DE10204477B4 - Gurtstraffer - Google Patents

Abstract

Gurtstraffer eines Sicherheitsgurtes (1) für einen Insassen auf einem Sitz in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit
– Rückholeinrichtung (8) zur selbsttätigen Verkürzung des Gurtes sowie
– bei vorgegebenen Parametern, insbesondere vorgegebener Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeuges bzw. seines Aufbaus und/oder Überschreitung einer vorgegebenen Auszugsgeschwindigkeit des Gurtes, wirksamer Auszugssperre (5) des Gurtes
und vorzugsweise mit
– zusätzlicher irreversibler Spannvorrichtung (6), welche bei Erhalt eines durch eine Sensorik erzeugbaren Unfallsignales oder eines Signales zu einer Airbag-Auslösung kurzzeitig, z.B. für 10 bis 15 ms, eine irreversible Straffung des Gurtes mit eine Soll-Sitzposition des Insassen erhaltender starker Kraft, z.B. 4.000 N, bewirkt,
wobei
die Rückholeinrichtung (8) einen zwischen zwei Leistungsstufen umschaltbaren Rückholmotor (7) aufweist, welcher eine Welle (16) treibt, die über zwei parallele Kupplungen (10', 10'') antriebsmäßig mit einem auf ihr drehgelagerten Gurtwickel (4) verbunden bzw. verbindbar ist, wobei die eine Kupplung (10') mit ständigem begrenzten Kraftschluß arbeitet,...

Description

• Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer eines Sicherheitsgurtes für einen Insassen auf einem Sitz in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit
• – Rückholeinrichtung zur selbsttätigen Verkürzung des Gurtes sowie
• – bei vorgegebenen Parametern, insbesondere vorgegebener Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeuges bzw. seines Aufbaus und/oder Überschreitung einer vorgegebenen Auszugsgeschwindigkeit des Gurtes, wirksamer Auszugssperre des Gurtes und vorzugsweise mit
• – zusätzlicher irreversibler Spannvorrichtung, welche bei Erhalt eines durch eine Sensorik erzeugbaren Unfallsignales, z.B. Signal zu einer Airbag-Auslösung, kurzzeitig, z.B. für 10 bis 20 ms, eine irreversible Straffung des Gurtes mit starker Kraft, z.B. 4.000 N, bewirkt.
• Bei derzeit serienmäßig in Kraftfahrzeugen eingesetzten derartigen Gurtstraffern wird die Rückholeinrichtung durch eine Spiralfeder betätigt, die bei eingezogenem Gurt eine konstruktiv vorgegebene Vorspannung aufweist und beim Ausziehen des Gurtes entsprechend ihrer Federcharakteristik zunehmend gespannt wird.
• Die Auszugssperre arbeitet mit mechanischen Riegelorganen. Diese werden einerseits durch Trägheitskörper gesteuert, die aus einer riegelunwirksamen Position in eine riegelwirksame Position verlagert werden, wenn auf den Fahrzeugaufbau wirkende Kräfte eine einen geringen Schwellwert überschreitende Aufbaubeschleunigung bzw. -verzögerung bewirken. Andererseits werden Fliehkraftkörper aus einer riegelunwirksamen Position in eine riegelwirksame Position ausgelenkt, wenn ein zur Aufnahme des Gurtes dienender Wickel mit einer einen Schwellwert überschreitenden Drehbeschleunigung bzw. ruckartig in Auszugsrichtung des Gurtes gedreht wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß der Gurt bei gefahrgeneigten Fahrsituationen oder gar Unfällen gegen ein (weiteres) Ausziehen des Gurtes sicher arretiert wird.
• Im Hinblick auf die Tatsache, daß Fahrer und/oder – insbesondere – Beifahrer eines Fahrzeuges zumindest vorübergehend eine Position außerhalb der normalen oder gewünschten Sitzposition einnehmen können, sind den Gurtstraffern zumindest in höherwertigen Fahrzeugen irreversible Spannvorrichtungen zugeordnet, die typischerweise pyrotechnisch arbeiten und ausgelöst werden, wenn eine entsprechende Sensorik eine Kollision des Fahrzeuges „meldet" bzw. einen im Fahrzeug vorhandenen Airbag auslöst. Diese irreversiblen Gurtstraffer dienen dazu, den Sicherheitsgurt mit großer Kraft zu verkürzen. Auf diese Weise wird jegliche Lose des Gurtes am Körper des Insassen sowie an bzw. auf dem Wickel des Gurtes beseitigt und auch nach Erschlaffung eines zuvor ausgelösten Airbags eine optimale Sicherheit für den jeweiligen Insassen gegenüber eventuellen Sekundärkollisionen gewährleistet. In jedem Fall wird der Insasse von harten Strukturteilen des Fahrzeugaufbaus möglichst ferngehalten.
