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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einem ersten Elektromotor für eine Sicherheitsgurteinrichtung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Gurtaufroller in Sicherheitsgurteinrichtungen von Kraftfahrzeugen dienen im Allgemeinen dazu, einen zur Rückhaltung eines Insassen vorgesehenen Sicherheitsgurt zu spannen. Ferner dienen Gurtaufroller dazu, den Sicherheitsgurt beim Abschnallen in eine Parkposition aufzuwickeln und bei einem Überschreiten vorgegebener Grenzwerte der Gurtbandauszugsbeschleunigung und/oder der Fahrzeugverzögerung gegen weiteren Gurtbandauszug zu blockieren. Zum Blockieren des Sicherheitsgurtes müssen dazu verschiedene Sensoreinrichtungen und eine durch die Sensoreinrichtungen ansteuerbare Blockiereinrichtung vorgesehen werden. Ferner können Gurtaufroller zusätzlich mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung versehen sein, welche bei einem blockierten Sicherheitsgurt und Überschreiten einer vorgegebenen Auszugskraft einen kraftbegrenzten Auszug des Sicherheitsgurtes zur Verringerung der Insassenbelastung ermöglicht. Die Insassenbelastung kann ferner weiter verringert werden, indem die Gurtaufroller mit einer reversiblen oder irreversiblen Straffeinrichtung versehen werden, welche in einer Vorunfallphase oder einer Frühphase eines Unfalles vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt herausziehen, so dass der Insasse zu einem früheren Zeitpunkt an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt wird, und der zur Verfügung stehende Vorverlagerungsweg des Insassen vergrößert wird. Dabei ist die Straffkraft von reversiblen Straffeinrichtungen in der Regel geringer und wird z.B. über einen Elektromotor erzeugt, der über eine Kupplung mit der Gurtwelle des Gurtaufrollers verbindbar ist. Der Elektromotor wird bei reversiblen Straffeinrichtungen in einer Vorunfallphase zur Reduzierung der Gurtlose angesteuert, wobei die Gurtkraft für den Fall, dass nachfolgend kein Unfall eintritt, durch eine Deaktivierung des Elektromotors anschließend wieder gesenkt wird. Irreversible Straffeinrichtungen weisen bevorzugt einen pyrotechnischen Treibsatz auf und straffen den Sicherheitsgurt bei ihrer einmaligen Auslösung mit einer größeren Straffkraft in einer Frühphase eines nicht mehr zu vermeidenden Unfalles. Irreversible Straffeinrichtungen müssen demnach im Gegensatz zu reversiblen Straffeinrichtungen nach einer Aktivierung ausgetauscht werden.
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Die Verwendung eines Elektromotors in reversiblen Gurtstraffern hat den Vorteil, dass der Elektromotor zur Auslösung der Straffbewegung sehr einfach über ein Signal angesteuert und aktiviert werden kann. Ferner kann die Straffbewegung sehr einfach gesteuert werden.
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Ein Nachteil der Verwendung eines Elektromotors ist, dass durch den Elektromotor die Herstellkosten erhöht werden. Aus diesem Grunde ist es erstrebenswert, den Elektromotor für so viele Funktionen wie möglich zu nutzen. So ist es z.B. bekannt, den Elektromotor zusätzlich zur Erhöhung der Rückzugskraft beim Aufwickeln des Sicherheitsgurtes in die Parkposition zu nutzen. Ferner ist es bekannt, den Elektromotor zusätzlich zu Komfortzwecken zur Veränderung der Rückzugskraft einer Triebfeder in dem Gurtaufroller zu nutzen.
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Ein solcher Gurtaufroller ist z.B. aus der
DE 199 27 731 C2 und der
DE 43 32 205 A1 bekannt. Zur Verwirklichung der verschiedenen Funktionen muss zwischen dem Elektromotor und der Gurtspule zusätzlich eine Kupplung vorgesehen sein, welche den Elektromotor bei einer Aktivierung mit der Gurtspule verbindet. Die Kupplung selbst ist hier durch eine Reibungskupplung gebildet, welche die Drehverbindung bei einer Aktivierung des Elektromotors selbsttätig herstellt und bei einer Deaktivierung des Elektromotors durch eine Drehbewegung der Gurtspule in Auszugsrichtung selbsttätig wieder aufhebt.
