DE102012207843B4 - Reversibler Gurtstraffer mit einem Elektromotor - Google Patents

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Abstract

Reversibler Gurtstraffer (22) mit einem Elektromotor (8) zur reversiblen Straffung eines Sicherheitsgurtes (15) eines Kraftfahrzeuges mit
-einem ersten aus dem Elektromotor (8) herausgeführten Wellenende (9), über welches der Elektromotor (8) während der reversiblen Straffung bewegungstechnisch unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
-aus dem Elektromotor (8) ein zweites Wellenende (10) herausgeführt ist, über welches der Elektromotor (8) zur Ausführung einer weiteren Funktion unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden oder verbindbar ist, wobei die Leistungsaufnahme des Elektromotors während der Ausführung der anderen Funktion gleich oder kleiner als die Leistungsaufnahme des Elektromotors während des Straffens ist, wobei
-zwischen dem ersten Wellenende (9) und dem Sicherheitsgurt (15) eine erste schaltbare Kupplung vorgesehen ist und
-zwischen dem zweiten Wellenende (10) und dem Sicherheitsgurt (15) eine zweite schaltbare Kupplung (11) vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen reversiblen Gurtstraffer mit einem Elektromotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Reversible Gurtstraffer werden im Allgemeinen in Sicherheitsgurtsystemen von Kraftfahrzeugen verwendet und dienen dazu, in einer Vorunfallphase vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt herauszuziehen, wodurch die Aufmerksamkeit des Insassen erhöht wird und der Insasse bei einer möglicherweise nachfolgenden Unfallsituation frühzeitiger an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt wird.
  • Der reversible Gurtstraffer umfasst einen herkömmlichen Gurtaufroller mit einer Gurtwelle, auf der der Sicherheitsgurt aufwickelbar ist, und einen Elektromotor, der die Gurtwelle bei einer Aktivierung zum Herausziehen der Gurtlose in Aufwickelrichtung antreibt. Da die Außenabmaße des Gurtstraffers aufgrund der in den modernen Fahrzeugen vorhandenen sehr beengten Bauraumverhältnisse kleiner als vorgegebene maximale Außenabmaße sein müssen, werden daher kleine Elektromotoren mit einer geringen Leistungsaufnahme und sehr hohen Drehzahlen von z.B. 15.000 U/min verwendet. Außerdem sind solche Elektromotoren verhältnismäßig kostengünstig in einer Großserie herstellbar. Ferner sind die Elektromotoren allgemein sehr einfach anzusteuern, so dass die Gurtkräfte in den sehr kurzen zur Verfügung stehenden Zeitspannen in der Vorunfallphase sehr genau gesteuert werden können und die Gurtkraft sprungartig auf das gewünschte Niveau erhöht werden kann.
  • Trotz der beschriebenen Vorteile bildet der Elektromotor einen wichtigen Kostenfaktor des reversiblen Gurtstraffers, so dass das Bestreben besteht, diesen außer für die eigentliche reversible Gurtstraffung zusätzlich für möglichst viele Funktionen zu nutzen.