• Die irreversible Spannvorrichtung kann an einem Endanschlag des Gurtes, am Gurtschloss oder am Gurtaufrollerl angeordnet sein.
• In der DE 30 19 298 A1 wird die Möglichkeit aufgezeigt, den Gurt mittels eines Elektromotors zurückzuholen, der mit dem Gurtwickel über eine Rutschkupplung antriebsverbunden ist.
• Durch die Rutschkupplung wird gewährleistet, dass der Gurt von einer im Wesentlichen gleichbleibenden Kraft beaufschlagt wird und jederzeit, etwa wenn sich der angegurtete Insasse auf seinem Sitz in Ausziehrichtung des Gurtes bewegt, ausgezogen werden kann. Sobald sich der Insasse zurückbewegt, wird dann der Gurt wieder verkürzt. Eine derartige Anordnung bedeutet jedoch keinesfalls, dass auch eine in der DE 30 19 298 A1 überhaupt nicht dargestellte weitere Kupplung ohne Kraftbegrenzung vorhanden sein müsste. Denn die bei einer Kollision des Fahrzeuges notwendigen hohen Gurtkräfte werden ohne weiteres dadurch ermöglicht, dass der Gurt in bekannter Weise mit einer rein mechanisch arbeitenden Arretiervorrichtung versehen sein muss, die den Gurt automatisch gegen weiteres Ausziehen arretiert, wenn die Auszugsgeschwindigkeit des Gurtes und/oder die Beschleunigung des Fahrzeuges, einen geringen Schwellwert überschreiten. Eine solche Arretiervorrichtung muss aus Sicherheitsgründen auch dann vorhanden sein, wenn motorische Mittel zur parameterabhängigen Steuerung der Gurtkraft vorhanden sind. Denn es muss mit der Möglichkeit gerechnet werden, dass der Motor durch Unterbrechung der Energiezufuhr unwirksam wird.
• Zur Verbesserung des Komforts ist es gemäß der DE 39 38 081 A1 bekannt, der zur Betätigung der Rückholeinrichtung vorgesehenen Feder einen Elektromotor zuzuordnen, um das relativ stationäre Widerlager der Rückholfeder zu verstellen. Auf diese Weise kann die Gurtspannung verändert und insbesondere erreicht werden, daß auch bei sehr weit ausgezogenem Gurt, wie es bei überdurchschnittlicher Körpergröße oder -fülle des Insassen notwendig ist, die Spannung des Gurtes gering bleibt und dementsprechend der Tragekomfort verbessert wird. Sobald der Gurt zum Aufwickeln zurückgeführt wird, wird das relativ stationäre Widerlager vom vorgenannten Motor in eine Ausgangsstellung zurückgeführt, so daß der Gurt sicher aufgewickelt werden kann.
• Ähnliche Anordnungen sind Gegenstand der DE 41 12 620 A1 sowie der DE 195 01 076 A1 .
• Auch nach der DE 100 13 870 A1 ist bei einem Gurtstraffer vorgesehen, mittels eines Elektromotors das stationäre Widerlager einer Rückholfeder zu verstellen, um eine Komfortfunktion gewährleisten zu können:
  Sobald das Gurtschloß geöffnet wird, wird das stationäre Federwiderlager der Rückholfeder so verstellt, dass sich eine erhöhte Gurtspannung einstellt und der Gurt sicher zurückgezogen werden kann. Beim Schließen des Gurtschloßes wird das stationäre Federwiderlager der Rückholfeder derart verstellt, dass sich eine vergleichweise geringe Gurtspannung ergibt, so dass der durch den Gurt gesicherte Insasse nur einen geringen Druck des Gurtes spürt.
• In der DE 43 32 205 A1 ist zur Rückholung eines ausziehbaren Gurtes eine Federanordnung vorgesehen, der ein Motor zugeordnet ist, um die von der Federanordnung bewirkte Rückzugskraft zu vermindern. Auf diese Weise wird der Tragekomfort des Gurtes insbesondere dann erhöht, wenn der Gurt bei beleibten Personen sehr weit ausgezogen werden muss. Zusätzlich ist am Gurtschloss eine Leistungsstrafferanordnung vorgesehen, die bei stärkeren Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeuges wirksam wird. Für die Funktion einer solchen Anordnung muss notwendigerweise eine Arretiervorrichtung vorhanden sein, die ein weiteres Ausziehen des Gurtes verhindert, wenn die Auszugsgeschwindigkeit und/oder die Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeuges vorgegebene Schwellwerte überschreiten.