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Ferner ist aus der
WO 2007/022 913 A1 ein Gurtaufroller mit einem Sensor zur Ermittlung der Federspannung bekannt. Der Sensor umfasst hier einen in ein Innengewinde der Gurtwelle eingreifenden Schaltstift, welcher bei einer Drehung der Gurtwelle gegenüber einem Näherungssensor ein- und ausgefahren wird.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2007 049 663 A1 ist ein Gurtaufroller mit einem Torsionsstab bekannt, bei dem ein Ende des Torsionsstabes über eine Gewindemuffe festlegbar ist. Die Gewindemuffe greift in ein Innengewinde eines Anschlagselementes ein und wird bei einer Drehung nach seiner vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen gegenüber dem Anschlagselement blockiert.
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Außerdem ist aus der
DE 10 2011 119 343 A1 ein Gurtaufroller mit einem reversiblen Gurtstrafferantrieb bekannt, bei dem zwischen dem Antrieb und der Gurtwelle eine Fliehkraftkupplung vorgesehen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller mit einem ersten Elektromotor für eine Sicherheitsgurteinrichtung eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, welcher einen konstruktiv weiter vereinfachten Aufbau haben soll, und in dem der erste Elektromotor für weitere Funktionen genutzt werden kann.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Gurtaufroller mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kupplung einen Gewindespindeltrieb mit einer Gewindespindel und einer Gewindemuffe umfasst, wobei die Gewindespindel in ein Gewinde der Gewindemuffe eingreift, wobei die Gewindemuffe aufgrund des Gewindeeingriffs der Gewindespindel durch eine rotatorische Antriebsbewegung des Elektromotors zu einer Bewegung in Richtung der Längsachse der Gewindespindel antreibbar ist, wobei ein erster Anschlag zur Begrenzung der Längsbewegung der Gewindemuffe gegenüber der Gewindespindel vorgesehen ist, wobei der erste Elektromotor und die Gurtspule durch die an dem ersten Anschlag zur Anlage gelangende Gewindemuffe in eine Drehverbindung bringbar sind.
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Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass die Drehverbindung durch den Antrieb des Elektromotors selbst hergestellt werden kann, indem die Gewindemuffe durch die Aktivierung des Elektromotors gegen den Anschlag gefahren wird. Das Schließen der Kupplung kann damit aktiv herbeigeführt oder auch aktiv verhindert werden, indem der Elektromotor die Gewindemuffe entweder aktiv gegen den Anschlag bewegt oder, oder indem der Elektromotor die Gewindemuffe bei einer Drehung der Gurtspule aktiv mitdreht, so dass sie bewusst nicht zur Anlage an dem ersten Anschlag gelangt. Das Schließen und Öffnen der Kupplung kann damit durch die Stellung der Gewindemuffe gesteuert werden, welche wiederum durch den Elektromotor gesteuert werden kann. Damit kann der Elektromotor zusätzlich zur Steuerung der Kupplung und damit zusätzlich zur Blockierung des Sicherheitsgurtes genutzt werden. Eine bisher erforderliche Blockiereinrichtung kann dadurch entfallen, wodurch der konstruktive Aufbau vereinfacht und die Herstellkosten des Gurtaufrollers gesenkt werden können.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Gewindemuffe eine im Querschnitt unrunde Außengeometrie aufweist, und eine Aufnahme vorgesehen ist, in der die Gewindemuffe drehfest um ihre Längsachse längsverschieblich geführt ist. Durch die vorgeschlagene Lösung kann die Längsbewegung der Gewindemuffe durch eine Drehung der Aufnahme gegenüber der Gewindespindel oder auch durch eine Drehung der Gewindespindel gegenüber der Aufnahme erzwungen werden, wichtig ist nur, dass die Aufnahme und die Gewindespindel zum Verschieben der Gewindemuffe eine Relativdrehbewegung zueinander ausführen. Da eines der beiden Teile drehfest mit der Gurtspule und das andere Teil drehfest mit dem Elektromotor verbunden oder verbindbar ist, kann die Längsbewegung der Gewindemuffe bei einer Drehbewegung der Gurtspule oder auch im Stillstand der Gurtspule durch die Aktivierung des Elektromotors gesteuert werden. Die unrunde Außengeometrie der Gewindemuffe dient dabei zu einer formschlüssigen Abstützung der Gewindemuffe in der Aufnahme zur Herstellung einer Drehverbindung zwischen der Aufnahme und der Gewindemuffe.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Gewindespindel von dem ersten Elektromotor zu einer rotatorischen Drehbewegung um ihre Längsachse antreibbar ist, und die Aufnahme an der Gurtspule angeordnet ist. Die Gurtspule dient dadurch zur Führung der Gewindemuffe und zur direkten Krafteinleitung über die Gewindemuffe, während die Gewindespindel z.B. über ein Getriebe von dem ersten Elektromotor angetrieben wird.
