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Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit einer Gurtspule zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsguts gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines Gurtaufrollers gemäß Anspruch 14.
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Die
DE 11 2012 004 799 T5 bildet einen gattungsgemäßen Stand der Technik, der einen Gurtaufroller mit einer Energieleitungsvorrichtung offenbart. Die Energieleitungsvorrichtung ist zwischen einer Spule und einer Verriegelungsbasis in einem dazwischen geformten Hohlraum angeordnet und gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung beispielsweise in Form einer kegelstumpfförmigen Feder - wie einer Tellerfeder oder Unterlegscheibe - ausgestaltet. Ferner erfüllt die Energieleitungsvorrichtung dabei die Aufgabe, bei einer Reduzierung der Hohlraumgröße eine Reibungskraft zwischen der Energieleitungsvorrichtung und der Spule und/oder der Verriegelungsbasis zu generieren, um dadurch einen zunehmenden Lastwiderstand breitzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller anzugeben, der eine reversible Straffung ermöglicht und auch im Falle einer hohen Gurtauszugskraft des Sicherheitsgurtes funktionstüchtig bleibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, einem Gurtstraffer gemäß Patentanspruch 13 und einem Verfahren zum Herstellen eines Gurtaufrollers gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Demnach weist die gattungsgemäße Gurtspule zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsguts eine Kupplung mit einem Kraftübertragungselement zur Kräfteübertragung zwischen einer Antriebseinheit und einer Gurtwelle auf. Mittels dem Kraftübertragungselement ist dabei eine Verkippung des Winkels oder ein Versatz zwischen einer Drehachse der Antriebseinheit zu einer Drehachse der Gurtwelle durchführbar oder ausgleichbar.
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Das Kraftübertragungselement ist dabei dermaßen zwischen der Antriebseinheit und der Gurtwelle gelagert, dass auch während der Verkippung oder dem Versatz ein ordnungsgemäßer Antrieb oder eine ordnungsgemäße Verzögerung der Gurtspule gewährleistet ist. Trotz der veränderten Stellung ist somit eine (reversible) Funktionalität des Gurtaufrollers vorhanden.
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Die Verkippung kommt beispielweise dadurch zustande, dass sich ein Verriegelungselement - wie z.B. der Locking-Base - in verriegeltem Zustand und bei höheren Gurtkräften, also bei Kräften ab einem bestimmten ersten Schwellenwert, in Radial- und/oder Axialrichtung an einen Rahmen des Gurtaufrollers einseitig - also beispielsweise auf der Seite der Verriegelung - anlegt. Die gegenüberliegende Seite verbleibt in dieser Phase in einer nahezu koaxialen Anordnung zu der Drehachse der Antriebseinheit. Der Winkel der Drehachse der Gurtwelle ist jedoch gegenüber einer Normalstellung verkippt.
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Der Versatz kommt beispielsweise dadurch zustande, dass im gleichen Zustand wie bei der Verkippung, nur bei noch höheren Gurtkräften, also bei Kräften ab einem bestimmten zweiten Schwellenwert, auf der gegenüberliegenden Seite - beispielsweise der Antriebseinheit der Gurtspule - die Gurtspule oder eine andere Bauteilkomponente an den Rahmen anlegt. Bezogen auf die Drehachse der Antriebseinheit und der Drehachse der Gurtwelle stellt sich somit ein Lateralversatz ein.
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Ist in diesen Fällen das Kraftübertragungselement dermaßen ausgelegt, dass es nicht die Verkippung oder den Versatz ausgleicht, können gravierende Schäden an einer Lagerung der Antriebseinheit oder an der Antriebseinheit selbst hervorgerufen werden, welche die ordnungsgemäße Funktion des Gurtaufrollers einschränken.
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Gemäß der Erfindung ist das Kraftübertragungselement mit einer Zentrierungseinrichtung verbunden, die bei der Verkippung oder dem Versatz auf eine Lagerung der Antriebseinheit einwirkende Kräfte begrenzt und/oder das Kraftübertragungselement mit dessen Längsachse in eine zu der Drehachse der Gurtwelle und/oder zu der Drehachse der Antriebseinheit konzentrische Ruhelage zurückführt.
