DE10321218A1 - Gurtaufroller - Google Patents

Abstract

Es wird ein Gurtaufroller zur Verfügung gestellt, bei dem kein weiterer Gurteinzug notwendig ist, um die Gurtspule nach einer Straffung des Gurtbandes zu entriegeln. Im einzelnen weist der Gurtaufroller eine Gurtspule auf, die drehbar in einem Rahmen gelagert ist, und eine Kupplungsklinke, die schwenkbar an einer Stirnfläche der Gurtspule gelagert ist. Das Antriebsrad ist koaxial zur Gurtspule in dem Rahmen gelagert. Das Antriebsrad weist eine ringförmige Innenverzahnung im Bereich der Kupplungsklinke auf. Die Kupplungsklinke weist ein freies Ende auf, an dem ein Kupplungszahn oder ein Kupplungszahnpaar ausgebildet ist und das, in einem spannungslosen Zustand des Gurtbandes, aus einer Eingriffsposition, in der die Kupplungsverzahnung in eine Zahnlücke oder zwei benachbarte Zahnlücken der Innenverzahnung eingesteuert ist, in eine von der Innenverzahnung gelöste Freigabeposition beweglich ist. Der Elektromotor weist eine Ausgangswelle auf, die mit dem Antriebsrad über ein selbsthemmendes Getriebe verbunden ist, welches eine Drehung des Antriebsrads, die nicht durch eine Drehung der Ausgangswelle des Elektromotors hervorgerufen wird, verhindert. Durch die Wirkung des Selbsthemmungsmerkmals des Getriebes bildet die Kupplungsklinke mit der ringförmigen Innenverzahnung des Antriebsrads in der Tat zusätzlich zur selektiven Kupplungsfunktion einen automatischen Sperrmechanismus für die Gurtspule. Um eine Rückkehr der Kupplungsklinke in die Freigabeposition ohne einen weiteren ...