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Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Aufnahme von dem ersten Elektromotor zu einer rotatorischen Drehbewegung um ihre Längsachse antreibbar ist, und die Gewindespindel an der Gurtspule angeordnet ist.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Aufnahme wenigstens zwei Freischnitte aufweist, welche eine begrenzte Drehbewegung der Gewindemuffe gegenüber der Aufnahme bei der Bewegung der Gewindemuffe in Richtung des ersten Anschlages ermöglichen. Durch die Freischnitte und die dadurch geschaffene Bewegungsmöglichkeit kann eine weiche Anschlagsbewegung der Gewindemuffe zur Anlage an dem Anschlag verwirklicht werden, durch die Belastungen der beteiligten Bauteile während dieser Bewegung kontinuierlich statt sprungartig ansteigen. Dabei wird die Gewindemuffe während der Bewegung in Richtung des Anschlages mit einer zunehmenden Klemmkraft an dem Anschlag festgelegt, so dass das übertragbare Drehmoment ansteigt. Sofern z.B. nur ein geringes Drehmoment zu übertragen ist, wird die Gewindemuffe gegen den Anschlag verfahren und nur um einen geringen Drehwinkel zur Erzeugung der erforderlichen Klemmkraft gegenüber dem Anschlag verdreht. Sofern ein größeres Drehmoment übertragen werden muss, wird die Gewindemuffe um einen größeren Drehwinkel gegenüber dem Anschlag verdreht, so dass die Klemmkraft und das übertragbare Drehmoment entsprechend erhöht werden. Ferner wird durch die Freischnitte der Vorteil erreicht, dass sich die Gewindemuffe beim Lösen der Kupplung sehr schnell wieder von dem Anschlag löst und die Verbindung dadurch sehr schnell wieder aufgehoben wird.
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Dabei konnten gute Ergebnisse hinsichtlich der Klemmbewegung und der Lösebewegung einschließlich der damit verbundenen Belastungen der Bauteile erzielt werden, indem die Freischnitte in Bezug zu der Mittenlängsachse der Aufnahme diametral angeordnet sind. Die Freischnitte sind ferner bevorzugt formidentisch und in Umfangsrichtung gleichgerichtet ausgebildet.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Gurtspule zweiteilig aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil ausgebildet ist, wobei der Sicherheitsgurt auf dem ersten Teil aufwickelbar ist, und zwischen dem ersten und dem zweiten Teil eine Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist, und die Aufnahme oder die Gewindespindel an dem zweiten Teil angeordnet sind. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung dadurch im Kraftfluss zwischen dem ersten Teil der Gurtspule, auf dem der Sicherheitsgurt aufwickelbar ist, und dem Elektromotor angeordnet ist, so dass die an dem Anschlag zur Anlage gelangende Gewindemuffe in einem ersten Schritt die weitere Drehbewegung der Gurtspule in Auszugsrichtung blockiert und die Kraftbegrenzungseinrichtung bei einem weiteren Ansteigen der Gurtauszugskraft und Übersteigen des durch die Kraftbegrenzungseinrichtung definierten Kraftbegrenzungsniveaus aktiviert wird.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Gewindemuffe zweiteilig aus einer ersten Hälfte und einer zweiten Hälfte gebildet ist, so dass die Gewindemuffe durch Aufsetzen der Hälften auf die Gewindespindel montiert werden kann. Damit muss die Gewindespindel nicht in die Gewindemuffe eingedreht werden und damit nicht von einer Seite zugänglich sein. Ferner können die beiden Hälften durch ein durch Freischnitte in der Aufnahme ermöglichtes Verspannen gegeneinander und in das Gewinde der Gewindespindel verpresst oder verklemmt werden, wodurch die übertragbare Kraft vergrößert werden kann.