• Außerdem ist gemäß der DE 100 13 870 A1 vorgesehen, dass der Elektromotor über eine Schaltkupplung, die von einer elektrischen oder elektronischen Gurtstraffersteuerung betätigt wird, direkt mit dem Gurtwickel verbunden werden kann, um den Gurt reversibel zu straffen. Diese Straffung erfolgt, wenn eine Sensorik einen gefährlichen Fahrzustand meldet. Im Ergebnis soll erreicht werden, dass der Insasse bei einem Unfall durch einen eng anliegenden Grund gesichert wird.
• Nach der DE 100 01 840 A1 ist ein Elektromotor über zwei zueinander parallele Getriebewege, die unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen, mit dem Gurtwickel verbunden bzw. verbindbar. Der eine Getriebeweg, welcher ständig eingeschaltet, das heißt antriebswirksam, ist, umfasst Kraftschlusselemente, derart, dass nur ein begrenztes Drehmoment übertragbar ist. Der andere Getriebeweg, welcher zwischen Durchtrieb und Leerlauf umschaltbar ist, arbeitet mit Formschluss, das heißt, es können im Rahmen der konstruktiv vorgegebenen Belastbarkeit beliebige Drehmomente übertragen werden.
• Aus der DE 299 08 959 U1 ist eine besondere Kupplungsanordnung bekannt, über die ein Motor mit dem Wickel eines Sicherheitsgurtes verbunden werden kann, um den Sicherheitsgurt motorisch mit größerer Kraft zu straffen. Diese bekannte Kupplungsanordnung besteht aus einer Reihenschaltung zweier Kupplungen. Dabei ist die eine Kupplung als Formschlußkupplung mit Federklinken ausgebildet, die von Rückholfedern in ihre dem offenen Zustand dieser Kupplung entsprechende Lage gedrängt werden. Jedoch werden die Federklinken durch abscherbare Stifte in ihrer die Formschlußkupplung schließenden Lage festgehalten. Bei der anderen Kupplung handelt es sich um eine kraftschlüssige Klemmrollenkupplung, die normal offen ist, so dass der Gurtwickel relativ zum Motor drehbar ist. In einer Gefahrensituation wird der Motor betätigt, mit der Folge, dass die letztgenannte Kupplung schließt und der Motor den Gurtwickel mit entsprechend großer Kraft zur starken Straffung des Gurtes antreibt. Dabei werden die die Federklinken der Formschlußkupplung arretierenden Stifte abgeschert und dementsprechend unwirksam. Die Formschlußkupplung bleibt jedoch unter dem von ihr übertragenden Motormoment geschlossen. Sobald der Motor ausgeschaltet wird, öffnet sich die Formschlußkupplung, vorausgesetzt, dass der zuvor vom Motor gestraffte Gurt hinreichend entlastet wird. Dazu genügt es, dass sich der durch den Gurt gesicherte Insasse etwas gegen die Sitzrücklehne stemmt. Damit wird der Gurt wieder freigegeben und der Insasse kann sich aus dem Gurt befreien. Bei dieser bekannten Kupplungsanordnung wird einerseits der Effekt ausgenutzt, dass die kraftschlüssige Klemmrollenkupplung beim Anlaufen des Motors weich schließt und die Formschlußkupplung später allein durch Entlastung des Gurtes und ohne die Notwendigkeit, ein längeres Gurtstück zurückführen zu müssen, öffnen kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Gurtstraffer zu schaffen, der sich durch eine kompakte Konstruktion auszeichnet und sowohl unter Sicherheits- als auch Komfortaspekten optimal arbeiten kann.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Rückholeinrichtung einen zwischen zwei Leistungsstufen umschaltbaren Rückholmotor aufweist, welcher eine Welle treibt, die über zwei parallele Kupplungen antriebsmäßig mit einem Gurtwickel verbunden bzw. verbindbar ist, wobei die eine Kupplung mit ständigem begrenzten Kraftschluß arbeitet, welcher nur die Übertragung einer geringen Kraft bzw. eines geringen Momentes zuläßt, und wobei die andere Kupplung normal offen ist und bei Einschaltung der hohen Leistungsstufe des Rückholmotors schließt, und wobei die hohe Leistungsstufe des Rückholmotors automatisch bei Auftreten eines Gefahrensignales eingeschaltet wird.
• Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Rückholmotor in seiner geringen Leistungsstufe mit parameterabhängig variierbarer Leistung arbeitet, wobei eine minimale Leistung eingestellt wird, solange aus Signalen einer Sensorik ableitbar ist, daß der Insasse in einer Soll-Position sitzt.
• Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine motorisch angetriebene Rückholeinrichtung vorzusehen, die einerseits mit hoher Leistung zu arbeiten vermag, um bei einer sensorisch ermittelten Gefahrensituation den Gurt derart straffen zu können, daß eine eventuell vorhandene Lose des Gurtes vollständig zurückgeführt wird und der Gurt immer schon gestrafft ist, bevor aus der Gefahrensituation heraus ein Unfall entstehen sollte.
• Durch die erfindungsgemäß vorgesehene reversible Gurtstraffung kann also einerseits eine deutlich erhöhte Sicherheit gewährleistet werden, insbesondere kann die irreversible Spannvorrichtung noch schneller wirken, so daß der Insasse bei einem Unfall sehr früh vom Gurt gehalten wird, d.h. die Gurtspannung ist auf den Unfall vorbereitet worden.
• Andererseits bietet der steuerbare Rückholmotor die Möglichkeit, bei normalen Fahrsituationen einen besonders hohen Komfort zu gewährleisten, indem der Motor nur zur Erzeugung einer sehr geringen Rückholkraft angesteuert wird. Diese kann so gering eingestellt sein, daß der Insasse den Gurt praktisch nicht merkt. Bei eventuellen Bewegungen des Insassen kann diese Rückholkraft maßvoll erhöht werden, um die gegebenenfalls notwendige Gurtrückholung zu verbessern.
• Durch Trägheitseffekte des Rückholmotors und – insbesondere – durch Reibung, die in einem dem Rückholmotor in der Regel zugeordneten Getriebe auftritt, kann der Sicherheitsgurt nicht ohne weiteres gegen den arbeitenden Rückholmotor bzw. unter Umkehrung der Drehrichtung des Rückholmotors ausgezogen werden. Diese Schwierigkeit wird bei der Erfindung ausgeräumt, da bei einem Auszug des Gurtes lediglich der Kraftschluß der ersten Kupplung zu überwinden ist, solange der Rückholmotor in seiner niedrigen Leistungsstufe arbeitet, d.h. bei normalem Fahrbetrieb.
• Im Ergebnis wird also durch die Erfindung gewährleistet, daß der Gurt bei normalem Fahrbetrieb nur wenig angespannt ist, gegen vergleichsweise geringen Widerstand ausgezogen werden kann und mit komfortbetonter maßvoller Kraft motorisch zurückgezogen wird.
• Andererseits wird bei einer Gefahrensituation sofort eine stark erhöhte Gurtspannung eingestellt, so daß das Gurtsystem für einen eventuellen Unfall „vorbereitet" ist.
• Alle diese Funktionen können durch den erfindungsgemäßen Rückholantrieb ausgeführt werden.
• Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Kupplung als Gradientenkupplung ausgebildet, die automatisch schließt, wenn der rückholmotorseitige Kupplungseingang mit einen Schwellwert überschreitender Geschwindigkeit bewegt wird und/oder zwischen Kupplungseingang und -ausgang eine einen Schwellwert überschreitende Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsdifferenz auftritt. Dieser geschlossene Zustand der zweiten Kupplung bleibt aufrechterhalten, solange eine Kraft- oder Momentenübertragung erfolgt, d.h. die Kupplung kann nur bei verschwindender Kraft- bzw. Momentenübertragung öffnen.
• Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, die Kupplung durch „Linkslauf" des Motors zu öffnen, d.h, dadurch, daß der Motor kurz entgegen der Gurtstraffrichtung läuft.
• In jedem Fall ist mit einfachen Mitteln sicher gewährleistet, daß die zweite Kupplung bei Einschaltung der hohen Leistungsstufe des Rückholmotors schließt und bei Umschaltung auf die niedrige Leistungsstufe öffnen kann.
• Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben wird.