Description

• Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einer in einem Rahmen drehbar gelagerten Gurtspule, die im Notfall über einen Elektromotor zur Gurtbandstraffung zwangsangetrieben wird.
• Bei einem hochentwickelten Gurtaufroller, der mit einem reversiblen elektromotorischen Antrieb für die Auf- und Abrollfunktion sowie für die Gurtbandstraffung im Fall eines möglichen Notfalls versehen ist, wird die Gurtspule nach erfolgter Gurtbandstraffung durch ein mechanisches Sperrsystem blockiert. Das Sperrsystem weist allgemein eine schwenkbar im Aufrollerrahmen gelagerte Kupplungsklinke und eine mit dieser zusammenwirkende Sperrverzahnung am Umfang der Gurtspule auf. Die Verzahnungsgeometrie ist darauf ausgelegt, daß nach einer Erstberührung zwischen Kupplungsklinke und den Zähnen der Sperrverzahnung die Kupplungsklinke zwangsläufig zu einem vollen Eingriff in eine Lücke der Sperrverzahnung gezogen wird. In anderen Worten, die Sperrverzahnungsgeometrie weist einen Hinterschnitt auf. Da die Gurtbandstraffung eine reine Vorsichtsmaßnahme ist, muß eine normale Funktionsweise des Gurtaufrollers nach einer Sperrung wiederhergestellt werden. Mit einer solchen Sperrverzahnung ist es jedoch unmöglich, die Kupplungsklinke von der Sperrverzahnung ohne ein vorheriges Zurückdrehen der Gurtspule zu lösen. Ein solches Zurückdrehen der Gurtspule kann bewirkt werden durch eine Aktivierung des Elektromotors im Sinne eines Einzugs von etwas Gurtband. Da jedoch das Gurtband in einer solchen Situation bereits gespannt ist, werden dabei hohe Anforderungen an die Leistung des elektromotorischen Antriebs gestellt. Überdies würde ein Fahrzeuginsasse einen zusätzlichen Gurtbandeinzug mit einer daraus resultierenden zusätzlichen Spannung als unangenehm empfinden.
• Durch die Erfindung wird ein Gurtaufroller zur Verfügung gestellt, bei dem kein weiterer Gurtbandeinzug zur Entriegelung der Gurtspule im Anschluß an eine Gurtbandstraffung erforderlich ist. Im einzelnen hat der erfindungsgemäße Gurtaufroller eine in einem Rahmen drehbar gelagerte Gurtspule und eine Kupplungsklinke, die an einer Stirnfläche der Gurtspule schwenkbar gelagert ist. Das Antriebsrad ist im Rahmen koaxial zur Gurtspule gelagert. Das Antriebsrad weist eine ringförmige Innenverzahnung auf, die sich im Bereich der Kupplungsklinke erstreckt. Die Kupplungsklinke weist ein freies Ende auf, an dem ein Kupplungszahn oder ein Kupplungszahnpaar ausgebildet ist, und sie ist in einem spannungslosen Zustand des Gurtbandes aus einer eingesteuerten Position, bei der der Kupplungszahn oder die Kupplungszähne in eine Zahnlücke oder zwei benachbarte Zahnlücken eingesteuert ist oder sind, in eine von der inneren Verzahnung gelöste Freigabeposition beweglich. Der Elektromotor weist eine Ausgangswelle auf, die mit dem Antriebsrad über ein selbsthemmendes Getriebe verbunden ist, welches jede Drehung des Antriebsrades, die nicht durch eine Drehung der Ausgangswelle des Elektromotors hervorgerufen wird, verhindert. Durch die Wirkung des Selbsthemmungsmerkmals des Getriebes bildet die Kupplungsklinke mit der ringförmigen Innenverzahnung des Antriebsrades in der Tat zusätzlich zur selektiven Kupplungsfunktion einen automatischen Sperrmechanismus für die Gurtspule. Um eine Rückkehr der Kupplungsklinke in die Freigabeposition ohne einen weiteren Einzug des Gurtbandes und nach einer Gurtbandstraffung zu ermöglichen, ist eine geeignete Geometrie der beteiligten Verzahnungen gewählt. Speziell darf die Verzahnungsgeometrie keinen Hinterschnitt haben, d. h. der Klinkenzahn oder die Klinkenzähne soll oder sollen nicht an einer Oberfläche der mit ihm oder ihnen zusammenwirkenden ringförmigen Verzahnung im Verlauf seiner oder ihrer Bewegung zu einem gelösten Zustand anstoßen. Dann läßt sich durch eine geringfügige Drehung der Gurtspule in eine Abrollrichtung die Gurtspannung genügend reduzieren, um eine Freigabebewegung der Kupplungsklinke vom Antriebsrad zu gestatten.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform und aus der beigefügten Zeichnung, deren einzige Figur den Gurtaufroller schematisch in Seitenansicht darstellt.
• Der Gurtaufroller hat einen Rahmen 10, der aus einer Bodenplatte 12 und zwei rechtwinklig von dieser abgebogenen Schenkeln 14 besteht. Zwischen den Schenkeln 14 ist eine Gurtspule 16 auf einer Rotationsachse drehbar gelagert. Eine Kupplungsklinke 18 ist an einer Stirnfläche der Gurtspule 16 um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert. Die Kupplungsklinke 18 ist von einem ringförmigen Antriebsrad 20 umgeben, welches koaxial zur Gurtspule 16 angeordnet ist und eine mit der Kupplungsklinke 18 zusammenwirkende Innenverzahnung 22 aufweist. Am Außenumfang des Kupplungsrades 20 befindet sich eine Schneckengetriebeverzahnung 24, die in eine Antriebsschnecke 26 eingreift. Die Antriebsschnecke 26 ist im Rahmen 10 drehbar gelagert und an einer Ausgangswelle 28 eines Elektromotors 30 angeordnet.
• Die Kupplungsklinke 18 hat an ihrem freien Ende zwei Kupplungszähne 18a, 18b. Die Geometrie der Kupplungszähne 18a, 18b ist der Kupplungsverzahnung 22 angepaßt und hat symmetrische Zahnflanken hinsichtlich einer radialen Linie durch die Rotationsachse der Gurtspule 16 und eine jeweilige Zahnspitze. Ebenso weisen die Zähne der Verzahnung 22 symmetrische Zahnflanken hinsichtlich Radiallinien durch die Rotationsachse der Gurtspule 16 und eine jeweilige Zahnspitze auf. Die Verzahnungen sind somit hinterschnittfrei, so daß eine Freigabe der Klinke 18 aus der Verzahnung 22 ohne eine relative Drehung zwischen Gurtspule 16 und Antriebsrad 20 möglich ist.
• Die einzige Figur zeigt den Gurtaufroller mit der Kupplungsklinke 18 in einem aktivierten Zustand, wobei die Kupplungszähne 18a, 18b der Klinke 18 in gegenüberliegende Zahnlücken der Kupplungsverzahnung 22 eingreifen. In diesem Zustand, bei stillstehender Antriebsschnecke 26, ist die Gurtspule 16 gegen eine Drehung blockiert, da die Antriebsverbindung zwischen Antriebsschnecke 26 und Antriebsrad 20 selbsthemmend ist, d. h. eine Drehung kann nur durch eine Betätigung des Elektromotors 30 hervorgerufen werden. Die Ansteuerung der Kupplungsklinke 18 erfolgt auf herkömmliche Weise mittels eines mechanischen Sensors oder eines Elektromagneten.
• In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Schwenkachse der Kupplungsklinke 18 in bezug auf die Winkelposition des Kupplungszahns 18b in seinem eingesteuerten Zustand so gewählt, daß eine radiale Linie durch die Schwenkachse der Kupplungsklinke 18 und durch die Rotationsachse der Gurtspule 16 einen Winkel im Bereich zwischen 10° und 30° mit einer Radiallinie durch die Rotationsachse der Gurtspule 16 und die Spitze des Kupplungszahns 18a bildet. Als Folge einer solchen Geometrie wird die Kupplungsklinke 18 zwangsläufig in die Innenverzahnung 22 des Antriebsrads 20 eingesteuert, wenn das Gurtband G gespannt wird, läßt sich leicht von der Innenverzahnung 22 des Antriebsrads 20 lösen, wenn die Spannung des Gurtbands G nachläßt, und wird auch zwangsläufig von der Innenverzahnung 22 des Antriebsrads 20 gelöst, wenn letzteres relativ zur Gurtspule 16 in eine Abrollrichtung gedreht wird.
• Im Fall eines möglichen Notfalls, der von hinreichend bekannten geeigneten Sensoren erkannt wird, wird die Kupplungsklinke 18 in ihre in der Figur gezeigte Eingriffsposition geschwenkt, und der Elektromotor 30 wird aktiviert, um die Gurtspule 16 unter Kraftaufwendung in eine Aufrollrichtung zu drehen. Nach einer solchen Gurtstraffung steht das Gurtband G unter einer hohen Spannung, wie durch einen Pfeil angedeutet. Entsprechend stark ist die in die Kupplungsverzahnung 22 des Antriebsrads 20 eingesteuerte Kupplungsklinke 18 belastet. Zur Lösung der Kupplungsklinke 18 aus der Kupplungsverzahnung 22 wird nun die Antriebsschnecke 26 durch den Elektromotor 30 in Drehung versetzt, um das Kupplungsrad 20 und somit die Gurtspule 16 im Uhrzeigersinn zu drehen, wie durch einen Pfeil in der Figur angedeutet. Durch diese Drehung der Gurtspule 16 wird etwas Gurtband G von der Gurtspule 16 abgespult, bis das Gurtband weitgehend entlastet ist. In diesem Zustand kann sich die Kupplungsklinke 18 unter der Wirkung einer Rückstellfeder aus der Kupplungsverzahnung 22 lösen und in ihre gelöste Position zurückgeschwenkt werden. Der Gurtaufroller hat dann seine normalen Auf- und Abrollinktionen.

