurtschlossbringer (10) für ein Sicherheitsgurtsystem eines Fahrzeugs, mit einem Rahmen (12), einer Spindel (14), einem Radiallager (26) für die Spindel (14) und einem Fixierelement (28) zur axialen Fixierung des Radiallagers (26) der Spindel (14) im Rahmen (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (28) Teil eines Axiallagers (20) der Spindel (14) bildet, wobei das Fixierelement (28) ein Lagerelement (30) des Axiallagers (20) der Spindel (14) aufweist und wobei die Spindel (14) mit einer Lagerfläche (22) versehen ist, die am Lagerelement (30) des Fixierelements (28) anliegt.
Spindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (20) ein Spitzenlager ist.
Spindelantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (14) eine Lagerkugel (24) aufweist, die an dem Lagerelement (30) des Fixierelements (28) anliegt.
Spindelantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (28) mehrere Stege (32) aufweist, die am Radiallager (26) der Spindel (14) anliegen.
Fixierelement (28) für einen Spindelantrieb für einen Gurtschlossbringer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Rahmenelement (36) und mehreren Stegen (32) zur Anfederung eines Radiallagers (26) der Spindel (14), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Stege (32) ein Lagerelement (30) aufweist, das Teil des Axiallagers (20) der Spindel (14) ist.
Fixierelement (28) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (32) mit dem Rahmenelement (36) einstückig ausgeführt sind.
Fixierelement (28) nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (32) relativ zu dem Rahmenelement (36) elastisch verformbar sind.
Fixierelement (28) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (32) sich nach innen in Richtung zum Mittelpunkt des Fixierelements (28) erstrecken.
Fixierelement (28) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (30) sich in der Mitte des Fixierelements (28) befindet.
Fixierelement (28) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (30) einstückig mit einem der Stege (32) ausgeführt ist.
Fixierelement (28) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (30) relativ zu dem Steg (32) elastisch biegsam ist.
Fixierelement (28) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement (36) einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist und insbesondere ein Klemmring ist.
Fixierelement (28) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (28) aus Federstahl besteht.