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Die Zentrierungseinrichtung hat damit die Aufgabe das Kraftübertragungselement in dessen Ruhelage zurückzuführen, wenn eine Verkippung oder ein Versatz vorliegt und demgemäß die Drehachse der Gurtwelle mit der Drehachse der Antriebseinheit nicht koaxial ist. Die Drehachse der Antriebseinheit und die Drehachse der Gurtspule oder der Gurtwelle sind nämlich vorzugsweise koaxial angeordnet. Diese Ausgestaltung sorgt für einen geräuscharmen Lauf eine minimale oder spielfreie Verbindung zwischen Antriebseinheit und Gurtwelle/Gurtspule.
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Insbesondere ist ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers darin zu sehen, dass das den Versatz oder die Verkippung ausgleichende Kraftübertragungselement der Kupplung sichergestellt, dass eine gewisse mechanische Auslenkbarkeit der Gurtspule relativ zu der Antriebseinheit möglich ist, sodass im Falle einer hohen mechanischen Belastung, die Anbindung der Antriebseinheit an die Gurtspule unzerstört bleiben kann.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers ist darin zu sehen, dass durch die vorgesehene Kupplung mit dem Kraftübertragungselement ein hohes Maß an Spielfreiheit zwischen Gurtspule bzw. Gurtwelle und der Antriebseinheit - welche beispielsweise ein Elektromotor ist - erreicht werden kann, sodass bereits eine minimale Spulendrehung, die beispielsweise auf dem Atmen einer angeschnallten Person beruhen kann, durch Auswerten des Motorstroms messtechnisch erfasst und ausgewertet werden kann; mit anderen Worten erlaubt die Kupplung mit dem Kraftübertragungselement den Einsatz des Elektromotors nicht nur als Antrieb, sondern auch als Messsensor für Vitalfunktionen.
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Die Gurtwelle kann nachfolgend auch als Oberbegriff oder Synonym für die Gurtspule oder einen Torsionsstab verwendet werden; je nach Ausführungsform sind nämlich verschiedene Krafteinleitungsbereiche möglich, die entweder an der Gurtspule oder dem Torsionsstab bzw. den Torsionsstäben wirken.
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Eine bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Kraftübertragungselement für die Verkippung oder den Versatz wenigstens an einem Verbindungsende ballig ausgeformt ist. Das Verbindungsende ist beispielsweise eine Stirnseite des Kraftübertragungselement. Vorzugsweise ist die ballige Form an einer radialen Seite angebracht, damit diese bei einer radialen Lagerung innerhalb der Antriebseinheit und/oder der Gurtwelle einen von der Normalstellung abweichenden Winkel einnehmen kann. Anstatt oder zusätzlich kann auch ein axiales Ende des Kraftübertragungselements mit der balligen Form, also einer konkav oder konvex, zu Unterstützung des Versatzes oder der Verkippung ausgebildet sein.
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Generell kann dadurch ein Krafteintrag in das Lager der Antriebseinheit limitiert oder optimiert werden, um entsprechend der jeweiligen Antriebsart dessen ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten.
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Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Kraftübertragungselement zwischen seinen beiden Verbindungsenden oder Stirnseiten eine Scheibe auf, deren Durchmesser größer ist als ein Querschnitt oder Durchmesser des Kraftübertragungselements an einer anderen Stelle.
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Hintergrund dieser Ausgestaltung des Kraftübertragungselements ist, dass dadurch eine weitere Kraft, mit einem gewissen radialen Abstand zur Längsachse, auf das Kraftübertragungselement einwirkbar ist. In Abhängigkeit des Abstandes lässt sich ein Hebel erzielen, der beispielsweise eine Rückstellkraft auf das Kraftübertragungselement und/oder die Gurtwelle ausübt oder die Kräfte begrenzt, die auf das Lager der Antriebseinheit wirken oder im Fall einer Verkippung wirken kann. Durch die scheibenförmige Ausgestaltung lässt sich dieser Hebeleffekt auch während einer Rotation des Kraftübertragungselements erzielen.