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Dabei kann die Aufnahme bevorzugt derart bemessen sein, dass die beiden Hälften zumindest eine geringfügige Trennbewegung voneinander ausführen können. Die Aufnahme ist damit bewusst etwas größer als die Außengeometrie der aus den beiden Hälften zusammengesetzten Gewindemuffe ausgebildet, so dass die beiden Hälften eine geringfügige Trennbewegung zueinander ausführen können, wodurch die beiden Hälften bewusst voneinander und von der Gewindespindel gelöst werden können. Dabei können die beiden Hälften von dem Gewinde der Gewindespindel gelöst oder auch in dieses hinein gepresst und mit der Gewindespindel verspannt werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die erste und die zweite Hälfte halbschalenförmig mit einer Kehle ausgebildet sind, wobei in der Kehle jeweils ein Innengewinde vorgesehen ist, und wenigstens in einer der Kehlen einer der beiden Hälften eine in der zusammengesetzten Stellung der beiden Hälften an eine Teilungsebene der beiden Hälften angrenzende, gewindefreie Ausnehmung vorgesehen ist. Die beiden Hälften sind jeweils mit einer Kehle versehen, welche jeweils in Längserstreckung der Hälften verlaufen und im Querschnitt einen 180 Grad Bogen bilden. In diesen Kehlen ist jeweils ein Innengewinde vorgesehen, welche sich in der zusammengesetzten Stellung der beiden Hälften ergänzen. Ferner ist in wenigstens einer der Hälften eine gewindefreie Ausnehmung in einer der Kehlen vorgesehen, welche derart angeordnet ist, dass sie in der zusammengesetzten Stellung die Teilungs- oder Trennebene der beiden Hälften trennt. Die Ausnehmung bildet praktisch eine Art Trennung der beiden Innengewinde, durch welche ein Freiraum im Übergang der beiden Gewinde geschaffen wird. Durch den Freiraum bzw. die gewindefreie Ausnehmung kann zusätzlich verhindert werden, dass die Gewindemuffe in der Anschlagstellung verklemmt.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Gewindesteigung des Gewindespindeltriebes derart ausgerichtet ist, dass die Gewindemuffe bei deaktiviertem ersten Elektromotor und einer Drehbewegung der Gurtspule in Auszugsrichtung des Sicherheitsgurtes zur Anlage an dem ersten Anschlag gelangt. Durch die vorgeschlagene Lösung kann der Gewindespindeltrieb mit der Gewindemuffe zusätzlich als Blockiereinrichtung für eine gurtbandauszugsbeschleunigungssensitive Blockierung der Gurtspule genutzt werden. Der Elektromotor ist dazu bewusst deaktiviert, so dass das diesem zugeordnete Teil, also die Aufnahme oder die Gewindespindel, als feststehend anzusehen ist und das jeweils andere, der Gurtspule zugeordnete Teil bei einer Drehung der Gurtspule mitdreht und bis die Gewindemuffe zur Anlage an dem ersten Anschlag gelangt. Die weitere Drehung der Gurtspule in Auszugsrichtung ist dann durch die an dem Anschlag anliegende Gewindemuffe blockiert. Dabei kann der Blockierwinkel der Gurtspule bzw. die zur Blockierung der Gurtspule erforderliche Gurtauszugslänge dadurch beeinflusst werden, indem die Gewindemuffe durch den Elektromotor vorher oder während des Blockiervorganges zusätzlich relativ zu der Gewindespindel oder umgekehrt verdreht wird und die Gewindemuffe dadurch in eine andere Position verfahren oder nachgefahren wird.
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Dabei kann der erste Elektromotor die Gewindemuffe im angelegten Zustand des Sicherheitsgurtes bevorzugt auf einen Abstand zu dem Anschlag steuern, so dass die Gewindemuffe nach einem Auszug des Gurtbandes von maximal 50 mm zur Anlage an dem ersten Anschlag gelangt.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der erste Elektromotor in Abhängigkeit von dem Signal einer die Fahrzeugverzögerung detektierenden Sensoreinrichtung ansteuerbar ist, und der erste Elektromotor die Gewindemuffe bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Fahrzeugverzögerung zur Anlage an dem ersten Anschlag verfährt. Durch die vorgeschlagene Lösung kann die bisher erforderliche, in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung ansteuerbare Blockiereinrichtung einschließlich der zugehörigen mechanischen Sensoreinrichtung entfallen. Die Blockierung der Gurtspule wird stattdessen aktiv dadurch bewirkt, indem der Elektromotor beim Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Fahrzeugverzögerung, was z.B. durch eine Sensoreinrichtung in einer Fahrdynamikeinheit (ESP) detektiert werden kann, angesteuert wird und die Gewindemuffe daraufhin gegen den Anschlag verfährt und die Gurtspule gegen eine weitere Drehbewegung in Gurtauszugsrichtung blockiert.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der erste Elektromotor in Abhängigkeit von einem Signal einer eine Unfallvorsituation detektierenden Sensoreinrichtung ansteuerbar ist, und der erste Elektromotor die Gewindemuffe bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Fahrzeugverzögerung zur Anlage an dem ersten Anschlag verfährt, und anschließend die Gurtspule über die an dem ersten Anschlag anliegende Gewindemuffe in Aufwickelrichtung antreibt. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung kann der erste Elektromotor zusätzlich als reversibler Gurtstraffer verwendet werden.