  • Ferner weisen moderne Gurtaufroller Kraftbegrenzungseinrichtungen auf, welche im Unfall eine kraftbegrenzte Vorwärtsverlagerung des Insassen zur Begrenzung der Insassenbelastung ermöglichen. Dabei haben sich z.B. Torsionsstäbe als Kraftbegrenzungseinrichtungen bewährt, welche während der kraftbegrenzten Vorverlagerung plastisch um ihre Längsachse verformt werden. Ein Nachteil dieser Art von Kraftbegrenzungseinrichtungen ist, dass das Kraftbegrenzungsniveau konstant und nicht veränderbar ist. Da der Gurtaufroller auch für die Rückhaltung von sehr schweren Insassen ausgelegt werden muss, muss das Kraftbegrenzungsniveau auch für diese Insassen ausgelegt werden und damit entsprechend hoch gewählt werden. Daraus ergeben sich zwangsläufig Nachteile für sehr leichte Insassen, da diese aufgrund des hohen Kraftbegrenzungsniveaus mit einer sehr hohen Rückhaltekraft, also einer sehr hohen Insassenbelastung, zurückgehalten werden und dadurch den zur Verfügung stehenden Vorwärtsverlagerungsweg nicht ausnutzen. Ferner kann es für die verschiedenen Insassenpositionen sinnvoll sein, die Kraftbegrenzung für eine optimale Rückhaltung bei einer geringstmöglichen Insassenbelastung degressiv oder progressiv zu gestalten. Vor diesem Hintergrund wurden konstruktiv aufwendige Lösungen umgesetzt, um mehrere Kraftbegrenzungseinrichtungen zu kombinieren, so dass der Kraftbegrenzungsverlauf entsprechend ansteigend oder abfallend ist. Dabei können die Kraftbegrenzungseinrichtungen parallel oder auch in Reihe wirken, wodurch der Verlauf entsprechend eines vorbestimmten Verlaufs ausgelegt werden kann. Der durch die Kombination der verschiedenen Kraftbegrenzungseinrichtungen erreichte Kraftbegrenzungsverlauf ist anschließend nicht mehr veränderbar.
  • Ferner werden vor diesem Hintergrund auch geschwindigkeitsgeregelte Kraftbegrenzungseinrichtungen entwickelt, welche eine insassenabhängige und/oder eine impulsabhängige Kraftbegrenzungscharakteristik aufweisen.
  • Eine mögliche Ausbildung einer solchen geschwindigkeitsgeregelten Kraftbegrenzungseinrichtung umfasst z.B. ein Reibungselement, welches um eine feststehende Reibfläche gewickelt ist und mit einem ersten Ende mit einer Gurtwelle mittelbar oder unmittelbar bewegungstechnisch verbunden bzw. verbindbar ist. Das Kraftbegrenzungsniveau einer solchen Kraftbegrenzungseinrichtung kann dadurch verändert werden, indem die an dem freien zweiten Ende wirkende der Gurtauszugsbewegung entgegen gerichtete Zugkraft verändert wird.
  • Aus der DE 10 2008 025 977 B3 ist z.B. ein Gurtaufroller mit einer derartigen Kraftbegrenzungseinrichtung bekannt, welche durch eine an dem freien Ende angreifende schwenkbare Trägheitsmasse gesteuert wird. Die Trägheitsmasse ist über ein verhältnismäßig aufwendiges Koppelgetriebe mit dem Reibungselement verbunden und führt während des Unfalls eine trägheitsgesteuerte Bewegung aus, welche zu einer Erhöhung der Zugkraft an dem zweiten Ende führt. Damit kann das Kraftbegrenzungsniveau impulsabhängig gesteuert werden. Ein Nachteil der vorgeschlagenen Lösung ist neben dem aufwendigen konstruktiven Aufbau, dass bei dieser Lösung ein entsprechender Bauraum freigehalten werden muss, damit die Trägheitsmasse die Bewegung ausführen kann. Eine insassenabhängige Steuerung des Kraftbegrenzungsniveaus ist mit dieser Lösung nicht möglich.
  • Aus den Druckschriften DE 103 21 217 A1 , DE 202 07 786 U1 und DE 699 13 954 T2 sind jeweils reversible Gurtstraffer mit einem Elektromotor bekannt, welche neben einer Straffung des Sicherheitsgurtes zusätzlich auch noch eine Begrenzung der Straffkraft oder einen kraftbegrenzten Gurtbandauszug ermöglichen.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen reversiblen Gurtstraffer mit einem Elektromotor zu schaffen, bei dem der Elektromotor für möglichst viele Funktionen für eine optimale Rückhaltung des Insassen mit möglichst geringem Zusatzaufwand und möglichst geringen Zusatzkosten genutzt werden kann. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der tragenden Ansprüche 1 und 7 gelöst.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein reversibler Gurtstraffer mit einem Elektromotor zur reversiblen Straffung eines Sicherheitsgurtes eines Kraftfahrzeuges mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen:
    • -einem ersten aus dem Elektromotor herausgeführten Wellenende, über welches der Elektromotor während der reversiblen Straffung bewegungstechnisch unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist, wobei
    • -aus dem Elektromotor ein zweites Wellenende herausgeführt ist, über welches der Elektromotor zur Ausführung einer weiteren Funktion unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt verbunden oder verbindbar ist, wobei
    • -die Leistungsaufnahme des Elektromotors während der Ausführung der anderen Funktion bevorzugt gleich oder kleiner als die Leistungsaufnahme des Elektromotors während des Straffens ist, wobei
    • -zwischen dem ersten Wellenende und dem Sicherheitsgurt eine erste schaltbare Kupplung vorgesehen ist, und
    • -zwischen dem zweiten Wellenende und dem Sicherheitsgurt eine zweite schaltbare Kupplung vorgesehen ist.