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Anstatt der Scheibe kann dieser Hebel auch mit einzelnen Hebelelementen erzielt werden, die sich radial von der Drehachse der Gurtwelle erstrecken.
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Die Zentrierungseinrichtung weist vorteilhaft wenigstens ein Federelement aufweist, welches die Zentrierungs- oder Rückstellkräfte auf wenigstens einen Teilbereich der Scheibe übertragen. Dadurch wird in besonders vorteilhafter Weise der beschriebene Effekt nach oder während des Versatzes oder der Verkippung erzielt.
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Zur Erzielung eines Kräftegleichgewicht der Zentrierungseinrichtung, sind vorzugsweise zwei kegelstumpfförmige Federelemente gegenüber angeordnet. Es kann sich dabei auch um mehr als zwei Federelemente handeln, solange die gleiche Federelementenanzahl auch auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und sich damit immer ein Federpaar bildet. Als kegelstumpfförmige Federelemente kann vorteilhaft beispielsweise eine Tellerfeder eingesetzt werden.
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Die Scheibe oder das bzw. die Hebelelemente des Kraftübertragungselements sind axial zwischen den Federelementen oder zwischen einem Federpaar platziert, und zwar als zentrales Element mit deren Schwerpunkt in der axialen Mitte zwischen den beiden Federanordnungen.
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Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, dass die Abmaße der Gurtwelle, der Gurtspule oder einer Verriegelungseinrichtung zu einem Rahmen des Gurtaufrollers in Kombination mit einer Gegenkraft der Zentrierungseinrichtung so gewählt sind, dass in einer ersten Phase, in der die Gurtspule den Sicherheitsgurt aufwickelt, keine Anlage der Gurtwelle, der Gurtspule und/oder einer Verriegelungseinrichtung an den Rahmen erfolgt.
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Mit dieser Ausführung wird während einer Gurtstraffung, also wenn die Gurtspule aufgewickelt wird und der Fahrzeuginsasse an den Fahrzeugsitz fixiert wird, eine negative Beeinflussung durch zusätzliche Reibung - die sich beispielsweise an den Kontaktflächen von Rahmen zu Gurtspule ergeben könnten - vermieden. Demnach ist die Gegenkraft der Zentrierungseinrichtung - beispielsweise eine Federkonstante - allein oder in Kombination mit den Abmaßen so zu wählen, dass diese Vorgabe im Anwendungsfall erfüllt wird.
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Zusätzlich oder anstatt kann besonders vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Abmaße der Gurtwelle, der Gurtspule oder einer Verriegelungseinrichtung zu einem Rahmen des Gurtaufrollers in Kombination mit einer Gegenkraft der Zentrierungseinrichtung so gewählt sind, dass in einer zweiten Phase, in der die Gurtspule den Sicherheitsgurt abwickelt, eine Anlage der Gurtwelle, der Gurtspule und/oder einer Verriegelungseinrichtung an den Rahmen erfolgt. Hierdurch wird erreicht, dass die korrespondierenden Bauteile vor Beschädigung und einer bleibenden Verformung zu schützen.
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Zusätzlich kann mit der Anlage an den Rahmen ein zusätzliches Kräfteniveau zur Energieabsorption eines Fahrzeuginsassen aufgebracht werden. Das zusätzliche Kräfteniveau kann sich aufgrund der Reibung der Bauteile an dem Rahmen ergeben.
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Bei dieser Ausführung wird der umgekehrte Fall betrachtet, nämlich wenn die Gurtspule im Anwendungsfall abgewickelt und die Energie des Fahrzeuginsassen kontrolliert reduziert wird. Dies geschieht typischerweise maßgeblich durch eine Torsion des Torsionstabes. Je nach Auslegung des Torsionsstabes hat dieser ein hohes oder niedrigeres Kraftniveau, wobei mit ansteigendem Kraftniveau dessen Kosten steigen. Das zusätzliche Kraftniveau, welches durch die Anlage der Spindelbaugruppe an den Rahmen bereitgestellt wird, könnte somit zur Kostenreduktion beitragen. Bei einer angenommenen Reibung von ca. 30%, die durch die Anlage an den Rahmen erzielt wird könnte somit das zusätzliche Kraftniveau zwischen 1 kN und ca. 2,5 kN liegen.