• Dabei zeigt
• 1 eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Gurtstraffersystems und
• 2 einen Axialschnitt einer Kupplungsanordnung mit einer ersten Kupplung, die mit begrenztem Kraftschluß arbeitet, sowie einer dazu parallelen zweiten Kupplung, die normal offen ist und bei erhöhten Drehzahlunterschieden zwischen Eingang und Ausgang der Kupplung öffnet.
• Gemäß 1 besitzt ein Sicherheitsgurt 1 in bekannter Weise eine an ihm befestigte Schloßzunge 2, die sich in üblicher Weise in ein Gurtschloß 3 einführen bzw. vom Gurtschloß 3 trennen läßt. Der Sicherheitsgurt 1 wird auf einen Wickel 4 aufgewickelt, derart, daß der Sicherheitsgurt 1 die jeweils gewünschte bzw. benötigte Länge hat. Dies wird weiter unten näher dargestellt.
• Dem Wickel 4 ist in bekannter Weise eine mechanische Auszugssperre 5 zugeordnet, die den Wickel 4 gegen eine Drehung in Abwickelrichtung des Sicherheitsgurtes 1 sperrt, wenn die Drehgeschwindigkeit des Wickels 4 und/oder die Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeuges, in dem der Sicherheitsgurt 1 angeordnet ist, einen Schwellwert überschreiten.
• Des weiteren kann dem Wickel 4 eine irreversible Spannvorrichtung 6 zugeordnet sein, die in bekannter Weise pyrotechnisch arbeitet und gezündet wird, wenn eine fahrzeugseitige Sensorik eine Kollision bzw. eine unmittelbar bevorstehende Kollision des Fahrzeuges erkennt. In diesem Falle bewirkt die Spannvorrichtung 6 eine irreversible Gurtstraffung mit sehr starker Kraft, z.B. 4.000 N. Dadurch kann erreicht werden, daß der durch den Sicherheitsgurt 1 gesicherte Insasse auf seinem Sitz in einer Soll-Sitzposition gehalten und dadurch in besonderem Maße vor Kollisionen mit Innenraumteilen des Fahrzeuges geschützt wird.
• Außerdem ist dem Wickel 4 parallel zur Auszugssperre 5 eine motorisch, vorzugsweise durch Elektromotor 7, angetriebene Rückholeinrichtung 8 zugeordnet, mit der der Wickel 4 mit einem Drehmoment in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes 1 beaufschlagt wird, um den Sicherheitsgurt auf der jeweils benötigten Länge zu halten.
• Die Antriebsverbindung zwischen Elektromotor 7 und Wickel 4 erfolgt über ein Getriebe 9, beispielsweise ein Riemengetriebe, sowie eine Kupplungsanordnung 10, welche funktionsmäßig durch zwei parallel zueinander angeordnete Kupplungen 10' und 10'' darstellbar ist. Die Kupplung 10' ist ständig geschlossen, kann jedoch nur ein sehr begrenztes Drehmoment entsprechend einer Gurtspannung von maximal 5 N übertragen. Die Kupplung 10'' vermag größenordnungsmäßig deutlich höhere oder praktisch beliebig große Drehmomente zu übertragen, ist jedoch normal offen und schließt nur, wenn der Rückholmotor 7 auf eine vorgegebene erhöhte Leistungsstufe geschaltet wird.
• Zur Steuerung der Leistung des Elektromotors 7 dient eine Steuerschaltung 11, welche eingangsseitig mit einer Sensorik für verschiedene Betriebsparameter verbunden ist.
• Diese Sensorik kann einen schloßseitigen Sensor 12 aufweisen, dessen Signal wiedergibt, ob die Schloßzunge 2 in das Gurtschloß 3 eingesteckt ist oder nicht.
• Des weiteren ist eine Sensoranordnung 13 vorgesehen, die gefährliche bzw. gefahrengeneigte Fahrsituationen zu erfassen gestattet. Beispielsweise kann die Sensoranordnung 13 die Betätigung von Fahr- und Bremspedal, das Ansprechen einer Bremsassistent-Vorrichtung sowie den Fluiddruck im Bremssystem und damit den Betätigungszustand der Fahrzeugbremse des Fahrzeuges erfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die Sensoranordnung 13 auch fahrzeugseitige Beschleunigungen bzw. Verzögerungen erkennen.
• Außerdem kann ein Drehgeber 14 oder ein sonstiger Sensor vorgesehen sein, dessen Signale erkennen lassen, ob der Wickel 4 des Sicherheitsgurtes 1 gedreht bzw. der Sicherheitsgurt 1 in Ein- oder Auszugsrichtung bewegt wird.
