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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Gurtschloss für einen Sicherheitsgurt mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Es ist bekannt, Gurtschlösser für Sicherheitsgurte zu verschiedenen Zwecken mit Antriebseinrichtungen zu versehen, mit denen das Gurtschloss ausgefahren oder auch zurückgezogen werden kann. Sofern das Gurtschloss in der Sollposition z.B. schwer erreichbar ist, kann die Antriebseinrichtung zum Verfahren des Gurtschlosses aus der Sollposition in eine leichter zu erreichende Präsentierstellung vorgesehen sein. Außerdem ist es bekannt, das Gurtschloss in einer Vorunfallphase oder in einer Frühphase des Unfalls zum Herausziehen von vorhandener Gurtlose in dem Sicherheitsgurt der Sicherheitsgurteinrichtung schlagartig aus der Sollposition in eine Straffposition zurückzuziehen. Diese Straffbewegung kann sowohl irreversibel mit einem pyrotechnischen Antrieb oder einer vorgespannten Feder als auch reversibel mit einem Elektromotor als Antriebseinrichtung ausgebildet sein.
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Für den Fall, dass die Antriebseinrichtung durch einen Elektromotor gebildet ist, ist dieser als kleinbauender Elektromotor mit einer sehr hohen Drehzahl und einer sehr geringen Trägheit ausgelegt. Die hohe Drehzahl des Elektromotors ist deshalb zweckmäßig, da dadurch unter Zwischenschaltung eines entsprechenden Getriebes ausreichend hohe Kräfte realisiert werden können. Die geringe Trägheit des Elektromotors ist deshalb sinnvoll, da die hohe Drehzahl von mehreren tausend Umdrehungen pro Minute dadurch in einer sehr kurzen Zeit von wenigen Millisekunden erreicht werden kann. Eine mögliche Ausführungsform des Getriebes besteht darin, an dem Zugseil des Gurtschlosses eine Gewindemuffe vorzusehen, welche sich im Eingriff mit einer von dem Elektromotor angetriebenen Gewindespindel befindet. Da der Elektromotor die Gewindemuffe durch Drehbewegungen in unterschiedliche Drehrichtungen auch in unterschiedliche Richtungen bewegen kann, kann durch die Verwendung des Elektromotors als Antriebseinrichtung sowohl die Gurtschlossbringerfunktion als auch die Strafffunktion des Sicherheitsgurtes verwirklicht werden.
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Die Übertragung der Bewegung der Gewindemuffe auf das Gurtschloss erfolgt dabei dadurch, dass das Gurtschloss mit einem Zugseil verbunden ist, welches wiederum zugfest mit der Gewindemuffe verbunden ist. Da die Gewindemuffe hier sowohl zum Anschluss des Zugseils als auch zum Eingriff der Gewindespindel vorgesehen ist, muss der Elektromotor in einer vorbestimmten Ausrichtung angeordnet sein und das Zugseil aus einer vorbestimmten Richtung zugeführt werden.
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Aus der
DE 10 2004 017 457 A1 ist ferner ein Gurtschlossbringer bekannt, welcher einen Elektromotor umfasst, der über ein Getriebe eine drehbar gelagerte Rolle antreibt, deren Bewegung dann über ein Förderband oder einen Zahnriemen auf ein Bauteil mit einer Blockiereinrichtung übertragen wird, welches seinerseits über ein Übertragungsteil mit dem Gurtschloss verbunden ist. Durch den Zahnriemen können die Rolle und das angetriebene Bauteil mit der Blockiereinrichtung räumlich getrennt voneinander angeordnet werden.
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Daraus ergibt sich der Nachteil, dass die Übertragung von Druckkräften für eine kontrollierte Bewegung des Gurtschlosses während der Gurtschlossbringerfunktion besondere Führungsmaßnahmen für den Zahnriemen erfordert, da der Zahnriemen aufgrund seiner für die Umlenkung zwangsweise vorzusehenden Flexibilität dazu tendiert, während der Übertragung der Druckkräfte seitlich auszuknicken.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Antriebseinrichtung mit einem möglichst geringen Bauraumbedarf und einer hohen Funktionssicherheit zu schaffen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
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Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Halteteil einen in einer fahrzeugfest befestigbaren Führungsschiene geführten formstabilen Zahnstangenabschnitt aufweist, in welchen die Antriebsverzahnung eingreift.