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Die Gegenkraft der Zentrierungseinrichtung bzw. die Federkonstanten sollten zur Erzielung der vorteilhaften Ausgestaltungen im Bereich von 250 N bis 790 N liegen.
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Die Gurtwelle ist vorzugsweise ein Torsionsstab oder weist diesen zumindest teilweise auf. Auch kann es vorgesehen sein, dass mehrere Torsionsstäbe zur Erzielung unterschiedlicher Kraftniveaus verbaut werden. Das Kraftübertragungselement ist mit der Gurtwelle formschlüssig verbunden. Dazu ist es zur Drehmomentübertragung zwischen der Antriebseinheit und der Gurtwelle an beiden Enden mit einem sog. Sechskant-Profil ausgestattet, welches die jeweils die ballige Form aufweist. Hierdurch kann das Drehmoment vorteilhaft übertragen werden, sowie die notwendige Verkippung erfolgen.
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Zur Bauraumreduzierung oder zur optimalen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums innerhalb der Gurtspule, ist die erfindungsgemäße Kupplung wenigstens teilweise in den Bauraum der Gurtspule integriert oder ein integraler Bestandteil der Gurtspule. Insbesondere das Kraftübertragungselement und die Zentrierungseinrichtung sind dazu wenigstens teilweise in den Bauraum der Gurtspule verlegt, sodass nur ein Verbindungsende des Kraftübertragungselements, welches zur formschlüssigen Verbindung an die Antriebseinheit benötigt wird, aus dem Bauraum der Gurtspule herausragt.
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In einer bevorzugen Ausgestaltung ist die Antriebseinheit ein elektrisch antreibbarer Scheibenläufermotor (DMR) oder ein Elektromotor. Beide Antriebe sind besonders platzsparend. Die erfindungsgemäße Kupplung ist dabei als Anwendung zwischen DMR und Gurtspule von besonderem Vorteil, weil bei Scheibenläufermotoren das mechanische Spiel zwischen Rotor und Stator sehr gering bzw. der Luftspalt zwischen diesen sehr klein ist und schon geringe Kippbewegungen des Rotors eine Zerstörung des Elektromotors bewirken können.
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Mittels der erfindungsgemäßen Kupplung kann es weiter vorgesehen sein, die Lagerung des Motors als Spulenlagerung zu verwenden. Diese Ausgestaltung hätte insbesondere Kostenvorteile.
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Auch ist es erfindungsgemäß von besonderem Vorteil, wenn der Gurtstraffer reversibel arbeitet und kein Getriebe vorhanden ist.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Anordnung mit einem Gurtaufroller, wie oben beschrieben, und einer Auswerteinrichtung, die den Strom durch den Elektromotor messtechnisch erfasst und auswertet und als Messsensor für Vitalfunktionen arbeitet und insbesondere die Atemfrequenz einer angeschnallten Person ermittelt.
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Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Gurtaufroller eine Auswerteinrichtung aufweist, die den Strom durch den Elektromotor messtechnisch erfasst und auswertet und als Messsensor für Vitalfunktionen arbeitet und vorzugsweise die Atemfrequenz einer angeschnallten Person ermittelt.
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Der beschriebene Gurtaufroller und insbesondere die Kupplung oder die Zentrierungseinrichtung kann besonders effizient hergestellt werden, indem die Federelemente der Zentrierungseinrichtung in einem ersten Arbeitsschritt mittels einer Hülse, beispielsweise aus Kunststoff oder Metall, vormontiert und vorgespannt werden.
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Die Hülse ist vorzugsweise kreisrund und weist wenigstens an einer ersten axialen Seite eine Durchmesserverengung auf (Variante 1). Optional kann auch eine zweite axiale Seite eine Durchmesserverengung aufweisen (Variante 2), wobei bei dieser Variante die Hülse in einer axialen Ebene geteilt ist und beide Teile zusammen fixierbar sind. Jedes Teil weist in einer Seitenansicht eine U-Form auf.