  • Der Grundgedanke der Erfindung ist dabei darin zu sehen, dass ein zweites Wellenende aus dem Elektromotor herausgeführt ist, welches einen zweiten Bewegungspfad zwischen dem Sicherheitsgurt und dem Elektromotor schafft. Durch den zweiten Bewegungspfad kann der Elektromotor zu einer gänzlich anderen und zwar von der Straffbewegung unabhängigen Funktion genutzt werden. Dabei ist die andere Funktion vorzugsweise zeitlich vor oder nach dem Straffvorgang, so dass der Elektromotor zu einem Zeitpunkt immer nur zu einer Funktion, also entweder zum Straffen oder zu der anderen Funktion, genutzt wird. Ferner ist die Leistungsaufnahme des Elektromotors während der Ausführung der anderen Funktion bevorzugt gleich oder kleiner als die Leistungsaufnahme des Elektromotors während des Straffens, so dass es trotz der zusätzlichen Funktion nicht erforderlich ist, einen Elektromotor mit einer höheren Leistungsaufnahme zu verwenden.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass zwischen dem ersten Wellenende und dem Sicherheitsgurt eine erste schaltbare Kupplung und zwischen dem zweiten Wellenende und dem Sicherheitsgurt eine zweite schaltbare Kupplung vorgesehen ist. Unter dem Begriff „schaltbar“ soll im Sinne der Erfindung sowohl eine selbsttätige Schaltung als auch eine aktive durch ein externes Signal ausgelöste Schaltung verstanden werden. Durch die schaltbaren Kupplungen können die Bewegungspfade jeweils unterbrochen oder geschlossen werden, so dass die Funktionen unabhängig von dem Elektromotor zu- und abgeschaltet werden können.
  • Dabei ist es sinnvoll, dass die zweite Kupplung während der reversiblen Straffung des Sicherheitsgurtes geöffnet ist, so dass der Bewegungspfad der anderen Funktion zu diesem Zeitpunkt unterbrochen ist. Dadurch wird die Straffbewegung erstens nicht gestört, und es wird zweitens verhindert, dass die Bauteile des zweiten Bewegungspfades durch die Straffbewegung beschädigt werden. Dies ist besonders zweckmäßig, wenn die beiden Bewegungspfade für unterschiedliche Drehzahlen und Geschwindigkeiten ausgelegt sind.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass das erste und das zweite Wellenende miteinander verbunden sind, und die zweite Kupplung eine Reibungskupplung ist. Durch die Verbindung der Wellenenden ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Elektromotors, welcher sich von herkömmlichen in reversiblen Gurtstraffern verwendeten Gurtstraffern nur dadurch unterscheidet, dass die Welle des Elektromotors verlängert und an beiden Seiten des Elektromotors aus diesem herausgeführt ist. Damit drehen beide Wellenenden grundsätzlich mit derselben Drehzahl in dieselbe Richtung. In diesem Fall muss die Drehbewegung der Welle nach dem Ende der Straffbewegung schlagartig verändert und insbesondere auf eine geringere Drehzahl abgebremst werden, was mittels der vorgeschlagenen Reibungskupplung besonders einfach zu realisieren ist.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die erste Kupplung geöffnet ist, wenn der Elektromotor über die zweite Kupplung mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist. Dadurch wird verhindert, dass der Elektromotor während der Ausführung der anderen Funktion durch Teile des Bewegungspfades der Straffbewegung, wie z.B. ein Getriebe oder durch eine in Straffrichtung noch angekuppelte Gurtwelle, behindert oder sogar blockiert wird.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass das zweite Wellenende zur Steuerung einer steuerbaren Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist. Da der Elektromotor sehr einfach angesteuert werden kann und überdies sehr genaue Bewegungsabläufe mit unterschiedlichen Haltekräften realisiert werden können, ermöglicht der Elektromotor eine besonders gute und schnelle Ansteuerung der Kraftbegrenzungseinrichtung mit sehr genauen Kraftbegrenzungsverläufen.