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Insgesamt kann die vorgeschlagene Kupplung mit dem Gewindespindeltrieb und der verfahrbaren Gewindemuffe demnach sowohl zum Antrieb der Gurtspule als zur Blockierung der Gurtspule verwendet werden. Die vorgeschlagene Kupplung ermöglicht damit einen im Extremfall vollelektronischen Gurtaufroller, bei dem ein und dieselbe Kupplung zur Blockierung der Gurtspule und zur Schaffung einer Drehverbindung des Elektromotors mit der Gurtspule für weitere Funktionen wie z.B. reversible Gurtstraffung, Aufwickeln des Sicherheitsgurtes in die Parkposition oder zur Veränderung der Rückzugskraft der Triebfeder genutzt werden kann.
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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 Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers mit einer zweiteiligen Gurtspule; und
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2: eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers mit einer einteiligen Gurtspule; und
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3: eine Schnittdarstellung des Gurtaufrollers aus der 1 mit einer blockierten Gurtspule; und
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4: eine Schnittdarstellung des Gurtaufrollers aus der 1 mit einer nicht-blockierten Gurtspule; und
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5: einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit einem ersten und einem zweiten Elektromotor; und
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6 bis 10: eine zweiteilige Gewindemuffe mit einer Aufnahme und einer Gewindespindel in Einzelteilen und in verschiedenen Stellungen.
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In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller mit einer zweiteiligen Gurtspule 3 und einem Rahmen 4 zu erkennen. Der Rahmen 4 ist U-förmig mit zwei gegenüberliegenden Schenkeln ausgebildet, wobei in den Schenkeln jeweils eine Öffnung ist, in denen die Gurtspule 3 nach der Montage drehbar gelagert ist. Ferner ist eine Federkassette 7 vorgesehen, welche außenseitig an einem der Schenkel befestigt wird und eine Triebfeder aufweist, die sich mit ihrem äußeren Ende an der Federkassette 7 abstützt und mit dem inneren Ende mit der Gurtspule 3 verbunden ist, so dass die Triebfeder durch eine Drehbewegung der Gurtspule 3 in Gurtauszugsrichtung gespannt und die Gurtspule 3 durch die vorgespannte Triebfeder in Gurteinzugsrichtung federbelastet wird. Die Gurtspule 3 ist zweiteilig mit einem ersten Teil 6 und einem zweiten Teil 19 ausgebildet, wobei zwischen den beiden Teilen 6 und 19 der Gurtspule 3 eine Kraftbegrenzungseinrichtung 5 in Form eines plastisch verformbaren Torsionsstabes vorgesehen ist. Das erste Teil 6 der Gurtspule 3 dient zum Aufwickeln eines nicht dargestellten Sicherheitsgurtes, und das zweite Teil 19 ist zum Blockieren der Gurtspule 3 gegenüber dem Rahmen 4 des Gurtaufrollers vorgesehen. Die Kraftbegrenzungseinrichtung 5 wird dann dadurch aktiviert, indem die Gurtspule 3 in einem ersten Schritt über das zweite Teil 19 blockiert wird und die Gurtauszugskraft anschließend in einem zweiten Schritt ein durch die Kraftbegrenzungseinrichtung 5 definiertes Kraftbegrenzungsniveau übersteigt.
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Ferner ist ein nur in der 5 zu erkennender erster Elektromotor 1 vorgesehen, welcher über ein erstes Getriebe 26 und eine schaltbare Kupplung 18 mit der Gurtspule 3 verbindbar ist. Die schaltbare Kupplung 18 ist durch einen Gewindespindeltrieb verwirklicht und umfasst eine an dem zweiten Teil 19 angeordnete Gewindespindel 11 und eine in einer Aufnahme 12 eines Antriebsrades 13 längsverschieblich geführte Gewindemuffe 8, wie in den 3 und 4 zu erkennen ist. Die Gewindemuffe 8 ist zweiteilig mit einer ersten Hälfte 9 und einer zweiten Hälfte 10 ausgebildet, welche in den 6 bis 9 in einer Schnittdarstellung zu erkennen sind. Die beiden Hälften 9 und 10 der Gewindemuffe 8 sind an ihren Außenseiten unrund ausgebildet, indem sie an einer Seite jeweils eine Abflachung 29 und 30 aufweisen. Die beiden Hälften 9 und 10 weisen ferner jeweils an ihren Innenseiten eine Kehle mit einem Teilabschnitt eines in der 9 zu erkennenden Gewindes 27 auf, welche derart geformt sind, dass sie sich in der zusammengesetzten Stellung der beiden Hälften 9 und 10 zu einem Innengewinde ergänzen. Die beiden Hälften 9 und 10 der Gewindemuffe 8 werden von außen auf die Gewindespindel 11 aufgesetzt, bevor das Antriebsrad 13 mit der Aufnahme 12 in Axialrichtung über die Gewindemuffe 8 und die Gewindespindel 11 von außen aufgeschoben wird. Anschließend wird noch eine Abdeckung 20 von außen angesetzt, in der die Gewindespindel 11 zusätzlich mit einem Lagerzapfen gelagert ist.