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Für die Montage der Variante 1 werden zunächst das oder die Federelemente, welche ein erstes Federpaar bildet in die Hülse eingelegt. Sodann wird das Kraftübertragungselement, vorzugsweise mit dessen Scheibe, in die Hülse eingefädelt. Zuletzt wird das oder die Federelemente, welche ein zweites Federpaar bilden in die Hülse eingelegt. Das Kraftübertragungselement ist somit mit dessen Scheibe zwischen den Federelementen oder den beiden Federpaaren angeordnet. Die halboffene Hülse wird anschließend auf einen Spulentopf der Gurtspule gesetzt, vorgespannt und an der offenen Seite der Hülse umgeschlagen oder gebördelt.
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Für die Montage der Variante 2 werden zunächst die Federelemente in einen Teil der Hülse eingesteckt und vorgespannt, und zwischen den Federelementen oder Federpaaren das Kraftübertragungselement mit dessen Scheibe eingelegt. Die Komponenten werden in einem weiteren Arbeitsschritt auf den Spulentopf der Gurtspule gesetzt, mit dem anderen Teil der Hülse verschlossen und fixiert, sodass beide Hülsenteile fest miteinander verbunden sind.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller im belastungsfreien Zustand;
- 2 den Gurtaufroller gemäß 1 im Falle einer symmetrischen Belastung und eines Verschiebens der Gurtspule senkrecht zur Spulenachse bei hoher Gurtbandauszugskraft;
- 3 den Gurtaufroller gemäß 1 im Falle einer asymmetrischen Belastung und einer Kippbewegung der Gurtspule relativ zur Antriebswelle des Elektromotors;
- 4 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;
- 5 eine Explosionsdarstellung der Gurtspule gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 6 ein Längsschnitt der Gurtspule gemäß 5;
- 7 eine Explosionsdarstellung der Gurtspule gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
- 8 ein Längsschnitt der Gurtspule gemäß 7.
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Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Gurtaufroller 10, dessen Gurtspule 22 zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes 30 dient.
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Eine Gurtwelle 20 umfasst dabei -je nach Ausführungsform und der Elemente, die bei einer Krafteinleitung beteiligt sind - die Gurtspule 22 und/oder einen Torsionsstab 24. Ein in der 1 linker axialer Endabschnitt 26 der Gurtspule 22 oder des Torsionsstabs 24 ist mit einem Kraftübertragungselement 42 einer Kupplung 40 kraftleitend verbunden. Der Torsionsstab 24 erstreckt sich im inneren der Gurtspule 22 und ist mit seinem in der 1 linken Stabende mit der Gurtspule 22 drehfest verbunden.
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Das Kraftübertragungselement 42 der Kupplung 40 steht vorzugsweise getriebefrei mit einem Rotor 52 eines Elektromotors 50 in Verbindung oder wird durch einen Endabschnitt des Rotors 52 selbst gebildet. Alternativ kann zwischen dem Kraftübertragungselement 42 und dem Rotor 52 auch ein Getriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe vorgesehen sein.
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Bei dem Elektromotor 50 handelt es sich vorzugsweise um einen Scheibenläufermotor; an den Rotor 52 angebrachte bzw. angeformte Scheiben des Elektromotors 50 sind in der 1 mit den Bezugszeichen 54 gekennzeichnet.
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Ein in der 1 rechter axialer Endabschnitt 28 der Gurtspule 22 grenzt an eine Sperrbasis 60 an, die über ein aus Gründen der Übersicht in der 1 nicht weiter dargestelltes Leichtlastlager 70 axial gelagert ist. Im inneren der Gurtspule 22 erstreckt sich der Torsionsstab 24, der mit seinem in der 1 linken Stabende mit der Gurtspule 22 drehfest verbunden ist, mit seinen in der 1 rechten Stabende mit der Sperrbasis 60 drehfest verbunden ist und der im Falle einer gesperrten Sperrbasis 60 eine Gurtkraftbegrenzung bewirken kann, wie dies bei Gurtaufrollern allgemein bekannt ist.
