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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung und einem Leistungsstraffer.
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Gurtaufroller in Sicherheitsgurteinrichtungen von Kraftfahrzeugen dienen im Allgemeinen dazu, einen Sicherheitsgurt aufzuwickeln, welchen der Insasse während des Fahrens anlegt. Der Insasse wird durch den Sicherheitsgurt im Unfall zurückgehalten, so dass ein Aufprall des Insassen auf die innere Fahrzeugstruktur im Unfall verhindert oder zumindest geschwächt wird. Dazu weist der Gurtaufroller eine in einem Rahmen drehbar gelagerte Gurtwelle auf, auf welcher der Sicherheitsgurt aufwickelbar ist.
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Ferner weisen gattungsgemäße Gurtaufroller zusätzlich eine elektromotorische Antriebseinrichtung auf, welche auf die Gurtwelle wirkt und diese bei einer Aktivierung entweder in Aufwickelrichtung oder in Abwickelrichtung antreibt. Die elektromotorische Antriebseinrichtung kann dazu genutzt werden, die Gurtwelle zu einem Aufwickeln des Sicherheitsgurtes in die Parkposition, zu einer reversiblen Gurtstraffung oder auch zu einer Erhöhung der Gurtkraft im Anlegezustand des Sicherheitsgurtes anzutreiben. Ferner kann zusätzlich eine Triebfeder vorgesehen sein, welche sich mit einem Ende an dem Rahmen abstützt und die Gurtwelle über das andere Ende in Aufwickelrichtung vorspannt, so dass die Gurtwelle nach dem Ablegen über die Triebfeder in Aufwickelrichtung angetrieben und in die Parkposition aufgewickelt wird. In diesem Fall kann die elektromotorische Antriebseinrichtung auch dazu genutzt werden, die auf die Gurtwelle wirkende Federkraft der Triebfeder zu verringern und so den Tragekomfort des Sicherheitsgurtes zu erhöhen.
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Ferner weisen gattungsgemäße Gurtaufroller zusätzlich einen Leistungsstraffer auf, welcher die Gurtwelle bei einer Aktivierung mit einer deutlich höheren Straffleistung in Abwickelrichtung antreibt als die elektromotorische Antriebseinrichtung. Ein solcher Leistungsstraffer kann z.B. in Form eines pyrotechnischen irreversiblen Straffers oder auch in Form eines Elektromotors mit einer deutlich höheren Leistung verwirklicht sein. Der Leistungsstraffer wird z.B. in einer Frühphase eines nicht mehr zu vermeidenden Unfalls oder in einer kritischeren Fahrsituation aktiviert, welche eine deutlich höhere Rückzugskraft in dem Sicherheitsgurt zur Rückhaltung des Insassen erfordern. Damit kann der Insasse z.B. aus einer „Out Of Position“ Position in den Sitz zurückgezogen werden oder im Falle eines nicht zu vermeidenden Unfalles stärker in den Sitz zurückgezogen werden, damit der anschließend zur Verfügung stehenden Vorverlagerungsweg für den kraftbegrenzten Gurtbandauszug vergrößert wird.
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Ein solcher Gurtaufroller mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung und einem Leistungsstraffer ist z.B. aus der Druckschrift
WO 2005 / 021 339 A1 bekannt. Ein Problem eines derartigen Gurtaufroller ist es, dass sich die Antriebsbewegungen der Gurtwelle, welche durch die Aktivierungen der elektromotorischen Antriebseinrichtung und des Leistungsstraffers bewirkt werden, möglichst nicht überlagern sollen. Ferner soll die Antriebsdrehbewegung der Gurtwelle bei einer Aktivierung des Leistungsstraffers möglichst nicht durch die elektromotorische Antriebseinrichtung nachteilig beeinflusst werden. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die elektromotorische Antriebseinrichtung die Gurtwelle in einer Vor-Unfallphase als reversibler Gurtstraffer zu einer Vorstraffung in Aufwickelrichtung antreibt oder angetrieben hat, und der Leistungsstraffer dann in einer Frühphase des eingetretenen Unfalles im Anschluss aktiviert wird, wenn zwischen der elektromotorischen Antriebseinrichtung und der Gurtwelle noch eine Verbindung besteht.