  • Eine solche Ansteuerung ist besonders sinnvoll, wenn die Kraftbegrenzungseinrichtung ein um einen feststehenden Ansatz gewickeltes Reibungselement umfasst, welches bewegungstechnisch mit einem ersten Ende mit dem Sicherheitsgurt und mit einem zweiten Ende mit dem zweiten Wellenende verbindbar ist. Das Kraftbegrenzungsniveau einer solchen Kraftbegrenzungseinrichtung hängt von dem Umschlingungswinkel des Reibungselementes und von der an dem zweiten Ende des Reibungselementes wirkenden Zugkraft ab. Dabei können aufgrund der Reibungsgesetze schon durch geringe Zugkräfte sehr hohe Kraftbegrenzungsniveaus verwirklicht werden. Durch den mit dem zweiten Ende bewegungstechnisch verbundenen Elektromotor kann die der Auszugsbewegung entgegen gerichtete Haltekraft und damit das Kraftbegrenzungsniveau sehr einfach gesteuert werden. Dabei können zur Ansteuerung der Kraftbegrenzungseinrichtung sowohl insassenspezifische Daten als auch unfallspezifische oder fahrzeugspezifische Daten verwendet werden.
  • Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zur Steuerung eines reversiblen Gurtstraffers mit einem Elektromotor zur reversiblen Straffung eines Sicherheitsgurtes eines Kraftfahrzeuges mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen:
    • -einem ersten aus dem Elektromotor herausgeführten Wellenende, über welches der Elektromotor während der reversiblen Straffung bewegungstechnisch unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist, und
    • -einem aus dem Elektromotor herausgeführten zweiten Wellenende, über welches der Elektromotor zur Ausführung einer weiteren Funktion unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt verbunden oder verbindbar ist, wobei
    • -der Elektromotor entweder zum reversiblen Straffen des Sicherheitsgurtes oder zur Ausführung der anderen Funktion mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist, wobei
    • - zwischen dem Ende des reversiblen Straffens und dem Beginn der Ausführung der anderen Funktion eine Zeitspanne vorgesehen ist, wobei
    • -zur Übertragung der Drehbewegung des ersten Wellenendes und zur Übertragung der Drehbewegung des zweiten Wellenendes jeweils eine schaltbare Kupplung vorgesehen ist, und dass sowohl die erste als auch die zweite Kupplung in der Zeitspanne geschaltet werden.
  • Durch die vorgeschlagene Lösung kann der Elektromotor zu einer zusätzlichen Funktion verwendet werden, ohne dass dies Nachteile für den Straffvorgang zur Folge hat, da die Betätigung nicht zeitlich überlappend erfolgt. Sofern die zur Ausführung der anderen Funktion erforderliche Leistungsaufnahme nicht größer als die Leistungsaufnahme während des Straffens ist, ist es darüber hinaus nicht erforderlich, einen Elektromotor mit einer größeren Leistungsaufnahme zu verwenden, so dass die zusätzliche Funktion unter Verwendung eines Elektromotors mit einer unveränderten Leistungsaufnahme realisiert werden kann.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Ende des reversiblen Straffens und dem Beginn der Ausführung der anderen Funktion eine Zeitspanne vorgesehen ist. Durch die vorgesehene Zeitspanne ist es z.B. möglich, den Elektromotor auf eine niedrigere Drehzahl schlagartig herunter zu bremsen oder sogar gänzlich anzuhalten, damit er anschließend zu der anderen Funktion genutzt werden kann.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass zur Übertragung der Drehbewegung des ersten Wellenendes und zur Übertragung der Drehbewegung des zweiten Wellenendes jeweils eine schaltbare Kupplung vorgesehen ist, und dass sowohl die erste als auch die zweite Kupplung in der Zeitspanne geschaltet werden.