• Die Steuerschaltung arbeitet wie folgt:
  Zunächst wird davon ausgegangen, daß die Sensoranordnung 13 keinen Gefahrenzustand meldet. Außerdem möge sich der Insasse in eine normale Sitzposition gesetzt und angeschnallt haben. Diesen Zustand kann die Steuerschaltung 11 aus den Signalen des Sensors 12 am Gurtschloß sowie des Sensors 14 am Wickel ermitteln und als „normale" Auszugslänge des Gurtes speichern. Nunmehr wird der Elektromotor 7 so angesteuert, daß ein geringes Drehmoment in Rückzugsrichtung des Gurtes erzeugt wird. Dieses Drehmoment wird über die ständig geschlossene Kupplung 10' auf den Wickel 4 übertragen, der dementsprechend eine Rückzugskraft von beispielsweise 2 N auf den Sicherheitsgurt ausübt.
• Wenn sich nun der Insasse mit maßvoller Geschwindigkeit nach vorne beugt, wird der Sicherheitsgurt 1 entsprechend ausgezogen, wobei die Kupplung 10' durchrutscht und den Auszugswiderstand des Sicherheitsgurtes auf beispielsweise 5 N begrenzt. Bei der genannten Vorwärtsbewegung des Insassen wird also der Elektromotor 7 vom Wickel 4 nicht in Auszugsrichtung des Sicherheitsgurtes 1 mitgeschleppt, so daß dementsprechend auch nicht relativ hohe Selbsthemmungskräfte des Getriebes 9 oder des Motors 7 überwunden werden müssen.
• Die vorgenannte Bewegung des Insassen, die durch den Sensor 14 gemeldet wurde, kann bewirken, daß die Steuerung 11 den Motor 7 vorübergehend mit leicht erhöhtem Drehmoment in Rückzugsrichtung des Gurtes treibt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Sicherheitsgurt 1 dem Insassen gut folgt, wenn sich dieser aus der vorübergehend eingenommenen nach vorn gebeugten Position in seine Normalposition zurückbewegt.
• Nach einer vorgegebenen Zeitspanne nach der letzten vom Sensor 14 gemeldeten Gurtbewegung bzw., wenn wiederum die „normale" Auszugslänge des Gurtes erreicht wird, kann der Motor 7 auf das obengenannte besonders niedrige Drehmoment zurückgesteuert werden, um die Gurtspannung entsprechend gering zu halten und für den Insassen einen besonders hohen Tragekomfort zu gewährleisten.
• Falls während der Fahrt von der Sensoranordnung 13 ein gefährlicher bzw. gefahrengeneigter Fahrzustand, beispielsweise ein Fahrzustand mit stärkerer Bremsbetätigung, gemeldet wird, steuert die Steuerschaltung 11 den Motor 7 auf einen hohen Leistungsbereich in Rückzugsrichtung des Sicherheitsgurtes 1 um, wobei gleichzeitig die für die Übertragung hoher Momente ausgelegte normal offene Kupplung 10'' schließt. Damit wird der Sicherheitsgurt 1 mit großer Kraft, beispielsweise 150 N oder mehr, zurückgezogen. Dies gewährleistet, daß der Sicherheitsgurt 1 straff am Körper des Insassen anliegt und insbesondere eine gegebenenfalls vorhandene Lose des Sicherheitsgurtes schnellstens zurückgeführt wird. Sollte nun tatächlich ein Unfall auftreten, ist damit gewährleistet, daß der Insasse in einen gut gestrafften Sicherheitsgurt 1 fällt. Der Sicherheitsgurt 1 bietet damit einen optimalen Schutz.
• Wenn die Schloßzunge 2 aus dem Gurtschloß 3 gelöst wird, erzeugt der Sensor 12 ein entsprechendes Signal. Dies kann dazu führen, daß die Steuerschaltung 11 den Motor 7 wiederum so ansteuert, daß dieser in seinem niedrigen Leistungsbereich entsprechend einer geöffneten Kupplung 10'' arbeitet, jedoch mit etwas erhöhtem Moment, um den Sicherheitsgurt schnell und vollständig aufzuwickeln.
• In 2 ist nun beispielhaft dargestellt, wie der Wickel 4 mit dem Ausgang des Getriebes 9 kuppelbar ist.