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Der erste Elektromotor 1 ist über das erste Getriebe 26 mit dem Antriebsrad 13 verbunden. Bei einer Aktivierung des ersten Elektromotors 1 wird das Antriebsrad 13 über die schaltbare Kupplung 18 mit der Gurtspule 3 verbunden. Dabei wird das Antriebsrad 13 mit der darin in der Aufnahme 12 drehfest gehaltenen Gewindemuffe 8 gegenüber der mit dem zweiten Teil 19 der Gurtspule 3 verbundenen und nicht angetriebenen Gewindespindel 11 verdreht. Aufgrund des in das Gewinde der Gewindespindel 11 eingreifenden Gewindes 27 der Gewindemuffe 8 wird die Gewindemuffe 8 dabei zu einer Längsbewegung in Richtung der Längsachse der Gewindespindel 11 angetrieben, bis sie an einem ersten Anschlag 14 des zweiten Teils 19 der Gurtspule 3 zur Anlage gelangt und anschließend nicht weiter verschoben werden kann, wie in der 3 zu erkennen ist. Die Gewindemuffe 8 ist dadurch auf Block gezogen und stellt eine weitere Drehbewegung des Antriebsrades 13 über eine reibschlüssige Klemmverbindung über den ersten Anschlag 14 mit dem zweiten Teil 19 der Gurtspule 3 her. Diese Anschlagstellung der Gewindemuffe 8 kann auch als die „Geschlossenstellung der schaltbaren Kupplung“ bezeichnet werden. Wird der erste Elektromotor 1 zu einer Drehbewegung in die andere Richtung aktiviert, so wird die Gewindemuffe 8 aus der Geschlossenstellung in Richtung eines zweiten Anschlags 15 verfahren, welcher in der 4 zu erkennen ist. Die Gewindemuffe 8 kann damit durch die Aktivierung des ersten Elektromotors 1 zwischen den beiden Anschlägen 14 und 15 verfahren werden. Dabei ist die Gewindemuffe 8 in der Aufnahme 12 des Antriebsrades 13 verschieblich und durch eine formschlüssige Verbindung drehfest um die Längsachse der Gewindespindel 11 geführt, so dass die Gewindemuffe 8 durch den Antrieb des Antriebsrades 13 mitgenommen wird. In dem vorliegenden Beispiel wird die Aufnahme 12 und darüber die Gewindemuffe 8 angetrieben, während die Gewindespindel 11 als feststehend anzusehen ist. Alternativ kann selbstverständlich auch die Gewindespindel 11 angetrieben werden und die Gewindemuffe 8 festgehalten werden, wodurch die Gewindemuffe 8 ebenfalls zu der Längsbewegung angetrieben wird. Jedenfalls kann das Schließen und Öffnen der schaltbaren Kupplung 18 aktiv durch den ersten Elektromotor 1 gesteuert werden.
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In der 2 ist eine alternative Ausführungsform mit einer einteiligen Gurtspule 3 zu erkennen. Die Aufnahme 12, in der die Gewindemuffe 8 drehfest und längsverschieblich geführt ist, ist hier in der einteiligen Gurtspule 3 angeordnet, und die Gewindespindel 11 ist drehfest mit dem Antriebsrad 13 verbunden. Damit wird in diesem Fall die Gewindespindel 11 durch den nicht dargestellten ersten Elektromotor 1 über das Antriebsrad 13 zu einer Drehbewegung um ihre Längsachse angetrieben und verschiebt dadurch die Gewindemuffe 8 in der Aufnahme 12, in Richtung eines nicht zu erkennenden ersten Anschlages 14 in der Gurtspule 3.