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Zur Vermeidung dieses Problems ist bei dem aus der
WO 2005 / 021 339 A1 bekannten Gurtaufroller zwischen der elektromotorischen Antriebseinrichtung und der Gurtwelle eine Kupplung vorgesehen. Ferner ist der Leistungsstraffer so ausgelegt, dass er die Gurtwelle bei einer Aktivierung zu einer höheren Drehgeschwindigkeit antreibt, und dass die dadurch zu einer höheren Drehgeschwindigkeit angetriebene Gurtwelle die Kupplung in deren Freigabestellung zurückführt und so die Kupplungsverbindung zwischen der Gurtwelle und der elektromotorischen Antriebseinrichtung aufhebt. Die Kupplung ist hier durch zwei Zahnscheiben gebildet, welche zur Herstellung der Kupplungsverbindung zwischen der elektromotorischen Antriebseinrichtung und der Gurtwelle in eine Innenverzahnung einer drehfest mit der Gurtwelle verbundenen Kupplungsglocke einsteuern und bei einer Aktivierung des Leistungsstraffers aufgrund ihrer Verzahnungsgeometrie und der höheren Drehgeschwindigkeit der Gurtwelle wieder aus der Innenverzahnung der Kupplungsglocke herausgedrängt werden.
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Ein Nachteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass das Abkoppeln der elektromotorischen Antriebseinrichtung eine Bewegung der Zahnscheiben voraussetzt. Dadurch besteht das Risiko, dass ein Klemmen der Zahnscheiben das Abkoppeln der elektromotorischen Antriebseinrichtung möglicherweise behindern oder sogar blockieren kann. Ferner setzt das Abkoppeln eine durch den Entriegelungsweg der Zahnscheiben bedingte Mindestrelativdrehbewegung der Gurtwelle voraus, bevor die Verbindung vollständig aufgehoben ist.
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Aus den Druckschriften
DE 10 2018 203 817 A1 ,
DE 10 2008 004 128 B4 ,
DE 10 2012 218 098 A1 und
EP 1 785 321 A1 sind weitere in Gurtaufrollern verwendete Kupplungen vorgesehen, welche jeweils eine drehrichtungsabhängige Steifigkeit aufweisen und hierzu mehrere ineinandergreifende Kupplungselemente aufweisen. Das Öffnen und Schließen der Kupplungen basiert hier auf einer entsprechenden Bewegung der Kupplungselemente und setzt eine Eingriffsstellung und eine Außereingriffsstellung der Kupplungselemente voraus. Die Bewegung der Kupplungselement setzt ferner ebenfalls eine Mindestrelativdrehbewegung der Gurtwelle voraus, bevor die Verbindung vollständig aufgehoben ist.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung und einem Leistungsstraffer zu schaffen, bei dem die Abkopplung der elektromotorischen Antriebseinrichtung bei der Aktivierung des Leistungsstraffers unter Vermeidung der eingangs beschriebenen Probleme verbessert ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Gurtaufroller mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
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Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Kupplungselement durch einen Elastomerring gebildet ist, und der Elastomerring einen Innenring und einen Außenring aufweist, und dass zwischen dem Innenring und dem Außenring eine Vielzahl von über den Umfang regelmäßig verteilt angeordneten Ausnehmungen vorgesehen sind, und die Ausnehmungen bevorzugt durch entgegen der Antriebsdrehrichtung der Gurtwelle bei der Aktivierung des Leistungsstraffers radial, schräg nach außen hin, gerichtete Schlitze gebildet sein. Elastomerringe können grundsätzlich sehr formgenau und in großen Stückzahlen hergestellt werden. Außerdem können Elastomerringe sehr kostengünstig durch einen einfachen Einsetzvorgang in dem Gurtaufroller montiert werden. Außerdem weist das Kupplungselement dadurch eine gewisse Elastizität auf, wodurch Ungleichmäßigkeiten in der Kupplungsbewegung ausgeglichen werden können und der Kupplungsvorgang insgesamt weicher gestaltet werden kann. Dazu kann der Elastomerring bevorzugt aus einem Elastomer mit einer Shore-Härte von größer als 70 ausgebildet