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Die 2 zeigt den Gurtaufroller 10 im Falle einer hohen Gurtbandauszugskraft F, die symmetrisch auf den Sicherheitsgurt 30 einwirkt. In einem solchen Fall kann das Leichtlastlager 70 die Gurtwelle 20 nicht mehr halten, sodass die Sperrbasis 60 an einen Rahmen 80 des Gurtaufrollers 10 anschlägt; der Rahmen 80 bildet somit ein Schwerlastlager zur Sicherung der Gurtwelle 20 innerhalb des Gurtaufrollers 10.
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In der 2 lässt sich erkennen, dass das Kraftübertragungselement 42 der Kupplung 40 eine elastische Bewegung der Gurtspule 22 relativ zum Elektromotor 50 bzw. zur Drehachse D1 des Rotors 52 erlauben, sodass der Rotor 52 nicht übermäßig belastet und der Elektromotor 50 insbesondere nicht zerstört wird.
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Die 3 zeigt eine asymmetrische Belastung der Gurtspule 22 durch den Sicherheitsgurt 30. Es lässt sich erkennen, dass die Gurtspule 22 verkippt wird und mit ihrer Sperrbasis 60 einseitig an den Rahmen 80 des Gurtaufrollers 10 stößt. Eine solche Kippbewegung der Gurtspule 22 wird durch das elastisch wirkendende bzw. eine Verkippung des Winkels oder ein Versatz ausgleichende Kraftübertragungselement 42 der Kupplung 40 ebenfalls ermöglicht. Die auf den Rotor 52 des Elektromotors 50 einwirkende mechanische Belastung bleibt wieder so gering, dass der Elektromotor 50 unbeschädigt bleibt.
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Aus den 5 und 6 geht ein detaillierter Aufbau der Gurtwelle 20 mit der Gurtspule 22 und dem Torsionsstab 24 sowie eine Anbindung des Kraftübertragungselementes 42 hervor. Demnach ist insbesondere in der 6 ersichtlich, dass an den Verbindungsenden 44 das Kraftübertragungselement 42 eine ballige oder gewölbte Form aufweist. Die ballige Form kann sowohl an der axialen Seite als auch an der radialen Seite des Kraftübertragungselementes 42 angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Form zudem als Außensechskant ausgeführt. Allgemein dient die beschriebene Form zur verbesserten Anbindung an den Elektromotor 50 bzw. dessen Rotor 52 auf der einen Seite, und auf der anderen Seite zur Anbindung an den Torsionsstab 24. Diese Form kann sowohl lediglich auf einer Seite auftreten oder in Kombination auf beiden Seiten. Dadurch ist ein Verkippen bzw. ein Versatz der beiden Drehachsen D1 und D2 zueinander möglich, wobei gleichzeitig ein stetiger und ordnungsgemäßer Antrieb durch das Kraftübertragungselement 42 bzw. den Elektromotor 50 gegeben ist.
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Weiter ist ersichtlich, dass das Kraftübertragungselement 42 zwischen den Verbindungsenden 44 eine kreisrunde Scheibe 46 aufweist, die sich in radialer Richtung zur Längsachse des Kraftübertragungselements 42 erstreckt. Der Durchmesser der Scheibe 46 ist so ausgelegt, dass dieser wenigstens dem 1,5- oder 2-fachen Durchmesser des Kraftübertragungselements 42 an einer anderen Stelle entspricht.
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Dem Kraftübertragungselement 42 kann eine Zentrierungseinrichtung 90 beigeordnet sein, die das Kraftübertragungselement 42 - und indirekt auch die Gurtwelle 20 - im Falle einer Verkippung bzw. Versatzes in die Ausgangsstellung zurückführt, in der die beiden Drehachsen D1 und D2 koaxial zueinander verlaufen.
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Vorzugsweise umfasst die Zentrierungseinrichtung 90 mehrere Federelemente 92, die eine Vorspannung auf das Kraftübertragungselement 42, insbesondere auf die Scheibe 46 ausüben. Die Federelemente 92 sind hiervor vorzugsweise als Blattfedern oder Tellerfedern ausgeführt, wobei die Federelemente 92 an einer Stirnseite der Scheibe 46 wirken und die Scheibe 46 zwischen den Federelementen 92 platziert ist, um von beiden Seiten, also einer Verkippung bzw. einem Versatz mit positiven oder negativen Vorzeichen entgegenwirken zu können.