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Durch die vorgeschlagene Erfindung ist es möglich, die bisher vorgesehene Blockierung der Gurtspule 3 in Gurtauszugsrichtung bei einem Überschreiten einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung (CS-Blockierung) allein dadurch zu verwirklichen, indem die Gewindemuffe 8 durch den ersten Elektromotor 1 aktiv gegen den ersten Anschlag 14 auf Block gefahren wird. Der erste Elektromotor 1 wird dann anschließend festgelegt, indem er deaktiviert wird oder weiter in die Richtung bestromt wird, dass die Gewindemuffe 8 gegen den ersten Anschlag 14 gedrängt wird. Damit wird das von der Gurtspule 3 ausgeübte weitere Drehmoment aufgrund der über den Sicherheitsgurt ausgeübten Zugkraft über die Gewindemuffe 8, die Aufnahme 12 und schließlich den ersten Elektromotor 1 und den Rahmen 4 in die Fahrzeugstruktur eingeleitet. Der Verriegelungsweg und die Verriegelungszeit der Gurtspule können dabei verkürzt werden, indem die Gewindemuffe 8 im Normalgebrauch des Gurtaufrollers vor dem Signal zur Blockierung der Gurtspule 3 aktiv in Richtung des ersten Anschlages 14 verschoben wird. Ferner können der Verriegelungsweg und die Verriegelungszeit auch auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden, indem die Position der Gewindemuffe 8 durch eine Sensoreinrichtung abgefragt und durch den ersten Elektromotor 1 durch eine Nachführung der Gewindemuffe 8 auch während der normalen Drehbewegungen der Gurtspule 3 in Einzugs- und Auszugsrichtung des Sicherheitsgurtes auf einen vorbestimmten Abstand zu dem ersten Anschlag 14 geregelt wird.
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Ferner ist die Gewindesteigung des Gewindespindeltriebes so ausgerichtet, dass die Gewindemuffe 8 beim Stillstand des ersten Elektromotors 1 und einer Drehbewegung der Gurtspule 3 in Auszugsrichtung gegen den ersten Anschlag 14 bewegt wird. Damit wird die Gurtspule 3 automatisch nach einem durch den Abstand der Gewindemuffe 8 und die Gewindesteigung definierten Verriegelungsweg gegen einen weiteren Gurtauszug blockiert. Für den Fall, dass das Überschreiten einer vorbestimmten Gurtbandauszugsbeschleunigung mittels einer geeigneten Sensoreinrichtung detektiert wird, kann damit der erste Elektromotor 1 bewusst deaktiviert oder nicht aktiviert werden, so dass die Drehbewegung der Gurtspule 3 zu einer Verschiebung der Gewindemuffe 8 gegen den ersten Anschlag 14 führt und die Gurtspule 3 blockiert wird. Damit kann auch die Blockierung der Gurtspule 3 in Abhängigkeit von dem Überschreiten der vorbestimmten Gurtbandauszugsbeschleunigung (WS-Blockierung) durch das Verfahren der Gewindemuffe 8 gegen den ersten Anschlag 14 verwirklicht werden. Dabei kann die Gewindemuffe 8 auch in diesem Fall durch eine aktive Regelung über den ersten Elektromotor 1 während des Normalgebrauchs in gleicher Weise wie bei der CS-Blockierung durch Mitdrehen der Gewindemuffe 8 in eine vorbestimmte Position zu dem ersten Anschlag 14 positioniert werden, so dass die Gurtspule 3 zum Beispiel nach einem Gurtbandauszugsweg von maximal 50 mm blockiert wird.
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Ferner kann der erste Elektromotor 1 auch in einer Vorunfallphase oder in einer Frühphase eines Unfalles angesteuert werden, so dass er die Gewindemuffe 8 zuerst gegen den ersten Anschlag 14 auf Block verfährt und dadurch an die Gurtspule 3 ankoppelt. Anschließend kann der erste Elektromotor 1 die Gurtspule 3 über die geschlossene Kupplung 18 zum Herausziehen von vorhandener Gurtlose in Aufwickelrichtung antreiben. Dadurch kann eine reversible Straffung in verschiedenen Phasen verwirklicht werden, wobei die Straffkraft in der Vorunfallphase bevorzugt geringer als in der Frühphase des Unfalles ist.
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In der 5 ist eine weitere Weiterentwicklung der Erfindung zu erkennen, bei der an dem Gurtaufroller neben dem ersten Elektromotor 1 ein zweiter Elektromotor 2 vorgesehen ist, der über ein zweites Getriebe 25 mit der Gurtspule 3 verbunden oder über eine zweite nicht zu erkennende zweite Kupplung mit der Gurtspule 3 verbindbar ist. Der zweite Elektromotor 2 ist leistungsstärker als der erste Elektromotor 1 ausgeführt und zur Vorstraffung des Sicherheitsgurtes vorgesehen, während der erste Elektromotor 1 in diesem Fall allein zur Blockierung der Gurtspule 3 vorgesehen ist. Dabei kann das erste Getriebe 26 bevorzugt auch selbsthemmend ausgebildet sein, so dass das von der Gurtspule 3 ausgeübte Drehmoment wenigstens zum Teil über das erste Getriebe 26 abgefangen und der erste Elektromotor 1 entsprechend entlastet wird.
