DE10353015B4 - Belt tensioner with sensitive control of its tensioner coupling - Google Patents

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Abstract

Gurtstraffer bestehend aus einem Gurtaufroller und einem daran mittels einer Strafferkupplung ankuppelbaren Strafferantrieb, wobei die Strafferkupplung durch die bei Auslösung des Strafferantriebs einsetzende Relativbewegung zwischen der Gurtwelle und dem Strafferantrieb betätigbar ist, wobei zwischen Strafferantrieb und Gurtwelle eine beschleunigungsabhängig das Anlaufen des Strafferantrieb erfassende und die Strafferkupplung unmittelbar betätigende Sensoreinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung aus einem zur Betätigung der Strafferkupplung eingerichteten und mit der Gurtwelle verbundenen außenverzahnten Wellenzahnrad (10) und aus einem am Umfang des Wellenzahnrades (10) angeordneten und permanent mit dem Wellenzahnrad (10) kämmenden Planetenzahnrad (15) besteht, wobei das Planetenzahnrad (15) an einem das Wellenzahnrad (10) umschließenden und mit dem Strafferantrieb verbundenen Ring (12) entgegen der Wirkung einer Feder (19) tangential zum Umfang des Wellenzahnrades (10) beweglich bis zum Eingriff eines ringfesten Anschlages (20) in die Außenverzahnung (16) des Planetenzahnrades (15) angeordnet und geführt ist. pretensioners consisting of a belt retractor and one by means of a Tensioner coupling engageable tensioner, with the tensioner coupling by when triggered the tightening drive starting relative movement between the belt shaft and the Strafferantrieb actuated is, between tensioner drive and belt shaft an acceleration-dependent the Starting the tensioner and the tensioner coupling directly actuated Sensor device is arranged, characterized in that the Sensor device from a for actuating the tensioner coupling equipped and connected to the belt shaft externally toothed Shaft gear (10) and from one on the circumference of the shaft gear (10) arranged and permanently meshed with the wave gear (10) Planet gear (15), wherein the planetary gear (15) to one the shaft gear (10) enclosing and with the tensioner drive connected ring (12) against the action of a spring (19) tangentially to the periphery of the shaft gear (10) movable to the engagement of a ring-fixed stop (20) in the outer toothing (16) of the planetary gear (15) arranged and guided is.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer bestehend aus einem Gurtaufroller und einem daran mittels einer Strafferkupplung ankuppelbaren Strafferantrieb, wobei die Strafferkupplung durch die bei Auslösung des Strafferantriebs einsetzende Relativbewegung zwischen der Gurtwelle und dem Strafferantrieb betätigbar ist, wobei zwischen Strafferantrieb und Gurtwelle eine beschleunigungsabhängig das Anlaufen des Strafferantrieb erfassende und die Strafferkupplung unmittelbar betätigende Sensoreinrichtung angeordnet ist.The The invention relates to a belt tensioner consisting of a belt retractor and a tensioner which can be coupled thereto by means of a tensioner coupling, the Strafferkupplung by the onset of the Strafferantriebs Relative movement between the belt shaft and the tensioner drive is actuated, wherein between tensioner drive and belt shaft an acceleration-dependent startup the tightening drive and the tensioner coupling directly actuated Sensor device is arranged.

Ein Gurtstraffer mit den vorgenannten Merkmalen ist in der DE 100 39 364 A1 beschrieben. Hierbei ist als Strafferantrieb ein Elektromotor vorgesehen, der in unterschiedlichen Betriebszuständen, dass heißt mit einem niedrigen oder hohen Abgabe-Drehmoment arbeitet in Abhängigkeit davon, ob der Elektromotor den Tragekomfort verbessern oder in einem Gefahren- oder Unfallgeschehen für einen entsprechend starken Gurtbandeinzug zum Straffen des Gurtes sorgen soll. Die jeweiligen Drehmomente werden über eine mechanische Schalteinrichtung übertragen, wobei die Schalteinrichtung in Abhängigkeit von der Änderung der Drehzahl, mit welcher das vom Elektromotor gelieferte Drehmoment auf die Gurtwelle übertragen wird, arbeitet. Die dazu erforderliche Schalteinrichtung ist in ihrer konstruktiven Auslegung kompliziert aufgebaut und umfasst zahlreiche Einzelteile, die einen entsprechend hohen Herstellungs- und Montageaufwand erfordern.A belt tensioner with the aforementioned features is in the DE 100 39 364 A1 described. Here, as a tensioner drive, an electric motor is provided, which operates in different operating conditions, that is, with a low or high output torque depending on whether the electric motor improve comfort or in a danger or accident for a correspondingly strong Gurtbandeinzug for tightening the belt should take care of. The respective torques are transmitted via a mechanical switching device, wherein the switching device operates in response to the change in the rotational speed with which the torque delivered by the electric motor is transmitted to the belt shaft. The required switching device is complicated in their structural design and includes numerous items that require a correspondingly high manufacturing and assembly costs.