sein. Der vorgeschlagene Aufbau des Elastomerringes ist insofern von Vorteil, da über den Innenring und den Außenring formstabilere Abschnitte mit möglichst großflächigen Kraftübertragungsflächen mit einer erhöhten Steifigkeit geschaffen werden, während durch die zwischen dem Außenring und dem Innenring vorgesehene Ausnehmungen ein bewusst schwächerer Abschnitt in dem Elastomerring gebildet wird, welcher eine Relativbewegung zwischen dem Innen- und dem Außenring ermöglicht. Durch die so geformten Ausnehmungen werden die von der Gurtwelle bei der Aktivierung des Leistungsstraffers in den Elastomerring eingeleiteten Kräfte in den zwischen den Ausnehmungen befindlichen Stegen vektoriell in radial schräg nach außen entgegen der Drehrichtung der Gurtwelle gerichtete Zugkräfte umgewandelt, welche dazu führen, dass der Innenring sich relativ zu dem Außenring verdreht, und der Außenring dabei unter den wirkenden Zugkräften komprimiert und an den Innenring unter Verringerung seines Außendurchmessers herangezogen wird. Durch diese Verringerung des Außendurchmessers wird dann das von dem Außenring auf die Kupplung übertragbare Drehmoment verringert bis die Drehverbindung im Extremfall vollständig aufgehoben wird. Im anderen Fall der Aktivierung der elektromotorischen Antriebseinrichtung wird der Außenring des Elastomerringes in Aufwickelrichtung der Gurtwelle angetrieben, und das dadurch eingeleitete Drehmoment durch die Stege gleichfalls vektoriell umgelenkt, was in diesem Fall aber dazu führt, dass die Stege einer Druckkraft ausgesetzt werden. Aufgrund der Ausrichtung der Stege werden die in den Stegen wirkenden Drückkräfte und damit die Anpresskraft des Außenringes an der Kupplung erhöht, da der Außenring dadurch geringfügig aufgeweitet wird. Das Kupplungselement verspannt sich dabei selbst gegenüber der Kupplung.
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Dabei ist der Elastomerring bevorzugt mit einer radial inneren Ringfläche drehfest mit der Gurtwelle verbunden. Die radial innere Ringfläche bildet damit die Kraftübertragungsfläche zu einer unmittelbaren Übertragung des Drehmomentes von der Gurtwelle auf das Kupplungselement bei der Aktivierung des Leistungsstraffers.
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In diesem Fall kann der Elastomerring bevorzugt an der radial inneren Ringfläche ein Profil aufweisen, welches durch Anlage an einem formkorrespondierenden Gegenprofil der Gurtwelle eine in Bezug zu der Drehachse der Gurtwelle drehfeste Verbindung des Elastomerringes mit der Gurtwelle bildet. Das Profil bildet damit im Zusammenwirken mit dem Gegenprofil eine formschlüssige Kraftübertragungsfläche. Das Profil kann z.B. ein Vielzahnprofil, ein Polygonprofil oder auch ein allgemein unrundes Profil sein. Dabei wird über dieses Profil sowohl die Antriebsdrehbewegung während des reversiblen Gurtstraffens als auch die Drehbewegung zum Aufheben der Drehverbindung während der Aktivierung des Leistungsstraffers übertragen, so dass diese Drehverbindung drehrichtungsunabhängig ist.
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Ferner weist der Elastomerring bevorzugt eine radial äußere Ringfläche zu einer Übertragung der Antriebsdrehbewegung der elektromotorischen Antriebseinrichtung auf. Die radial äußere Ringfläche bildet damit die Kraftübertragungsfläche oder Klemmfläche über welche die Antriebsdrehbewegung der elektromotorischen Antriebseinrichtung über die Kupplung unmittelbar in das Kupplungselement eingeleitet und darüber weiter auf die Gurtwelle übertragen wird.
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Dabei kann der Elastomerring an der radial äußeren Ringfläche bevorzugt eine den Reibwert erhöhenden Oberflächenstruktur aufweisen, wodurch das übertragbare Drehmoment erhöht wird. Eine solche den Reibwert erhöhenden Oberflächenstruktur kann z.B. durch eine Profilierung oder erhöhte Oberflächenrauhigkeit gebildet sein.