Claims (8)

1. Gurtaufroller für Fahrzeuge mit einem Rahmen, einer in dem Rahmen um eine Rotationsachse drehbar gelagerten Gurtspule, einem in dem Rahmen koaxial mit der Gurtspule drehbar gelagerten Antriebsrad und einer an einer Stirnfläche der Gurtspule um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Kupplungsklinke, wobei das Antriebsrad eine sich im Bereich der Kupplungsklinke erstreckende ringförmige Innenverzahnung aufweist, die Kupplungsklinke ein freies Ende aufweist, an dem wenigstens ein Kupplungszahn ausgebildet ist, und die Kupplungsklinke in einem im wesentlichen spannungsreduzierten Zustand des Gurtbands aus einer Eingriffsposition, in der der Kupplungszahn in eine Zahnlücke der Innenverzahnung eingesteuert ist, in eine von der Innenverzahnung gelöste Freigabeposition beweglich ist, und der Elektromotor eine Ausgangswelle aufweist, die mit dem Antriebsrad durch ein selbsthemmendes Getriebe verbunden ist, welches eine Drehung des Antriebsrads, die nicht durch eine Drehung der Ausgangswelle hervorgerufen wird, verhindert.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, bei dem die Innenverzahnung und die Kupplungsverzahnung eine komplementäre Geometrie aufweisen, so daß eine Bewegung der Kupplungsklinke von der Einsteuerposition zur Freigabeposition ohne eine relative Bewegung von Gurtspule und Antriebsrad möglich ist.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 2, bei dem die Kupplungsverzahnung eine Zahnspitze und von der Zahnspitze ausgehende, beidseitig einer Radiallinie durch die Zahnspitze und die Rotationsachse verlaufende Zahnflanken aufweist.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 3, bei dem die Radiallinie gegenüber einer Radiallinie, die durch die Rotationsachse und durch die Schwenkachse verläuft, in Umfangsrichtung und in Abrollrichtung der Gurtspule um einen Winkel im Bereich zwischen 10° und 30° versetzt ist.

5. Gurtaufroller nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, bei dem die Zahnflanken im wesentlichen symmetrisch zu beiden Seiten der Radiallinie verlaufen.

6. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Ausgangswelle mit einer Antriebsschnecke versehen ist und das Antriebsrad eine äußere Schneckenradverzahnung aufweist, die mit der Antriebsschnecke in Eingriff steht.

7. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Kupplungsklinke ein Paar benachbarter Kupplungszähne aufweist.

8. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der im wesentlichen spannungsreduzierte Zustand des Gurtbands durch eine geringe Drehung der Gurtspule in Abrollrichtung erreicht wird.