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Der Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden, dass das Halteteil die Antriebsbewegung der Antriebsverzahnung aufgrund der Formstabilität des Zahnstangenabschnittes sowohl in Ausfahrrichtung als auch in Einzugsrichtung übertragen kann. Da das Halteteil im Bereich des Zahnstangenabschnittes ferner in der Führungsschiene geführt ist, erfolgt die Antriebsbewegung des Halteteils ferner kontrolliert in einem vorgegebenen Verlauf bzw. in einer vorgegebenen Richtung. Insgesamt kann die Antriebsbewegung des Halteteils und damit auch die Antriebsbewegung des Gurtschlosses gegenüber der im Stand der Technik bekannten Lösung erheblich verbessert und vereinfacht werden.
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Ferner wird die Antriebsbewegung aufgrund der Formstabilität des Zahnstangenabschnittes mit erheblich weniger Verlusten und direkter auf das Gurtschloss übertragen.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass das Halteteil mittels einer in Abhängigkeit von einer über das Gurtschloss ausgeübten Zugbeschleunigung blockierenden Blockiereinrichtung gegenüber der Führungsschiene blockierbar ist. Durch die Blockierung des Halteteils gegenüber der Führungsschiene kann die Antriebsverzahnung vor einer überhöhten Belastung im Rückhaltefall geschützt werden, da die Zugkräfte im Rückhaltefall über die Blockiereinrichtung und die Führungsschiene direkt in die Fahrzeugstruktur eingeleitet werden.
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Die Blockiereinrichtung kann dabei konstruktiv besonders einfach verwirklicht werden, indem die Blockiereinrichtung durch ein an dem Halteteil beweglich gelagertes erstes Blockierteil gebildet ist, und an der Führungsschiene eine erste Blockierverzahnung vorgesehen ist, in welche das Blockierteil zur Blockierung des Halteteils gegenüber der Führungsschiene einsteuert.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Führungsschiene im Querschnitt U-förmig mit zwei von einer Basisplatte hochstehenden, gegenüberliegenden Schenkeln ausgebildet ist, wobei das Halteteil mit dem Zahnstangenabschnitt mit einer von der Verzahnung des Zahnstangenabschnittes abgewandten Seitenfläche an der Basisplatte anliegt und zwischen den Schenkeln geführt ist. Das Halteteil wird damit im Bereich des Zahnstangenabschnittes durch die beiden Schenkel beidseitig geführt, wobei die Formgebung und der Verlauf der Schenkel gleichzeitig die mögliche Bewegungsrichtung einschränkt und vorgibt. Ferner liegt das Halteteil mit der von der Verzahnung abgewandten Seitenfläche an der Basisplatte an, so dass sie gegenüber den von der Antriebsverzahnung ausgeübten Druckkräften unterstützt wird.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass in diesem Fall die erste Blockierverzahnung in einem ersten Schenkel der Führungsschiene vorgesehen ist. Durch die vorgeschlagene Lösung wird das Halteteil seitlich zu der Verzahnung des Zahnstangenabschnittes blockiert, so dass die Verzahnungen des Zahnstangenabschnitts und der Antriebsverzahnung durch die Blockierung möglichst nicht belastet werden. Stattdessen werden die Blockierkräfte seitlich, möglichst parallel durch die Zahnflanken der Verzahnungen des Zahnstangenabschnittes und der Antriebsverzahnung in die Führungsschiene und darüber in die Fahrzeugstruktur eingeleitet. Dieser Vorteil kann weiter verbessert werden, indem an dem zweiten Schenkel, welcher dem ersten Schenkel gegenüber liegt eine zweite Blockierverzahnung vorgesehen ist, und die Blockiereinrichtung ein zweites Blockierteil aufweist, welches in die zweite Blockierverzahnung einsteuert, wobei eine ideale Kräfteverteilung dadurch erzielt werden kann, indem die erste und zweite Blockierverzahnung und das erste und zweite Blockierteil in Bezug zu der Bewegungsrichtung des Halteteils symmetrisch ausgebildet und angeordnet sind.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Halteteil im Bereich des Zahnstangenabschnittes wenigstens einen winklig vorstehenden Steg mit einer Führungsnut aufweist, und die Antriebsverzahnung durch ein rotarisch antreibbares Antriebszahnrad gebildet ist, welches in der Führungsnut geführt ist. Durch die vorgeschlagene Lösung wird das Antriebszahnrad in einer vorgegebenen Ausrichtung zu der Verzahnung des Zahnstangenabschnittes geführt, welche durch den Verlauf der Führungsnut zu dem Zahnstangenabschnitt definiert ist. Diese Führung des Antriebszahnrades ist insofern wichtig, da das Antriebszahnrad in jedem Fall auch bei größeren Kräften im Verzahnungseingriff mit dem Verzahnungsabschnitt des Zahnstangenabschnittes gehalten werden sollte. Dazu verläuft die Führungsnut vorzugsweise in einem konstanten Abstand und parallel zu der Verzahnung des Zahnstangenabschnittes.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass das Antriebszahnrad durch einen in getriebener Richtung selbsthemmenden Schneckenantrieb angetrieben wird. Durch die Selbsthemmung des Schneckenantriebes kann das Gurtschloss während kleinerer Belastungen und Beschleunigungen unterhalb der für die Aktivierung der Blockiereinrichtung vorgesehenen Auslöseschwelle in der vorgesehenen Position gehalten werden.