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Dabei können die Schlitze bevorzugt eine in Richtung radial nach außen hin, zunehmende Breite aufweisen, wodurch die Schwächung des Elastomerringes in Bereich der Ausnehmungen ausgehend von der Radialinnenseite zu der Radialaußenseite hin unter Berücksichtigung des zunehmenden Radius vergleichmäßigt werden kann.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Schlitze durch Stege voneinander getrennt sind, welche radial nach außen hin eine konstante Breite aufweisen.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Elastomerring über seine Radialerstreckung eine konstante Breite aufweist. Damit kann der Elastomerring sehr kompakt ausgeführt und mit einem maximalen Maximalausnutzungsgrad seines Materials zur Übertragung der Drehbewegungen ausgenutzt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
- 1 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller in drei verschiedenen Ansichten; und
- 2 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller in Seitenansicht auf ein Getriebe; und
- 3 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller in Explosionsdarstellung; und
- 4 ein Strafferantriebsrad mit einer Kupplung und einem Kupplungselement in Explosionsdarstellung; und
- 5 das Strafferantriebsrad, das Kupplungselement mit einem profilierten Wellenfortsatz in verschiedenen Ansichten; und
- 6 das Strafferantriebsrad mit der Kupplung in einer Freigabestellung und einer Geschlossenstellung; und
- 7 das Kupplungselement in verschiedenen Geometrien vor der Aktivierung der elektromotorischen Antriebseinrichtung, während der Aktivierung der elektromotorischen Antriebseinrichtung und während der Aktivierung eines Leistungsstraffers als Einzelteil.
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In den 1 bis 3 ist ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller 1 mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung in Form eines Elektromotors 2 und einem Leistungsstraffer in Form eines irreversiblen pyrotechnischen Gurtstraffers 3 zu erkennen. Der Gurtaufroller 1 weist eine drehbar in einem Rahmen 4 gelagerte Gurtwelle 100 auf, von der ein nach außen geführter, profilierter Wellenfortsatz 5 zu erkennen ist. Auf der Gurtwelle 100 ist ein Sicherheitsgurt 6 aufwickelbar, und die Gurtwelle 100 ist über eine nicht dargestellte, sich an dem Rahmen 4 abstützende Triebfeder in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes 6 federvorgespannt, so dass der Sicherheitsgurt 6 nach dem Ablegen selbsttätig in die Parkposition aufgewickelt wird. Der Elektromotor 2 treibt die Gurtwelle 100 bei einer Aktivierung über ein Getriebe 7, eine Kupplung 8 und ein Kupplungselement 9 an, welches drehfest auf dem Wellenfortsatz 5 festgelegt ist (siehe 4 bis 7).
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Der Elektromotor 2 dient hier als Wickelhilfe zum Antreiben der Gurtwelle 100 in Aufwickelrichtung nach dem Ablegen des Sicherheitsgurtes, zum reversiblen Gurtstraffen in einer Vor-Unfallphase oder zum Warnen des Insassen mit einer leichten Straffung des Sicherheitsgurtes. Dabei können je nach der Funktion Rückzugskräfte zwischen 2 N und 300 N in dem Sicherheitsgurt 6 erzeugt werden. Hierzu wird die Antriebsdrehzahl des Elektromotors 2 von bis zu 15000 U/min über das Getriebe 7 in kleinere Drehzahlen unter einer Erhöhung des Drehmomentes untersetzt, und es kann ein kleinbauender Elektromotor 2 mit einer kleinen Leistung verwendet werden. Da die Gurtwelle 100 im Normalgebrauch des Gurtaufrollers 1 frei drehen können muss, wird die Drehbewegung des Getriebes 7 erst durch das Schließen der Kupplung 8 über das erfindungsgemäß vorgesehene Kupplungselement 9 auf die Gurtwelle 100 übertragen. Die Kupplung 8 ist dabei so ausgelegt, dass sie die Drehverbindung über das Kupplungselement 9 auf die Gurtwelle 100 bei einer Aktivierung des Elektromotors 2 selbsttätig herstellt.
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Als Leistungsstraffer ist hier ein irreversibler pyrotechnischer Gurtstraffer 3 vorgesehen, welcher sich im Stand der Technik bewährt hat und bei einer Aktivierung durch das Zünden einer pyrotechnischen Treibladung in kürzester Zeit eine sehr hohe Leistung bereitstellt. Der Gurtstraffer 3 treibt die Gurtwelle 100 dabei schlagartig mit einer sehr hohen Drehbeschleunigung und einem sehr hohen Drehmoment in Aufwickelrichtung an. Dabei treibt der Leistungsstraffer die Gurtwelle 100 unmittelbar oder gegebenenfalls über eine weitere Kupplung unabhängig von dem Elektromotor 2 in Aufwickelrichtung an. Der Leistungsstraffer wird z.B. in einer Frühphase eines nicht mehr zu vermeidenden Unfalles aktiviert und dient dazu, die vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt herauszuziehen, und den Insassen so eng wie möglich an die Fahrzeugverzögerung anzukoppeln. Dabei treibt der Leistungsstraffer die Gurtwelle 100 zur Verwirklichung von Rückzugskräften in dem Sicherheitsgurt von 1000 N und mehr an. Statt eines pyrotechnischen Gurtstraffers 3 wäre es auch denkbar, einen weiteren Elektromotor mit einer entsprechend hohen Leistung oder eine andere vergleichbare Energiequelle als Leistungsstraffer zu nutzen.
