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Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Reversible Gurtstraffer werden in modernen Kraftfahrzeugen dazu verwendet, eventuell vorhandene Gurtlose in einer Vor-Unfallphase aus einem Sicherheitsgurt des Kraftfahrzeuges herauszuziehen und dadurch den Insassen in einem möglichen nachfolgenden Unfall möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung anzukoppeln. Zusätzlich wird der Insasse durch die Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers auf eine mögliche gefährliche Situation aufmerksam gemacht, sofern er diese noch nicht bemerkt haben sollte.
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Es hat sich bewährt, solche reversiblen Gurtstraffer mit Elektromotoren zu versehen, welche den Gurtaufroller während des reversiblen Straffens in Aufwickelrichtung antreiben, da die Elektromotoren besonders einfach anzusteuern sind. Da die Drehbewegung des Elektromotors umgelenkt und untersetzt werden muss, ist der Elektromotor über ein in einem Getriebegehäuse angeordnetes Getriebe über die Gurtwelle mit dem Gurtaufroller verbunden.
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Aus der
WO 03/099619 A2 ist zum Beispiel ein reversibler Gurtstraffer bekannt, welcher einen Elektromotor zum Antrieb des Gurtaufrollers aufweist. Die aus dem Elektromotor herausgeführte Welle befindet sich über ein Kronenradgetriebe mit einer Trägerwelle im Eingriff, welche mit einer Schneckenverzahnung tangential in eine Außenverzahnung der Gurtwelle eingreift.
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Der Gurtaufroller übernimmt dabei im Wesentlichen zwei Funktionen. Eine erste sogenannte Komfortfunktion dient beispielsweise dazu, Gurtlose herauszuziehen und das Einziehverhalten des Gurtes in einer Nicht-Gefahrensituation für den Insassen möglichst komfortabel zu steuern. Die zweite Funktion liegt in der eigentlichen Gurtstraffung (Pre-Pretensioning Funktion – PP-Funktion), die unmittelbar vor einem eventuell bevorstehenden Unfall ausgelöst wird, um den Insassen vor der Aktivierung einer Kraftbegrenzungseinrichtung des Gurtaufrollers in eine möglichst günstige Position zu bringen. Bei der PP-Funktion wird zwischen einer minimalen PP-Funktion und einer typischen PP-Funktion unterschieden. Bei einem Gurtstraffer mit typischer PP-Funktion wirkt ein höheres Drehmoment, so dass auch die Retraktionskraft erhöht ist und so der Insasse im Vergleich zu einer minimalen PP-Funktion schneller in eine für den Crashfall günstige Position gebracht wird. Ein Gurtstraffer mit der typischen PP-Funktion erfordert damit einen leistungsstärkeren Elektromotor als ein Gurtstraffer mit der minimalen PP-Funktion. Durch diese verschiedenen Varianten können Mengeneffekte einer Großserienfertigung weniger gut genutzt werden, was zu höheren Stückkosten führt.
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Aus der
US 2001/0017330 A1 ist ein reversibler Gurtstraffer mit einem Gurtaufroller bekannt, bei dem eine Gurtaufwickelwelle in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei beidseitig an dem Gehäuse je eine Getriebeeinheit mit einem Elektromotor angeordnet ist.
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Aus der
US 2001/0004997 A1 ist ein reversibler Gurtstraffer mit einem ersten und einem zweiten Elektromotor bekannt, wobei der erste Elektromotor dazu eingerichtet ist, den Gurt aufzuwickeln und vorzustraffen, ohne dass der angeschnallte Passagier ein Druckgefühl durch den Gurt verspürt und der zweite Elektromotor ein größeres Drehmoment als der erste Elektromotor aufbringen kann und den Gurt mit einer für den Passagier deutlich spürbaren Kraft strafft.
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Aus der
WO 2009/003698 A1 ist ein reversibler Gurtstraffer bekannt, bei dem ein erstes Vorstraffungsniveau im angeschnallten Zustand eines Passagiers erreicht wird und bei einem von einem externen Sensor detektierten Signal eine weitere Straffung des Gurtes erfolgt.