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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: ein Gurtschloss mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung;
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2: die Antriebseinrichtung in einer Schrägansicht;
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3: die Antriebseinrichtung in Sicht von unten und von der Seite; und
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4: die Einzelteile der Antriebseinrichtung.
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In der 1 ist ein durch eine gestrichelte Linie angedeutetes Gurtschloss 1 mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung 2 zu erkennen. Die Antriebseinrichtung 2 umfasst als Grundbauelemente bzw. Unterbaugruppen ein Halteteil 22, eine Führungsschiene 12, einen Elektromotor 25 und ein Getriebe 27.
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Das Halteteil 22 ist in der Führungsschiene 12 in Längsrichtung geführt und wird bei einer Aktivierung des Elektromotors 25 entlang der Längsrichtung der Führungsschiene 12 entweder ausgefahren oder zurückgezogen. In den 2 und 3 ist die Antriebseinrichtung 2 ohne das Gurtschloss 1 mit und ohne Elektromotor 25 in verschiedenen Ansichten zu erkennen.
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Das Halteteil 22 umfasst ein Beschlagteil 14, an dem das Gurtschloss 1 befestigt ist, und einen Schlitten 13, welcher zusammen mit dem Beschlagteil 14 in der Führungsschiene 12 verschiebbar ist, wie in der 4 zu erkennen ist. An dem Beschlagteil 14 sind zwei keilförmige Blockierteile 5 und 6 vorgesehen, welche über ein Federelement 29 in Richtung der das Halteteil 22 nicht blockierenden Stellung federbelastet sind. Die Blockierteile 5 und 6 stützen sich einerseits an dem Beschlagteil 14 und andererseits über eine Brücke 30 und über zwei Betätigungsfedern 31 an dem Schlitten 13 ab. Insgesamt kann der Verbund aus dem Schlitten 13 und dem Beschlagteil 14 bis zur Überwindung der Federkräfte der Betätigungsfedern 31 als ein Verbund angesehen werden. Der Schlitten 13 weist ferner einen mittigen, parallel zu der Längserstreckung des Schlittens 13 verlaufenden Zahnstangenabschnitt 3 mit einer Verzahnung 18 und zwei parallel zu dem Zahnstangenabschnitt 3 verlaufende, hochstehende Stege 19 und 21 auf. In den Stegen 19 und 21 ist jeweils eine parallel zu der Verzahnung 18 des Zahnstangenabschnitts 3 verlaufende Führungsnut 20 und 23 vorgesehen.