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Sofern der Elektromotor 2 zur reversiblen Gurtstraffung vor der Aktivierung des Leistungsstraffers aktiviert wurde, befindet sich die eingangs beschriebene Kupplung 8 zu Beginn der Aktivierung des Leistungsstraffers noch in der Geschlossenstellung. Das Kupplungselement 9 weist in dieser Phase eine Form auf, in der es die Kupplung 8 in Aufwickelrichtung drehfest mit der Gurtwelle 100 verbindet. Die Gurtwelle 100 ist damit in der Geschlossenstellung der Kupplung 8 noch mit dem Elektromotor 2 gekoppelt. Wird der Leistungsstraffer dann aktiviert, so muss die Kopplung des Elektromotors 2 mit der Gurtwelle 100 schnellstmöglichst aufgehoben werden, damit die Leistung des Leistungsstraffers nicht durch den noch aufgekuppelten Elektromotor 2 verringert wird. Dies erfolgt durch das vorgesehene Kupplungselement 9, welches in seiner Form und Funktionsweise nachfolgend anhand der 4 bis 7 beschrieben wird.
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Die Antriebsdrehbewegung des Elektromotors 2 wird durch das Getriebe 7 in eine kleinere Drehzahl untersetzt, wobei das Getriebe 7 mit einem letzten Zahnrad in eine Außenverzahnung eines Strafferantriebsrades 10 eingreift und darüber das Strafferantriebsrad 10 bei einer Aktivierung des Elektromotors 2 in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes 6 antreibt. Das Strafferantriebsrad 10 ist haubenförmig ausgebildet und weist an seiner radial nach innen gerichteten Ringfläche zwei sich entgegen der Antriebsdrehrichtung des Strafferantriebsrades 10 radial nach innen verengende Steuerkonturen 19 und 20 auf. Die Kupplung 8 umfasst zwei Kupplungsklemmen 17 und 18, welche mit ihren Radialaußenseiten an den Steuerkonturen 19 und 20 des Strafferantriebsrades 10 anliegen und über einen offenen Federring 21 radial nach außen in die Freigabestellung der Kupplung 8 federvorgespannt sind. Ferner ist ein Reibring 22 mit zwei Ausnehmungen 23 und 24 vorgesehen, in welche die Kupplungsklemmen 17 und 18 mit jeweils einem Steuerstift 25,26 eingreifen. Der Reibring 22 deckt die Kupplungsklemmen 17 und 18 seitlich ab und liegt reibschlüssig an einer nicht zu erkennenden, nicht angetriebenen Gegenfläche des Gurtaufrollers 1 an.
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Das Kupplungselement 9 ist als ein Elastomerring ausgebildet, welcher mit einem Innenring 12 mit einer profilierten radial inneren Ringfläche 13 drehfest auf einem formkorrespondierenden Gegenprofil eines drehfest mit der Gurtwelle 100 verbundenen Wellenfortsatzes 5 festgelegt ist. Der Elastomerring weist weiter einen Außenring 11 auf, welcher radial außen eine äußere Ringfläche 16 aufweist, welche eine Klemmfläche für die Kupplungsklemmen 17 und 18 der Kupplung 8 bildet. In dem Abschnitt des Elastomerringes zwischen dem Innenring 12 und dem Außenring 11 sind eine Vielzahl von Ausnehmungen 14 vorgesehen, welche durch Stege 15 voneinander getrennt sind, so dass der Innenring 12 und der Außenring 11 in der Ausbildung aus Vollmaterial in sich etwas steifer sind und radial außen möglichst großflächige Kraftübertragungsflächen bereitstellen. Ferner ist der Elastomerring im Bereich der Ausnehmungen 14 zwischen dem Außenring 11 und dem Innenring 12 bewusst geschwächt, so dass der Innenring 12 geringfügige Relativdrehbewegungen zu dem Außenring 11 ausführen kann. Gleiches gilt hinsichtlich der Bewegungsmöglichkeit des Außenringes 11 zu dem Innenring 12. Die Ausnehmungen 14 sind durch radial schräg nach außen, entgegen der Antriebsdrehrichtung des Strafferantriebsrades 10 gerichtete Schlitze mit einer nach außen hin sich vergrößernden Breite gebildet, und die dazwischen angeordneten Stege 15 weisen entlang ihre Längserstreckung radial nach außen eine konstante Breite auf.