• Der nur ausschnittsweise dargestellte Wickel 4 ist mittels eines Rillenkugellagers 15 auf einer Welle 16 drehgelagert. Die Lagerschalen des Rillenkugellagers 15 stützen sich an einander diametral gegenüberliegenden Ringstufen am Außenumfang der Welle 16 sowie am Innenumfang des Wickels 4 ab, derart, daß der Wickel 4 in 2 an einer Axialbewegung nach links relativ zur Welle 16 gehindert ist. Radial zwischen der Welle 16 und dem Innenumfang des Wickels 4 ist eine normal offene Klemmrollenkupplung 17 angeordnet, deren Klemmrollen nur bei vergleichsweise schneller Drehung des Wickels relativ zur Welle 16 in Auszugsrichtung des auf dem Wickel 4 angeordneten Gurtes in ihre Klemmlage übergehen und die Welle 16 mit dem Wickel 4 drehfest kuppeln.
• Auf einem Endteil der Welle 16 ist ein Hülsenteil 18 fest angeordnet, welches einen in 2 linken Außenumfangsabschnitt mit axialen Rippen aufweist, die mit einem gegengleich verrippten Innenumfang eines den Ausgang des Getriebes 9 (vgl. 1) bildenden Riemenrades 19 zusammenwirken, derart, daß das Riemenrad 19 drehfest, jedoch axial verschiebbar auf dem Hülsenteil 18 und damit auf der Welle 16 gehalten wird.
• Des weiteren ist auf einen Gewindeabschnitt des Hülsenteiles 18 ein Ringteil 20 aufgedreht, welches als hülsenfestes Widerlager einer Federanordnung 21 dient, die im dargestellten Beispiel aus zwei ringförmigen Tellerfedern besteht und das Riemenrad 19 vom Ringteil 20 wegzuschieben sucht, d.h. das Riemenrad 19 wird axial gegen den Wickel 4 gespannt.
• Am einander axial gegenüberliegenden Stirnseiten des Wickels 4 sowie des Riemenrades 9 sind Kugelumlaufbahnen mit Rastvertiefungen für Rastkugeln 22 angeordnet, wobei die von der Federanordnung 21 ausgeübten Federkräfte, die das Riemenrad 19 axial gegen den Wickel 4 spannen, die Kugeln 22 in Rasteingriff in den Rastvertiefungen der Kugelumlaufbahnen zu halten suchen.
• Dementsprechend sind der Wickel 4 und das Riemenrad 19 miteinander über die Rastkugeln 22 durch Rasteingriff miteinander gekuppelt, derart, daß zwischen Wickel 4 und Riemenrad 19 ein durch die Rastkräfte begrenztes Drehmoment übertragen werden kann. Wird dieses Drehmoment überschritten, werden die Rastkugeln 22 aus den Rastvertiefungen der Kugelumlaufbahnen am Wickel 4 sowie am Riemenrad 19 ausgehoben, wobei das Riemenrad 19 eine der Rasttiefe entsprechende Axialbewegung gegen die Kraft der Federanordnung 21 (in 2 nach rechts) ausführt.
• Die Kupplung des Riemenrades 19 über die Rastkugeln 22 mit dem Wickel 4 entspricht der ständig geschlossenen Kupplung 10' in 1. Die normal geöffnete Klemmrollenkupplung 17 entspricht der normal geöffneten Kupplung 10'' in 1.
• Solange der Motor 7 (vgl. 1), der mit dem Riemenrad 19 antriebsgekoppelt ist, mit geringer Leistung betrieben wird, können zwischen der Welle 16 und dem Wickel 4 allenfalls nur geringe Drehzahlunterschiede auftreten, mit der Folge, daß die Klemmrollenkupplung 17 offen bleibt und nur die Verrastung des Riemenrades 19 über die Rastkugeln 22 am Wickel 4 wirksam ist. Damit kann einerseits vom Motor 7 ein geringes Drehmoment auf den Wickel 4 übertragen werden. Andererseits kann der Wickel 4 unter Überwindung des Rastwiderstandes gegenüber dem Riemenrad 19 gedreht werden.
• Sobald der Motor 7 auf hohe Leistung umgesteuert wird, treibt er das Riemenrad 19 mit hoher Drehzahl an, derart, daß zumindest vorübergehend hohe Drehzahlunterschiede zwischen der Welle 16 und dem Wickel 4 auftreten und die Klemmrollenkupplung 17 schließt. Damit kann dann die oben beschriebene reversible Gurtstraffung erfolgen.