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In Abhängigkeit der Abmaße von dem Durchmesser der Federelemente 92 zu dem Durchmesser der Scheibe 46 kann dadurch ein Hebel erzeugt werden, der auf die wirkenden Kräfte abgestimmt ist. Mittels der Zentrierungseinrichtung 90 und insbesondere durch die gewählten Federkonstanten der Federelemente 92 kann somit eine auf die Lager 56 des Elektromotors 50 wirkende Kraft beschränkt werden.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel ist aus den 7 und 8 ersichtlich. Das zweite Ausführungsbeispiel funktioniert wie das erste Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Kraftübertragung von der Antriebseinheit 50 zu der Gurtwelle 20. Der Kraftverlauf erfolgt hierbei nicht direkt von dem Kraftübertragungselement 42 auf den Torsionsstab 24, sondern wird über die Federelemente 92 an die Gurtspule 22 übertragen.
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Hierfür weist das Kraftübertragungselement 42 in Kombination mit dem Federelement(en) 92 eine Verzahnung 94 auf, die sich aus einer Innen- und Außenverzahnung zusammensetzt. Die Verzahnung 94 wirkt beidseitig, also auf beiden Seiten der Scheibe 46, sodass eine Kraftübergabe an beide Federelemente 92 erfolgen kann.
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Mittels einer weiteren Verzahnung 96 erfolgt der Kraftverlauf von dem Federelement(en) 92 zur Gurtspule 22. Anders als beim ersten Ausführungsbeispiel erfolgt also keine direkte Krafteinleitung in den Torsionsstab 24, sondern in die Gurtspule 22.
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Das Kraftübertragungselement 42 kann einem dem Torsionsstab 24 zugewandten Verbindungsende 44 ein Zentrierungselement 48 aufweisen. Diese greift in eine zentrale und axiale Öffnung an dem Torsionsstab 24 ein, sodass um diese Öffnung der Versatz oder die Verkippung ausgeglichen wird. Mit anderen Worten entsteht dadurch ein Gelenk um welches der Versatz/Verkippung erfolgen kann.
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Beide Ausführungsbeispiele haben wiederum gemeinsam, dass die erfindungsgemäße Kupplung 40 zum einen weitestgehend in einen Hohlraum der Gurtspule 22 integriert ist und dadurch auch als integraler Bestandteil der Gurtspule 22 definiert werden kann. Hierdurch wird der Gurtaufroller 10 sehr kompakt und raumsparend, insbesondere in Bezug auf deren radialen Bauraum. Zum anderen werden die Federelemente 92 vor oder bei einer Montage mittels einer Hülse 100 mit einer definierten Kraft vorgespannt. Dies erfolgt primär deshalb, da dadurch ein ungewolltes Spiel ausgeglichen wird. Die Kupplung 40 mit dem Kraftübertragungselement 42 und den Federelementen 92 wird sodann mittels der Hülse 100 an einem Spulentopf 110 der Gurtspule 22 fixiert. Insbesondere wird die Hülse 100 dabei um eine umlaufende Kante des Spulentopfes 110 gebördelt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gurtaufroller
- 20
- Gurtwelle
- 22
- Gurtspule
- 24
- Torsionsstab
- 26
- linker Endabschnitt
- 28
- rechter Endabschnitt
- 30
- Sicherheitsgurt
- 40
- Kupplung
- 42
- Kraftübertragungselement
- 44
- Verbindungsende
- 46
- Scheibe
- 48
- Zentrierungselement
- 50
- Elektromotor
- 52
- Rotor
- 54
- Scheiben des Rotors
- 56
- Lagerung
- 60
- Sperrbasis
- 70
- Leichtlastlager
- 80
- Rahmen
- 90
- Zentrierungseinrichtung
- 92
- Federelemente
- 94
- Verzahnung
- 96
- Verzahnung
- 100
- Hülse
- 110
- Spulentopf
- D1
- Drehachse der Antriebseinheit
- D2
- Drehachse der Gurtwelle
- F
- Gurtbandauszugskraft