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In der linken Darstellung der 6 ist die Kupplung 8 in der Freigabestellung zu erkennen. Die Kupplungsklemmen 17 und 18 sind durch den Federring 21 radial nach außen gedrückt und befinden sind nicht in einer kraftübertragenden Anlage an der äußeren Ringfläche 16 des Kupplungselementes 9, so dass die Gurtwelle 100 mit dem Wellenfortsatz 5 und dem Kupplungselement 9 frei gegenüber der Kupplung 8 und dem Strafferantriebsrad 10 drehen kann.
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Wenn der Elektromotor 2 aktiviert wird, wird das Strafferantriebsrad 10 über das Getriebe 7 im Uhrzeigersinn in Pfeilrichtung A gemäß der rechten Darstellung der 6 angetrieben. Die Kupplungsklemmen 17 und 18 werden dabei über den Reibring 22 gegenüber dem Strafferantriebsrad 10 zurückgehalten und aufgrund der dadurch bewirkten Relativbewegung über die Steuerkonturen 19 und 20 gegen die Federkraft des Federringes 21 radial nach innen gedrängt. Dabei gelangen die Kupplungsklemmen 17 und 18 mit ihren radial inneren Klemmflächen 27 und 28 reibschlüssig zur Anlage an der radial äußeren Ringfläche 16 des Kupplungselementes 9. Zur Erhöhung des über den Reibschluss übertragbaren Drehmomentes können die Ringfläche 16 des Kupplungselementes 9 und/oder die Klemmflächen 27 und 28 der Kupplungsklemmen 17,18 mit einer den Reibwert erhöhenden Oberflächenstruktur wie z.B. einer Profilierung, einer Aufrauhung oder dergleichen versehen sein.
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Nach der Herstellung des reibschlüssigen Kontaktes steht das Strafferantriebsrad 10 über die Kupplung 8 durch das Festklemmen der Kupplungsklemmen 17 und 18 in einer Antriebsdrehverbindung mit dem Kupplungselement 9. Diese reibschlüssige Einleitung des Drehmomentes in das Kupplungselement 9 führt dazu, dass der Außenring 11 bei der Aktivierung des Elektromotors 2 unter Ausübung von Druckkräften die Stege 15 mitnimmt, welche ihrerseits den Innenring 12 mitnehmen. Aufgrund der Ausrichtung der Stege 15 bzw. der Ausnehmungen 14 entgegen der Antriebsrichtung A wird die Übertragung des Drehmomentes dabei dadurch unterstützt, indem die Stege 15 dieses Drehmoment aufgrund ihrer Ausrichtung vektoriell in eine Umfangskraft und eine radial wirkende Druckkraft umwandeln, wobei die radial wirkende Druckkraft die Anpresskraft der Ringfläche 16 an den Klemmflächen 27 und 28 erhöht. Die Verbindung verspannt sich praktisch selbst während dieser Antriebsbewegung der Gurtwelle 100 in Aufwickelrichtung bei einer geschlossenen Kupplung 8. Die Geschlossenstellung der Kupplung 8 wird dann während der gesamten Aktivierung des Elektromotors 2 und auch noch anschließend aufrechterhalten.