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Ferner ist der Elektromotor 25 mit dem Getriebe 27 in Form einer Getriebewelle mit einer Schnecke 28 und einer Antriebsverzahnung 15 in Form eines geradverzahnten Zahnrades vorgesehen. Die Getriebewelle steht über der Schnecke 28 im Verzahnungseingriff mit einem drehfest mit der Antriebswelle des Elektromotors 25 verbundenen Schneckenrad 26 und steht außerdem mit dem Antriebszahnrad im Verzahnungseingriff mit der Verzahnung 18 des Zahnstangenabschnittes 3. Das durch das Schneckenrad 26 und die Schnecke 28 gebildete Schneckengetriebe ist ein Winkelgetriebe, mit dem die Drehbewegung der Antriebswelle des Elektromotors 25 um 90 Grad umgelenkt wird. Die Drehbewegung des Getriebes 27 wird dann weiter über das Antriebszahnrad auf die Verzahnung 18 des Zahnstangenabschnitts 3 in eine lineare Ausfuhr- oder Einzugsbewegung des Halteteils 22 übertragen. Der Verzahnungseingriff des Antriebszahnrades und der Verzahnung 18 des Zahnstangenabschnittes 3 bilden dabei ebenfalls ein 90 Grad Umlenkgetriebe, so dass die Antriebsbewegung der Antriebswelle des Elektromotors 25 zweifach jeweils um 90 Grad umgelenkt wird und die Antriebswelle des Elektromotors 25 in etwa parallel zu der Längserstreckung der Verzahnung 18 des Zahnstangenabschnittes 3 ausgerichtet ist. Dadurch wird das Gurtschloss 1 zusammen mit dem Halteteil 22 bzw. dem Verbund aus dem Schlitten 13 und dem Beschlagteil 14 bei einer Aktivierung des Elektromotors 25 in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Elektromotors 25 in einer linearen Ausfahr- oder Einzugsbewegung entweder zurückgezogen oder ausgefahren. Dabei wird die Bewegung des Schlittens 13 gegenüber der Getriebewelle des Getriebes 27 dadurch ermöglicht, indem die Getriebewelle die Führungsnuten 20 und 23 der Stege 19 und 21 durchgreift, so dass der Schlitten 13 in Richtung der Führungsnuten 20 und 23 gegenüber der Getriebewelle bewegt werden kann.
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Die Führungsschiene 12 ist im Querschnitt U-förmig und als längliche Schiene mit zwei parallelen, von einer Basisplatte 11 hochstehenden Schenkeln 9 und 10 ausgebildet. An den einander zugewandten Innenseiten der Schenkel 9 und 10 ist jeweils eine Blockierverzahnung 7 und 8 vorgesehen, welche den an dem Halteteil 22 gehaltenen Blockierteilen 5 und 6 gegenüberliegen.
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Für den Fall, dass im Rückhaltefall eine sehr hohe Zugkraft von dem Gurtschloss 1 auf das Halteteil 22 übertragen wird, so führt dies zunächst dazu, dass das Beschlagteil 14 unter Überwindung der von den Betätigungsfedern 31 ausgeübten Federkräften gegenüber dem Schlitten 13 verschoben wird. Dadurch werden die Blockierteile 5 und 6 gegen die Federkraft des Federelementes 29 nach außen gedrängt und blockieren dadurch das Halteteil 22 durch einen Eingriff in den Blockierverzahnungen 7 und 8 der Schenkel 9 und 10 gegenüber der Führungsschiene 13. Dadurch wird das Halteteil 22 mit dem daran gehaltenen Gurtschloss 1 gegen eine weitere Auszugsbewegung blockiert.
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Insgesamt kann die Antriebsbewegung des Elektromotors 25 aufgrund des formstabilen Zahnstangenabschnittes 3 allein über das Getriebe 27 bewirkt und auf das Gurtschloss 1 übertragen werden, wobei die Führungsschiene 12 als feststehendes Teil zusätzlich zur Befestigung der Antriebseinrichtung 2 an dem Fahrzeug und zur Führung der Bewegung des Halteteils 22 dient. Weitere Bauteile sind zur Verwirklichung der Antriebsbewegung des Gurtschlosses 1 nicht erforderlich. Wichtig ist bei der vorgeschlagenen Antriebseinrichtung 2 ferner, dass die Blockiereinrichtung mit den zwei Blockierteilen 5 und 6 vorgesehen ist, welche das Halteteil 22 bzw. das Beschlagteil 14 gegenüber der Führungsschiene 12 im Lastfall blockiert, so dass die hohen Kräfte zur Rückhaltung des Insassen in keinem Fall auf das Getriebe 27 und den Elektromotor 25 einwirken und stattdessen direkt in die Fahrzeugstruktur eingeleitet werden.
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Ferner sind die Blockierteile 5 und 6 und die Blockierverzahnungen 7 und 8 in den Schenkeln 9 und 10 jeweils als feine Klemmverzahnungen ausgeführt, so dass sehr kurze Blockierwege realisiert und sehr große Kräfte aufgenommen werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004017457 A1 [0005]