Aus der DE 102 04 477 A1 ist ebenfalls ein einen elektromotorischen Antrieb aufweisender Gurtstraffer bekannt, bei welchem verschiedene Betriebsstufen einstellbar sind, nämlich eine vergleichsweise geringe Vorspannung des Gurtes bei normalem Fahrbetrieb, und eine stark erhöhte Spannung im Falle einer erkannten Gefahrensituation mit einer Beseitigung der Gurtlose. Hierzu sind zwei unterschiedliche Kupplungssysteme vorgesehen, die jeweils in den beiden Betriebsstufen wirksam werden, was ebenfalls entsprechend aufwendig ist.From the DE 102 04 477 A1 is also known an electromotive drive belt tensioner known in which various operating stages are adjustable, namely a comparatively low bias of the belt during normal driving, and a greatly increased voltage in the event of a detected dangerous situation with elimination of slack. For this purpose, two different coupling systems are provided, which are effective in each case in the two operating stages, which is also correspondingly expensive.

Ein ähnlicher Gurtstraffer ist schließlich aus der DE 101 58 871 C1 zu entnehmen, bei dem ebenfalls ein Elektromotor als Antrieb in einem Komfortbetrieb und in einem Strafferbetrieb arbeitet und entsprechend umsteuerbar ist. Auch hier sind zwei Kupplungssysteme vorgesehen.A similar belt tensioner is finally out of the DE 101 58 871 C1 can be seen in which also operates an electric motor as a drive in a comfort mode and in a Strafferbetrieb and is reversed accordingly. Again, two coupling systems are provided.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Gurtstraffer mit den gattungsgemäßen Merkmalen die Ansteuerung der Strafferkupplung zu vereinfachen und gleichzeitig ein schnelles Ansteuern der Strafferkupplung sicher zu stellen.Of the Invention is therefore the object of a belt tensioner with the generic features to simplify the control of the tensioner clutch and at the same time to ensure a quick control of the tensioner coupling.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The solution This object is apparent from the claim 1; advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung sieht im einzelnen vor, dass die Sensoreinrichtung aus einem zur Betätigung der Strafferkupplung eingerichteten und mit der Gurtwelle verbundenen außenverzahnten Wellenzahnrad und aus einem am Umfang des Wellenzahnrades angeordneten und permanent mit dem Wellenzahnrad kämmenden Planetenzahnrad besteht, wobei das Planetenzahnrad an einem das Wellenzahnrad umschließenden und mit dem Strafferantrieb verbundenen Ring entgegen der Wirkung einer Feder tangential zum Umfang des Wellenzahnrades beweglich bis zum Eingriff eines ringfesten Anschlages in die Außenverzahnung des Planetenzahnrades angeordnet und geführt ist. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass mit dem Wellenzahnrad und dem zugeordneten Planetenzahnrad ein Funktionspaar vorliegt, welches sowohl die Sensorfunktion als auch die Kupplungsfunktion für die Ankopplung des Wellenzahnrades an den Strafferantrieb in sich vereinigt. Damit ergibt sich einfacher Aufbau der gemeinsamen Sensor- und Kupplungseinrichitung und somit ein sehr schnell arbeitendes Sensor- und Kupplungssystem.The The invention provides in detail that the sensor device one for operation the Strafferkupplung and connected to the belt shaft externally toothed Worm gear and arranged from one on the circumference of the shaft gear and permanently meshing with the wave gear planetary gear, wherein the planetary gear at one of the shaft gear and enclosing ring connected with the tightening drive contrary to the effect of a Spring tangential to the circumference of the wave gear movable until Engagement of a ring-fixed stop in the outer toothing of the planetary gear arranged and guided is. The invention has the advantage that with the wave gear and the associated planetary gear is a functional pair, which both the sensor function and the coupling function for the Coupling of the shaft gear to the tensioner unit united in itself. In order to results in a simple structure of the common sensor and Kupplungseinrichitung and thus a very fast working sensor and coupling system.