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Wird nach oder während der Aktivierung des Elektromotors 2 der Leistungsstraffer aktiviert, wenn sich die Kupplung 8 noch in der Geschlossenstellung befindet, so wird die Gurtwelle 100 und damit der Wellenfortsatz 5 ebenfalls in Pfeilrichtung A angetrieben. Dieser Antrieb der Gurtwelle 100 über den Leistungsstraffer erfolgt allerdings mit einer erheblich höheren Drehbeschleunigung und/oder Drehzahl der Gurtwelle 100 und des Wellenfortsatzes 5, so dass das Kupplungselement 9 in diesem Fall über den drehfest mit dem Wellenfortsatz 5 verbundenen Innenring 12 ebenfalls in Pfeilrichtung A angetrieben wird. Dieses von dem Innenring 12 eingeleitete Drehmoment führt dazu, dass in den Stegen 15 eine Zugkraft erzeugt wird, welche durch die Ausrichtung der Stege 15 vektoriell in eine Umfangskraft und eine radial nach innen gerichtete Zugkraft auf den Außenring 11 übertragen wird. Dadurch wird der Außenring 11 radial zusammengezogen, hier von einem Außendurchmesser von 29 mm auf einen Außendurchmesser von 28 mm. Durch dieses Zusammenziehen des Außenringes 11 wird die reibschlüssige Verbindung zwischen der Ringfläche 16 und den Klemmflächen 27,28 der Kupplungsklemmen 17,18 aufgehoben, ohne dass die Kupplungsklemmen 17,18 dazu eine Bewegung ausführen müssen.
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Die Entkopplung der elektromotorischen Antriebseinrichtung, hier des Elektromotors 2 von der Gurtwelle 100, erfolgt damit im Gegensatz zu der im Stand der Technik bekannten Lösung nicht durch ein Öffnen der Kupplung 8, sondern durch eine Aufhebung der Verbindung der Kupplung 8 zu der Gurtwelle 100 in einer durch das zusätzliche Kupplungselement 9 neu geschaffenen Schnittstelle.
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Ein besonderer Vorteil des hier beschriebenen Kupplungselementes 9 liegt in der drehrichtungsabhängigen Steifigkeit, welche so ausgebildet ist, dass die Steifigkeit des Kupplungselementes 9 bei einer Verdrehung des Außenringes 11 in Antriebsrichtung des Strafferantriebsrades 10 bzw. der Kupplung 8 gegenüber dem Innenring 12 höher ist und sich sogar noch durch das Aufstellen der Stege 15 erhöht, während die Steifigkeit bei einer Drehung des Innenringes 12 in dieselbe Drehrichtung gegenüber dem Außenring 11 geringer ist. Die Drehung des Innenringes 12 im Uhrzeigersinn (Pfeilrichtung A) ist für das Kupplungselement 9 selbst hinsichtlich der in dem Kupplungselement 9 aufzunehmenden Spannungen gleichbedeutend mit einer Drehung des Außenringes 11 entgegen dem Uhrzeigersinn, da es hier nur auf die Relativdrehbewegung des Außenringes 11 zu dem Innenring 12 ankommt. Die unterschiedliche drehrichtungsabhängige Steifigkeit des Kupplungselementes 9 kann auch daran erkannt werden, da der Außenring 11 einem im Uhrzeigersinn auf ihn einwirkenden Drehmoment eine höhere Steifigkeit entgegensetzt als einem entgegen dem Uhrzeigersinn einwirkenden Drehmoment.
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Das Kupplungselement 9 ist hier durch ein einziges Teil verwirklicht, nämlich den Elastomerring und ermöglicht das Abkoppeln allein durch seine gezielt durch die Stege 14 verwirklichte drehrichtungsabhängig unterschiedliche Steifigkeit und durch das Verformen bei dem Antrieb der Gurtwelle 100 durch den Leistungsstraffer. Gleichzeitig bildet das Kupplungselement 9 aber auch eine Kraftübertragungsfläche für die Kupplung 8 aus, wenn die elektromotorische Antriebseinrichtung die Gurtwelle 100 z.B. zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes in die Parkposition oder zum reversiblen Gurtstraffen antreibt.
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Dabei ist die drehrichtungsabhängige unterschiedliche Steifigkeit des Kupplungselementes 9 hier besonders einfach durch die Formgebung des Kupplungselementes 9 selbst verwirklicht. Es wäre aber auch denkbar, diese durch eine bestimmte Struktur von zwei oder mehr unterschiedlichen Werkstoffen, durch eine Mehrteiligkeit des Kupplungselementes 9 und das Zusammenwirken verschiedener Teile zu verwirklichen. Wichtig ist nur, dass die Drehverbindung bei der Aktivierung der elektromotorischen Antriebseinrichtung hergestellt und bei der Aktivierung des Leistungsstraffers wieder aufgehoben wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die unterschiedliche drehrichtungsabhängige Steifigkeit allein durch die Formgebung des einstückigen Kupplungselementes 9 mit den entsprechend geformten und gerichteten Stegen 14 bei einem gleichzeitig homogenen Werkstoff wie z.B. einem Elastomer verwirklicht.