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Aus der
DE 10 2008 042 892 A1 ist ein Strafferantrieb für einen Gurtstraffer zum Straffen eines um eine Wickelwelle aufwickelbaren Sicherheitsgurtes bekannt, bei dem ein Elektromotor über eine Abtriebswelle mit der Wickelwelle über ein einstufiges Getriebe drehfest verbindbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen reversiblen Gurtstraffer bereitzustellen, der bei gleichbleibender oder gesteigerter Sicherheit kostengünstiger zu fertigen ist.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch einen reversiblen Gurtstraffer mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, dass eine Anschlusseinrichtung für einen zweiten Elektromotor vorgesehen ist. Durch die Anschlusseinrichtung kann zusätzlich zu dem ersten Elektromotor der zweite Elektromotor an dem Gurtstraffer angeschlossen werden. Eine Basisvariante des Gurtstraffers kann dadurch gebildet werden, dass nur der erste Elektromotor angeschlossen ist und der Gurtstraffer so nur die Komfortfunktion und die minimale PP-Funktion erfüllt. Eine erweiterte Variante des Gurtstraffers kann durch Anschluss des zweiten Elektromotors an der Anschlusseinrichtung gebildet werden. Die erweiterte Variante bietet neben der Komfortfunktion und der minimalen PP-Funktion auch eine typische PP-Funktion. Vorzugsweise bleibt dabei – bis auf die Erweiterung um den zweiten Elektromotor – der Rest des Gurtstraffers im Vergleich zu der Basisvariante unverändert. Der Vorteil dieses modularen Aufbaus liegt darin, dass der Gurtstraffer nur durch die Ergänzung des zweiten Elektromotors von einer Basisvariante zu einer erweiterten Variante umgerüstet werden kann. Durch den Mengeneffekt in der Produktion lassen sich damit die Stückkosten reduzieren.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Anschlusseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Drehbewegung des zweiten Elektromotors auf den Gurtaufroller zu übertragen. Es wird so sichergestellt, dass die Leistung des zweiten Elektromotors sowohl für die Komfortfunktion als auch für die PP-Funktionen genutzt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist die Anschlusseinrichtung so angeordnet, dass eine Rotationsachse des ersten Elektromotors parallel zu einer Rotationsachse des zweiten Elektromotors ausgerichtet ist. Durch diese parallele Anordnung der Rotationsachsen kann ein besonders einfacher Aufbau realisiert werden. Vorzugsweise sind die Rotationsachsen des ersten und zweiten Elektromotors orthogonal zu einer Rotationsachse des Gurtaufrollers ausgerichtet.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Anschlusseinrichtung so angeordnet ist, dass die Rotationsachsen des ersten und des zweiten Elektromotors identisch sind. Bei dieser Ausführungsform können die Elektromotoren so angeordnet werden, dass die aus den Elektromotoren herausragenden Wellen eine gemeinsame Welle bilden. Der zweite Elektromotor kann so ohne zusätzliches Getriebe an die Basisvariante des Gurtstraffers angeschlossen werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass im Bereich der Anschlusseinrichtung ein Adapterelement zum Verschließen des Getriebegehäuses anbringbar ist. Für den Fall, dass der zweite Elektromotor nicht an der Anschlusseinrichtung angeschlossen ist, wird das Adapterelement durch ein Verschlusselement gebildet. Das Verschlusselement verschließt das Getriebegehäuse zuverlässig, so dass keine Verunreinigungen in den Innenraum eindringen können und so die Funktionalität nicht negativ beeinträchtigt werden kann. Für den Fall, dass der zweite Elektromotor an der Anschlusseinrichtung angeschlossen ist, wird das Adapterelement durch ein Aufnahmeelement gebildet. Das Aufnahmeelement kann beispielsweise zur Lagerung des zweiten Elektromotors dienen und/oder ein erweitertes Getriebegehäuse bilden, so dass der Innenraum vor Verunreinigungen geschützt wird. Vorzugsweise wird das Adapterelement durch eine formschlüssige Verbindung an dem Getriebegehäuse befestigt; dies kann beispielsweise über eine Steckverbindung erfolgen. Es ist jedoch auch eine Befestigung mit alternativen Befestigungsmitteln möglich.
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Vorzugsweise sind im Falle eines angeschlossenen zweiten Elektromotors der erste und der zweite Elektromotor identisch. Durch die Verwendung von identischen, d. h. baugleichen, Elektromotoren können bessere Mengeneffekte erzielt werden und so die Stückkosten gesenkt werden.