Im einzelnen können beispielsweise Kupplungsglieder an dem Ring angeordnet und von dem Wellenzahnrad in Eingriff mit einer zugeordneten Verzahnung der Gurtwelle eingesteuert werden, oder es können stirnseitig an der Gurt-welle Kupplungsglieder angebracht sein, die von dem Wellenzahnrad in Kupplungseingriff mit einer am Strafferantrieb bzw. am Ring ausgebildeten Verzahnung eingesteuert werden; im letzteren Fall muss allerdings eine Relativdrehung zwischen der Gurtwelle und dem Wellenzahnrad bei Antrieb durch den Ring möglich sein, während ansonsten sich das Wellenzahnrad mit der Gurtwelle dreht.in the individual can For example, coupling members arranged on the ring and the shaft gear controlled in engagement with an associated toothing of the belt shaft be, or it can be mounted on the front side of the belt shaft coupling members, that of the shaft gear in clutch engagement with a on the tensioner drive or formed on the ring teeth are controlled; in the latter Case, however, must be a relative rotation between the belt shaft and the shaft gear while driving through the ring while otherwise possible the shaft gear rotates with the belt shaft.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Planetenzahnrad in einer Kulisse des Gurtstraffers geführt.To an embodiment The invention is the planetary gear in a backdrop of the belt tensioner guided.

Im Einzelnen ist nach einem Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Anordnung des Planetenzahnrades vorgesehen, dass das Planetenzahnrad in einer in dem Ring ausgebildeten Lücke angeordnet und längs der Erstreckung der Lücke geführt ist, wobei vorgesehen sein kann, dass die ringfest angeordnete Kulisse sich teilweise über die Lücke erstreckt und der Anschlag von einem Randbereich der Lücke des Ringes gebildet ist.in the Individual is according to an embodiment with regard to the arrangement of the planetary gear provided that arranged the planetary gear in a gap formed in the ring and along the Extension of the gap guided is, wherein it can be provided that the ring fixedly arranged backdrop partially over the gap extends and the stop from an edge region of the gap of the Ringes is formed.

In alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Feder als an dem Ring einerseits und an einem Lagerzapfen des Planetenzahnrades andererseits eingehängte Zugfeder ausgebildet ist oder dass die Feder als radial zur Lücke des Ringes angeordnete Blattfeder ausgebildet ist.In alternative embodiments The invention may be provided that the spring than at the ring on the one hand and on a journal of the planetary gear on the other hinged Tension spring is formed or that the spring than radially to the gap of the Ringes arranged leaf spring is formed.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Die einzige Figur zeigt eine schematische Ansicht einer an einen Strafferantrieb gekuppelten Sensoreinrichtung.In the drawing is an embodiment of Invention, which is described below. The single figure shows a schematic view of a to a tensioner drive coupled sensor device.

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, besteht die Sensoreinrichtung aus einem außenverzahnten Wellenzahnrad 10. Das Wellenzahnrad 10 mit Außenverzahnung 11 ist von einem Ring 12 umgeben, der eine sich über einen Teilumfang des Ringes 12 erstreckende Lücke 13 aufweist. In der Lücke 13 ist ein mit einer Außenverzahnung 16 versehenes Planetenzahnrad 15 gelagert, welches mit seitlich abstehenden Lagerzapfen 17 in einer ringfest angeordneten Kulisse 14 tangential zum Umfang des Wellenzahnrades 10 innerhalb der Lücke 13 des Ringes 12 beweglich geführt ist. Dabei steht die Außenverzahnung 16 des Planetenzahnrades 15 in ständigem Kämmeingriff mit der Außenverzahnung 11 des Wellenzahnrades 12.As is apparent from the drawing, the sensor device consists of an externally toothed shaft gear 10 , The wave gear 10 with external teeth 11 is from a ring 12 surrounded, which extends over a partial circumference of the ring 12 extending gap 13 having. In the gap 13 is one with an external toothing 16 provided planetary gear 15 stored, which with laterally projecting journals 17 in a ring fixed arranged backdrop 14 tangential to the circumference of the shaft gear 10 within the gap 13 of the ring 12 is movably guided. Here is the external teeth 16 of the planetary gear 15 in constant mesh with the external teeth 11 of the wave gear 12 ,