  • Dabei hat sich herausgestellt, dass die Zeitspanne wenigstens 20 ms betragen sollte, um die erforderlichen Maßnahmen zu ergreifen.
  • Insbesondere kann ferner ein irreversibler Gurtstraffer vorgesehen sein, welcher während der Zeitspanne aktiviert ist. Durch die Aktivierung des irreversiblen Gurtstraffers kann die Ankopplung des Insassen an die Fahrzeugverzögerung weiter verbessert werden, wobei in diesem Fall die sehr hohe Beschleunigung des irreversiblen Gurtstraffers zur Schaltung der ersten Kupplung zwischen dem Sicherheitsgurt und dem zweiten Wellenende genutzt werden kann. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, indem die erste schaltbare Kupplung eine Klinkenkupplung ist, deren Klinken bei der Aktivierung des Elektromotors zur Schaltung in Eingriff mit einer Verzahnung der Gurtwelle bzw. eines Antriebsrades gedrängt werden und durch den Antrieb der Gurtwelle über den irreversiblen Gurtstraffer mit der wesentlich höheren Drehzahl selbsttätig außer Eingriff gedrängt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
    • 1: einen erfindungsgemäßen reversiblen Gurtstraffer, und
    • 2: einen vergrößerten Ausschnitt des reversiblen Gurtstraffers, und
    • 3: einen zeitlichen Ablauf der Funktionen des reversiblen Gurtstraffers.
  • In der 1 ist ein Gurtaufroller 1 mit einem fahrzeugfest befestigbaren U-förmigen Rahmen 3 mit zwei sich gegenüber stehenden Schenkeln 4 und 5 und einer drehbar in Öffnungen der Schenkel 4 und 5 gelagerten Gurtwelle 2 zu erkennen. Auf der Gurtwelle 2 ist ein Sicherheitsgurt 15 aufwickelbar, welcher in bekannter Weise zur Rückhaltung eines Insassen in einem Fahrzeug vorgesehen ist.
  • An dem Rahmen 3 ist an der Außenseite des Schenkels 4 ein irreversibler Gurtstraffer 6 vorgesehen, welcher über ein nicht dargestelltes Antriebsrad mit der Gurtwelle 2 verbunden oder verbindbar ist und die Gurtwelle 2 bei einer Aktivierung schlagartig in Aufwickelrichtung antreibt und dadurch vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt herauszieht. Ferner ist an dem Rahmen 3 ein reversibler Gurtstraffer 22 vorgesehen, welcher einen Elektromotor 8 als Antriebseinrichtung umfasst. Der Elektromotor 8 weist ein erstes Wellenende 9 auf, das über ein Getriebe 7 mit der Gurtwelle 2 verbindbar ist. Das Getriebe 7 ist über eine erste schaltbare nicht dargestellte Kupplung mit der Gurtwelle 2 verbindbar, welche aus zwei bei einer Betätigung des Elektromotors 8 trägheitsbedingt und/oder reibungsbedingt zurückbleibenden und dabei nach außen ausfahrenden Klinken gebildet ist. Dabei steuern die Klinken in eine Innenverzahnung einer drehfest mit der Gurtwelle 2 verbundenen Kupplungsglocke ein, und schließen den Bewegungspfad zwischen dem ersten Wellenende 9 des Elektromotors 8 und der Gurtwelle 2 und dem darauf aufgewickelten Sicherheitsgurt 15. Die Klinken bilden aufgrund ihrer trägheits- bzw. reibungsbedingten Bewegung eine selbsttätig schaltende Kupplung, welche erst bei einer Betätigung des Elektromotors 8 geschlossen wird.