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Weiter vorzugsweise sind im Falle eines angeschlossenen zweiten Elektromotors der erste und zweite Elektromotor elektrisch parallel geschaltet. Es kann so sichergestellt werden, dass bei einem Ausfall eines Elektromotors der jeweils andere Elektromotor mit Energie versorgt wird und damit zumindest die Komfortfunktion und die minimale PP-Funktion aufrechterhalten werden kann. Durch die Redundanz der Elektromotoren kann damit die Wahrscheinlichkeit für einen Systemausfall minimiert werden, womit sich die Sicherheit für den Insassen erhöht.
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Es wird vorgeschlagen, dass im Falle eines angeschlossenen zweiten Elektromotors der erste und zweite Elektromotor unabhängig voneinander steuerbar sind. Es kann damit eine vereinfachte Steuersoftware verwendet werden, die sich in der einfachsten Ausführungsform auf das Ein- bzw. Ausschalten der Elektromotoren beschränkt. So kann durch das Einschalten nur eines Elektromotors die Komfortfunktion bzw. die minimale PP-Funktion umgesetzt werden. Bei Aktivierung des ersten und des zweiten Elektromotors wird die typische PP-Funktion erreicht. Alternativ kann die Steuerung auch so eingerichtet sein, dass der erste und/oder zweite Elektromotor in bestimmten Leistungsstufen betrieben wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anschlusseinrichtung dazu eingerichtet, das Antriebselement zusätzlich durch den zweiten Elektromotor anzutreiben. Durch die Übertragung der Drehbewegung des zweiten Elektromotors über das ohnehin vorhandene Antriebselement kann der Eingriff in die Basisvariante des Gurtstraffers auf ein Minimum reduziert werden. Dadurch kann ein Großteil der Komponenten der Basisvariante auch dann verwendet werden, wenn der zweite Elektromotor an die Anschlusseinrichtung angeschlossen ist. Es können so auch hier Mengeneffekte genutzt werden und damit geringere Stückkosten erzielt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebselement durch eine Schneckenwelle gebildet. Durch die Verwendung einer Schneckenwelle ergibt sich eine besonders kompakte Bauform des Gurtstraffers. Die Schneckenwelle wird vorzugsweise an einer Welle angeordnet, die durch die aus dem ersten und zweiten Elektromotor herausragenden Wellen gebildet ist; es kann sich hierbei auch nur um eine einzige Welle handeln. Über die Schneckenwelle wird ein Schneckenrad angetrieben und damit die Rotationsbewegung des ersten und zweiten Elektromotors in die Rotationsachse des Gurtaufrollers übertragen. Durch dieses Getriebe können die Elektromotoren bestmöglich in der Nähe des Retraktorschwerpunktes angeordnet werden, so dass das Schwingungsverhalten im Betrieb optimiert ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass steifigkeitserhöhende Befestigungsmittel, z. B. Abstützbleche, bei der Befestigung des Gurtstraffers an der Fahrzeugstruktur, z. B. an der B-Säule, entfallen können.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers mit einem Elektromotor;
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2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers mit zwei Elektromotoren in einer ersten Ansicht; und
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3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers mit zwei Elektromotoren in einer zweiten Ansicht.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers. In einem Getriebegehäuse 4 ist ein erster Elektromotor 1 angeordnet, aus dem stirnseitig eine Welle 2 herausragt. Die Welle 2 ist drehfest mit einem Antriebselement 3 verbunden, wobei das Antriebselement vorzugsweise durch eine Schneckenwelle 11 gebildet ist. Das Antriebselement 3 greift in ein Getriebe 5, so dass die Rotationsbewegung des Antriebselements 3 auf das Getriebe 5 übertragen wird. Das Getriebe 5 wird in der dargestellten Ausführungsform durch ein Schneckenrad gebildet, was zur Folge hat, dass eine Rotationsachse 8 des ersten Elektromotors 1, der Welle 2 und des Antriebselements 3 orthogonal zu einer Rotationsachse 12 des Getriebes 5 ausgerichtet ist. Die Welle 2, das Antriebselement 3 und das Getriebe 5 sind gegenüber dem Getriebegehäuse 4 drehbar gelagert. Das Getriebegehäuse 4 ist in den 1 bis 3 zum Zweck einer besseren Darstellbarkeit geöffnet dargestellt; im eingebauten Zustand ist das Getriebegehäuse 4 jedoch geschlossen. Ferner weist das Getriebe 5 eine zentrale Öffnung 13 mit einer Nut 14 auf, über die eine nicht gezeigte Gurtwelle drehfest mit dem Getriebe 5 verbindbar ist. Die Rotationsbewegung des ersten Elektromotors 1 kann so über die Welle 2, das Antriebselement 3 und über das Getriebe 5 auf die Gurtwelle übertragen werden.