• Die Klemmrollenkupplung 17 ist ein Beispiel für eine sogenannte Gradientenkupplung, die bei Überschreitung eines vorgegebenen Schwellwertes der Drehzahlunterschiede schließt.
• Anstelle einer Gradientenkupplung können grundsätzlich auch andere Kupplungen verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, eine elektrisch gesteuerte Schaltkupplung einzusetzen, die simultan mit Umsteuerung des Motors 7 auf hohe Leistung in ihren geschlossenen Zustand geschaltet wird und im übrigen ihren geöffneten Zustand einnimmt.
• Außerdem ist es prinzipiell möglich, die beiden Kupplungen 10' und 10'' funktional durch eine einzige Kupplung zu ersetzen, die aus einem Normalzustand mit geringem Kraftschluß bzw. geringem übertragbaren Moment in einen Sonderzustand mit sehr hohem Kraftschluß bzw. sehr hohem übertragbaren Moment umschaltbar ist.
• Abweichend von der zeichnerisch dargestellten Ausführungsform kann auch eine Kupplung 10'' eingesetzt werden, die bei Drehung der Antriebswelle in Aufwickelrichtung schließt. Diese Drehung erfolgt erst, wenn die Kupplung 10' durchrutscht und eine Drehung zwischen Eingangs- und Abtriebsseite der Kupplung 10' auftritt.

Claims (8)

1. Gurtstraffer eines Sicherheitsgurtes (1) für einen Insassen auf einem Sitz in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit – Rückholeinrichtung (8) zur selbsttätigen Verkürzung des Gurtes sowie – bei vorgegebenen Parametern, insbesondere vorgegebener Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeuges bzw. seines Aufbaus und/oder Überschreitung einer vorgegebenen Auszugsgeschwindigkeit des Gurtes, wirksamer Auszugssperre (5) des Gurtes und vorzugsweise mit – zusätzlicher irreversibler Spannvorrichtung (6), welche bei Erhalt eines durch eine Sensorik erzeugbaren Unfallsignales oder eines Signales zu einer Airbag-Auslösung kurzzeitig, z.B. für 10 bis 15 ms, eine irreversible Straffung des Gurtes mit eine Soll-Sitzposition des Insassen erhaltender starker Kraft, z.B. 4.000 N, bewirkt, wobei die Rückholeinrichtung (8) einen zwischen zwei Leistungsstufen umschaltbaren Rückholmotor (7) aufweist, welcher eine Welle (16) treibt, die über zwei parallele Kupplungen (10', 10'') antriebsmäßig mit einem auf ihr drehgelagerten Gurtwickel (4) verbunden bzw. verbindbar ist, wobei die eine Kupplung (10') mit ständigem begrenzten Kraftschluß arbeitet, welcher nur die Übertragung einer geringen Kraft bzw. eines geringen Momentes zuläßt, und wobei die andere Kupplung (10'') normal offen ist und bei Einschaltung der hohen Leistungsstufe des Rückholmotors schließt, und wobei die hohe Leistungsstufe des Rückholmotors automatisch bei Auftreten eines Gefahrensignales eingeschaltet wird.
2. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückholmotor (7) in seinem niedrigen Leistungsbereich parameterabhängig steuerbar und auf eine vorgegebene minimale Leistung eingestellt ist, wenn aus Signalen einer Sensorik (12, 14) ableitbar ist, dass der Insasse in einer Soll-Position sitzt bzw. seine Sitzposition seit einer vorgegebenen Zeitspanne unverändert gelassen hat.
3. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückholmotor (7) in seiner niedrigen Leistungsstufe parameterabhängig steuerbar und auf eine vorgegebene erhöhte Leistung eingestellt ist, wenn der Gurt (1) bewegt bzw. ausgezogen wird.
4. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kupplung (10') miteinander verrastbare Kupplungsein- und Kupplungsausgänge aufweist.
5. Gurtstraffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei durch Federkraft axial gegeneinander gespannte Räder (4, 19) Rastelemente bzw. -kugeln (22) eingespannt sind, die in einander gegenüberliegenden Kugelumlaufbahnen an den vorgenannten Rädern geführt und in daran vorgesehene Rastvertiefungen einsenkbar sind.
6. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (10'') als Gradientenkupplung ausgebildet ist.
7. Gurtstraffer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (10'') als normal offene Klemmrollenkupplung ausgebildet ist.
8. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kupplung (10'') als Schaltkupplung ausgebildet ist, die beim Umschalten des Rückholmotors (7) auf den hohen Leistungsbereich schließt.