  • Sofern das Unfallgeschehen zum Zeitpunkt der Betätigung des reversiblen Gurtstraffers 22 nicht beendet ist und ein Aufprall nicht mehr zu vermeiden ist, wird der irreversible Gurtstraffer 6 aktiviert. Da der irreversible Gurtstraffer 6 die Gurtwelle 2 mit einer erheblich höheren Geschwindigkeit in Aufwickelrichtung antreibt, werden die Klinken selbsttätig wieder außer Eingriff gedrängt, so dass die erste Kupplung selbsttätig wieder geöffnet wird und der Bewegungspfad zwischen der Gurtwelle 2 und dem Elektromotor 8 über das Getriebe 7 daraufhin wieder unterbrochen wird.
  • Die Phase der Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers 22 ist in dem in der 3 dargestellten Zeitstrahl als PP gekennzeichnet. Der irreversible Gurtstraffer 6 wird zum Zeitpunkt tRP durch Zünden eines pyrotechnischen Treibsatzes aktiviert. Die Phase der Aktivierung des irreversiblen Gurtstraffers 6 ist als RP gekennzeichnet, während der Vorgang des außer Eingriffbringens der Klinken der ersten schaltbaren Kupplung mit CPL gekennzeichnet ist.
  • Ferner weist der Elektromotor 8 ein zweites herausgeführtes Wellenende 10 auf, welches drehfest mit dem ersten Wellenende 9 verbunden ist. Die Wellenenden 9 und 10 können selbstverständlich auch die Wellenenden ein und derselben Welle sein, so dass die Wellenenden 9 und 10 immer mit derselben Drehzahl drehen. Das zweite Wellenende 10 weist eine drehfest mit diesem verbundene Bremsscheibe 16 auf, welche in einer zweiten Kupplung 11 angeordnet ist. Da die zweite Kupplung 11 zum Zeitpunkt der ersten Aktivierung des Elektromotors 8 geöffnet ist, kann das zweite Wellenende 10 mit der Bremsscheibe 16 ungehindert drehen, so dass die reversible Straffbewegung nicht gestört wird.
  • Die zweite Kupplung 11 wird zeitgleich mit der Aktivierung des irreversiblen Gurtstraffers 6 geschlossen, was in der vorliegenden Ausführungsform durch das Freigeben eines federvorgespannten offenen Federringes 21 erfolgt, der sich daraufhin schlagartig zusammenzieht und ein oder mehrere Bremselemente 17 radial außen an die Bremsscheibe 16 anpresst. Da der Federring 21 und die Bremselemente 17 zum Zeitpunkt der Freigabe des Federringes 21 stillstehen, wird die Bremsscheibe 16 und dadurch auch das zweite Wellenende 10 zusammen mit dem Rotor des Elektromotors schlagartig abgebremst, und zwar in diesem Fall von 15.000 U/min auf wenige U/min innerhalb einer Bremszeit von weniger als 10 ms. Der Federring 21 und die Bremselemente 17 sind ihrerseits drehfest mit einem Gehäuse 24 verbunden, an dem eine Schraubenfeder 23 mit einem Ende eingehängt ist. Die Schraubenfeder 23 ist mit dem anderen Ende an einer Scheibe 25 eingehängt, an dem ein zweites Ende 20 eines Reibelementes 18 gehalten ist. Das Reibelement 18 ist hier als ein Seil ausgebildet, welches um einen feststehenden Ansatz 26 gewickelt ist. Das erste Ende 19 des Reibelementes 18 ist an einem Zahnrad 13 eingehängt, welches mit der äußeren Verzahnung in eine Verzahnung eines zweiten Zahnrades 12 eingreift. Das zweite Zahnrad 12 weist neben der äußeren Verzahnung, mit der es sich im Eingriff mit dem Zahnrad 13 befindet, eine nicht dargestellte Blockierverzahnung auf, in die eine ebenfalls nicht zu erkennende fahrzeugsensitiv oder gurtbandsensitiv ansteuerbare Blockierklinke zur Blockierung der Gurtwelle 2 in Gurtauszugsrichtung einsteuert.