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Des Weiteren zeigt 1 ein Adapterelement 10, das vorzugsweise über eine formschlüssige Verbindung 15 mit dem Getriebegehäuse 4 verbunden ist. Die Verbindung 15 wird vorzugsweise über Vorsprünge gebildet, die in Hinterschneidungen des Getriebegehäuses 4 eingreifen. Das Adapterelement 10 dient in diesem Fall als Verschlusselement, um das Getriebegehäuse 4 gegenüber der Umwelt zu verschließen. Vorzugsweise kann das Adapterelement 10 in diesem Fall auch dazu dienen, die Schneckenwelle 11 gegenüber dem Getriebegehäuse 4 drehbar zu lagern.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der neben dem ersten Elektromotor 1 an einer Anschlusseinrichtung 6 ein zweiter Elektromotor 7 vorgesehen ist. Die Anschlusseinrichtung 6 ist vorzugsweise durch einen Endabschnitt der Schneckenwelle 11 bzw. des Antriebselements 3 gebildet, weiter vorzugsweise durch einen Wellenabschnitt, der drehfest mit der Schneckenwelle 11 bzw. mit dem Antriebselement 3 verbunden ist. Das Adapterelement 10 dient bei dieser Ausführungsform vorzugsweise dazu, den zweiten Elektromotor 7 zu lagern. Ferner umschließt das Adapterelement 10 in diesem Fall den zweiten Elektromotor 7 zumindest teilweise, so dass kein Schmutz in das Innere des Getriebegehäuses 4 gelangen kann.
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Die in 1 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform in 2 dadurch, dass an der Anschlusseinrichtung 6 der zweite Elektromotor 7 angeschlossen ist. Die Übertragung der Rotationsbewegung von dem Antriebselement 3 bis zu der Gurtwelle ist jedoch identisch. Der erste und zweite Elektromotor 1 und 7 sind vorzugsweise so angeordnet, dass deren Rotationsachsen 8 und 9 identisch sind; des Weiteren sind die Rotationsachsen 8 und 9 vorzugsweise orthogonal zu der Rotationsachse 12 des Getriebes 5 ausgerichtet.
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Bei dem ersten und zweiten Elektromotor 1 und 7 handelt es sich vorzugsweise um Elektromotoren identischer Bauart. Vorzugsweise werden die beiden Elektromotoren 1 und 7 durch eine elektrische Parallelschaltung mit Energie versorgt und sind unabhängig voneinander steuerbar. Es kann so beispielsweise zum Erreichen der Komfortfunktion bzw. der minimalen PP-Funktion nur der erste oder nur der zweite Elektromotor 1 oder 7 aktiviert werden, so dass vorzugsweise innerhalb von 150 ms eine Retraktorkraft von ca. 100 N erreicht werden kann. Sobald beide Elektromotoren aktiviert sind, ist eine typische PP-Funktion möglich und es kann vorzugsweise innerhalb von 160 ms eine Retraktorkraft von ca. 280 N erreicht werden. Durch die Aktivierung nur eines Elektromotors 1 oder 2 kann auch eine minimale PP-Funktion realisiert werden, so dass hier durch die redundant angeordneten Elektromotoren 1 und 7 eine erhöhte Sicherheit erreicht wird. Die Steuerung kann dafür beispielsweise so eingerichtet sein, dass bei einem Ausfall eines Elektromotors 1 oder 7 zumindest der jeweils andere aktiviert wird, so dass in jedem Fall die minimale PP-Funktion erfüllt werden kann.
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3 zeigt die zweite Ausführungsform der Erfindung aus einer zweiten Perspektive. Es ist hierbei im Detail die Befestigung der Elektromotoren 1 und 7 über vorzugsweise vier Befestigungselemente 16 an dem Getriebegehäuse 4 zu erkennen; ein Elektromotor 1 oder 7 wird dabei vorzugsweise durch zwei Befestigungselemente 16 mit dem Getriebegehäuse drehfest 4 verbunden.