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In den 6 bis 10 sind die Gewindemuffe 8, die Aufnahme 12 und die Gewindespindel 11 vergrößert als Einzelteile zu erkennen. Die Gewindemuffe 8 ist durch zwei halbschalenförmige Hälften 9 und 10 gebildet, welche von außen auf die Gewindespindel 11 aufgesetzt werden. Die beiden Hälften 9 und 10 weisen jeweils eine Abflachung 29 und 30 auf und ergeben in der zusammengesetzten Stellung eine Gewindemuffe 8 mit einer unrunden Außengeometrie 21. Die Aufnahme 12 weist eine in der Form an die unrunde Außengeometrie 21 der Gewindemuffe 8 angepasste Innengeometrie 22 auf, welche bei einer Drehbewegung der Gewindespindel 11 in Pfeilrichtung B und einer dadurch bedingten Bewegung der Gewindemuffe 8 gegen den ersten Anschlag 14 eine formschlüssige Abstützung der Gewindemuffe 8 in der Aufnahme 12 im Umfangsrichtung ermöglicht. Ferner weist die Aufnahme 12 zwei diametral angeordnete Freischnitte 23 und 24 auf, welche während der Blockierbewegung der Gewindemuffe 8 eine geringfügige Verdrehbewegung der Gewindemuffe 8 gegenüber der Aufnahme 12 und damit ein Verspannen der Gewindemuffe 8 gegenüber der Aufnahme 12, gegenüber dem ersten Anschlag 14 und gegenüber der Gewindespindel 11 ermöglichen. Die beiden Hälften 9 und 10 der Gewindemuffe 8 weisen jeweils eine Kehle 33 auf, in denen sie mit einem Innengewinde 27 versehen sind, welche sich durch an die Teilungsebene der beiden Hälften 9 und 10 angrenzende gewindefreie Ausnehmungen 28 bewusst nicht vollständig bis zu der Teilungsebene der beiden Hälften 9 und 10 bzw. nicht vollständig über die schalenförmige Innenfläche der beiden Hälften 9 und 10 erstrecken. Ferner sind die beiden Hälften 9 und 10 in der Höhe senkrecht zu der Teilungsebene so bemessen, dass sie in der Aufnahme 12 eine geringfügige Trennbewegung zueinander ausführen können.
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Beim Verspannen der beiden Hälften 9 und 10 bei der Drehbewegung der Gewindespindel 11 in Pfeilrichtung B werden die beiden Hälften 9 und 10 aufeinander und mit den Innengewinden 27 in das Außengewinde der Gewindespindel 11 gepresst. Beim Lösen der Gewindemuffe 8 während der Drehbewegung der Gewindespindel 11 in Pfeilrichtung A wird die Verspannung zwischen den beiden Hälften 9 und 10 und den Gewinden aufgrund der durch die Freischnitte 23 und 24 ermöglichte Relativbewegung der Gewindemuffe 8 zu der Aufnahme 12 und aufgrund der gewindefreien Ausnehmungen 28 innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne aufgehoben, so dass sich die Gewindemuffe 8 schnellstmöglich und ohne die Gefahr eines Verklemmens von dem ersten Anschlag 14 lösen kann.
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Die beiden Hälften 9 und 10 der Gewindemuffe 8 weisen in der zusammengesetzten Stellung eine Kreisquerschnittsform mit einem Außendurchmesser mit an den gegenüberliegenden Seiten angeordneten Abflachungen 29 und 30 auf. Die Aufnahme 12 weist ebenfalls eine Kreisquerschnittsform mit einem identischen oder geringfügig größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Gewindemuffe 8 auf. Ferner weist die Aufnahme 12 nach innen ragende, einseitig flache Nasen 31 und 32 auf, durch welche die Freischnitte 23 und 24 gebildet sind. Die flachen Anlageflächen der Nasen 31 und 32 bilden zusammen mit den im Querschnitt teilkreisförmigen Innenflächen der Aufnahme 12 eine Führung für die Gewindemuffe 8 während der Längsbewegung, während die Freischnitte 23 und 24 außerdem die geringfügige Relativdrehbewegung der Gewindemuffe 8 zu der Aufnahme 12 ermöglichen