  • Nach dem Schließen der zweiten Kupplung 11 durch Freigeben des Federringes 21 wird die Schraubenfeder 23 über das in Drehung versetzte Gehäuse 24 so weit verdreht, bis eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gehäuses 24 und der Scheibe 25 bzw. dem zweiten Ende 20 des Reibelementes 18 und dem zweiten Wellenende 10 geschaffen ist. Das Reibelement 18 bildet hier eine steuerbare Kraftbegrenzungseinrichtung, dessen Kraftbegrenzungsniveau durch die der Gurtauszugskraft entgegen gerichtete an dem zweiten Ende 20 wirkende Zugkraft gesteuert werden kann. Die Zugkraft an dem zweiten Ende 20 kann bei der vorliegenden Erfindung bei geschlossener Kupplung 11 durch den Elektromotor 8 gesteuert werden.
  • Die Kraftbegrenzungseinrichtung wird nach der Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers zunächst in eine Bereitschaftsstellung gebracht, indem der Elektromotor 8 zunächst abgebremst wird (Phase S 3), und anschließend die Kupplung 11 geschlossen wird (Phase C in Figur). Da der Bewegungspfad zwischen dem Elektromotor 8 und der Gurtwelle 2 durch das außer Eingriff Drängen der Klinken (Phase CPL in 3) (schaltbare erste Kupplung) aufgrund des Überholens des Antriebsrades des irreversiblen Gurtstraffers 6 in einer Frühphase der Aktivierung des irreversiblen Gurtstraffers 6 unterbrochen wird, kann die zweite schaltbare Kupplung 11 und damit der Bewegungspfad zwischen dem Elektromotor und der Gurtwelle 2 über die Kraftbegrenzungseinrichtung geschlossen werden, ohne dass die während der Aktivierung des irreversiblen Gurtstraffers 6 stattfindende Drehbewegung der Gurtwelle 2 in Aufwickelrichtung stören würde. Da die Gurtwelle 2 in dieser Phase noch nicht durch den Eingriff der Blockierklinke in die Innenverzahnung des Zahnrades 12 blockiert ist, ist der Bewegungspfad von dem zweiten Wellenende 10 zu der Gurtwelle 2 über die Kraftbegrenzungseinrichtung noch nicht vollständig geschlossen. Die Kraftbegrenzungseinrichtung befindet sich praktisch in einer Bereitschaftsstellung und wird automatisch aktiviert, wenn die Gurtwelle 2 in das Zahnrad 12 blockiert wird und die Gurtauszugskraft einen vorbestimmten Wert übersteigt, d.h. wenn die Gurtwelle 2 aufgrund der Überschreitung der durch die Kraftbegrenzungseinrichtung vorgegebenen Gurtauszugskraft beginnt in Gurtauszugsrichtung zu drehen. Der Zeitpunkt des Beginnes des Verriegelungsvorganges der Gurtwelle 2 ist in dem in der 3 gezeigten Diagramm als tLLZP gekennzeichnet. Nachdem die Gurtwelle 2 vollständig verriegelt ist und nachdem bestimmte nicht zu vermeidende Elastizitäten aus dem System herausgezogen sind, beginnt die Gurtwelle 2 in Gurtauszugsrichtung eine kraftbegrenzte Drehbewegung auf einem Kraftbegrenzungsniveau auszuführen, welches durch die von dem Elektromotor 8 auf das Ende 20 des Reibungselementes 18 ausgeübte Zugkraft gesteuert wird. Diese Phase ist mit kin.LL gekennzeichnet.
  • Die Zeitspanne dt zwischen der Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers 22 (PP) und der Aktivierung der steuerbaren Kraftbegrenzungseinrichtung (kin.LL) ist hier 20 ms, welche gleichzeitig oder wenigstens überlappend zu der Zeit der Aktivierung des irreversiblen Gurtstraffers 6 ist. Die Zeitspanne dt ist hier 20 ms und dient zum Öffnen des Bewegungspfades von dem Elektromotor 8 über das Getriebe 7 zu der Gurtwelle 2 und zum Schließen des Bewegungspfades von dem Elektromotor 8 über die Kraftbegrenzungseinrichtung bis zu dem Zahnrad 12.
  • In der 3 sind ferner die Phase der Gurteinzugsbewegung während der Aktivierung der Straffeinrichtungen mit I und die Phase der Gurtauszugsbewegung während der Aktivierung der steuerbaren Kraftbegrenzungseinrichtung mit II gekennzeichnet.
  • Der zeitliche Versatz zwischen der Verriegelung der Gurtwelle 2 zum Zeitpunkt tLLZP und dem Beginn der Gurtauszugsbewegung ist durch den Verriegelungsweg der Gurtwelle 2 und die Trägheiten des Systems zu erklären.

Claims (9)

  1. Reversibler Gurtstraffer (22) mit einem Elektromotor (8) zur reversiblen Straffung eines Sicherheitsgurtes (15) eines Kraftfahrzeuges mit -einem ersten aus dem Elektromotor (8) herausgeführten Wellenende (9), über welches der Elektromotor (8) während der reversiblen Straffung bewegungstechnisch unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass -aus dem Elektromotor (8) ein zweites Wellenende (10) herausgeführt ist, über welches der Elektromotor (8) zur Ausführung einer weiteren Funktion unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden oder verbindbar ist, wobei die Leistungsaufnahme des Elektromotors während der Ausführung der anderen Funktion gleich oder kleiner als die Leistungsaufnahme des Elektromotors während des Straffens ist, wobei -zwischen dem ersten Wellenende (9) und dem Sicherheitsgurt (15) eine erste schaltbare Kupplung vorgesehen ist und -zwischen dem zweiten Wellenende (10) und dem Sicherheitsgurt (15) eine zweite schaltbare Kupplung (11) vorgesehen ist.
  2. Reversibler Gurtstraffer (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass -die zweite Kupplung (11) während der reversiblen Straffung des Sicherheitsgurtes (15) geöffnet ist.
  3. Reversibler Gurtstraffer (22) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass -das erste und das zweite Wellenende (9,10) miteinander verbunden sind, und -die zweite Kupplung (11) eine Reibungskupplung ist.
  4. Reversibler Gurtstraffer (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass -die erste Kupplung geöffnet ist, wenn der Elektromotor über die zweite Kupplung (11) mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden ist.
  5. Reversibler Gurtstraffer (22) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass -das zweite Wellenende (10) zur Steuerung einer steuerbaren Kraftbegrenzungseinrichtung (14) vorgesehen ist.
  6. Reversibler Gurtstraffer (22) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass -die Kraftbegrenzungseinrichtung (14) ein um einen feststehenden Ansatz gewickeltes Reibungselement (18) umfasst, welches bewegungstechnisch mit einem ersten Ende (19) mit dem Sicherheitsgurt (15) und mit einem zweiten Ende (20) mit dem zweiten Wellenende (10) verbindbar ist.
  7. Verfahren zur Steuerung eines reversiblen Gurtstraffers (22) mit einem Elektromotor (8) zur reversiblen Straffung eines Sicherheitsgurtes (15) eines Kraftfahrzeuges mit -einem ersten aus dem Elektromotor (8) herausgeführten Wellenende (9), über welches der Elektromotor (8) während der reversiblen Straffung bewegungstechnisch unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden ist, und -einem aus dem Elektromotor (8) herausgeführten zweiten Wellenende (10), über welches der Elektromotor (8) zur Ausführung einer weiteren Funktion unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden oder verbindbar ist, wobei -der Elektromotor (8) entweder zum reversiblen Straffen des Sicherheitsgurtes oder zur Ausführung der anderen Funktion mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist, wobei -zwischen dem Ende des reversiblen Straffens (PP) und dem Beginn der Ausführung der anderen Funktion eine Zeitspanne (dt) vorgesehen ist wobei -zur Übertragung der Drehbewegung des ersten Wellenendes (9) und zur Übertragung der Drehbewegung des zweiten Wellenendes (10) jeweils eine schaltbare Kupplung (11) vorgesehen ist, und -dass sowohl die erste als auch die zweite Kupplung (11) in der Zeitspanne geschaltet werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne (dt) wenigstens 20 ms beträgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass -ein irreversibler Gurtstraffer (6) vorgesehen ist, welcher während der Zeitspanne (dt) aktiviert ist.
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