Das Planetenzahnrad 15 ist über eine einerseits an einem seiner Lagerzapfen 17 und andererseits an dem in Aufwickeldrehrichtung (Pfeil 23) gelegenen Ende der Lücke 13 angeordneten Federzapfen 18 andererseits eingehängte Zugfeder 19 festgelegt, wobei sich die Kulisse 14 ausgehend von der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage des Planetenzahnrades 15 in Gurtauszugsrichtung erstreckt. Das der Federeinhängung gegenüberliegende Ende der Lücke 13 ist als Anschlag 20 mit einer entsprechenden in die Außenverzahnung 16 des Planetenzahnrades 15 eingreifenden Spitze ausgebildet derart, dass bei tangentialer Verschiebung des Planetenzahnrades 15 in der Kulisse 14 der Anschlag 20 in die Außenverzahnung 16 des Planetenzahnrades 15 eingreift und dabei das Planetenzahnrad 15 stillsetzt.The planetary gear 15 is on one side on one of its journals 17 and on the other hand on the in the take-up rotation direction (arrow 23 ) situated end of the gap 13 arranged spring pin 18 on the other hand suspended tension spring 19 set, taking the backdrop 14 starting from the rest position of the planetary gear shown in the drawing 15 extends in Gurtauszugsrichtung. The spring suspension opposite end of the gap 13 is as a stop 20 with a corresponding in the external teeth 16 of the planetary gear 15 engaging tip formed such that at tangential displacement of the planetary gear 15 in the scenery 14 the stop 20 in the external teeth 16 of the planetary gear 15 engages while the planetary gear 15 shuts down.

Wie nicht weiter dargestellt, ist der Ring 12 mit dem sich drehenden Strafferantrieb verbunden. Wird der Ring 12 in Richtung des Pfeils 23 in Drehung versetzt, während die Gurtwelle und damit auch das Wellenzahnrad 10 noch stillstehen, so bleibt das Planetenzahnrad 15 in seiner Stellung stehen, während sich der Ring unter Spannung der Zugfeder 19 dreht, bis der Anschlag 20 in Eingriff in die Außenverzahnung 16 des Planetenzahnrades 15 gelangt. In dieser Stellung ist das Planetenzahnrad 15 in seiner weiteren Drehung blockiert, wonach das feststehende Planetenzahnrad 15 nun mit dem sich weiterdrehenden Ring 12 mitdreht und dadurch ebenfalls das Wellenzahnrad 10 in Richtung des Pfeils 23 dreht. Diese Relativdrehung des Wellenzahnrades 10 relativ zur Gurtwelle 12 wird nun für die Einsteuerung von nicht dargestellten Kupplungsklinken in eine entsprechend vorgesehene Kupplungsverzahnung umgesetzt, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Nach Abschluss der Straffbewegung reicht eine kurze Entlastung des Gurtbandes aus, sodass die Zugfeder 19 das Planetenzahnrad 15 wieder in seine ursprünglich Lage zurückbringt, wonach der selbstsperrende Gurtaufroller mit dem gurtbandsensitiven Steuersystem für eine normale Funktion wieder zur Verfügung steht.As not shown, the ring is 12 connected with the rotating tightening drive. Will the ring 12 in the direction of the arrow 23 set in rotation while the belt shaft and thus also the shaft gear 10 still stand still, so the planetary gear remains 15 stand in its position while the ring under tension of the mainspring 19 turns until the stop 20 in engagement with the external toothing 16 of the planetary gear 15 arrives. In this position is the planetary gear 15 blocked in its further rotation, after which the fixed planetary gear 15 now with the spinning ring 12 rotates and thus also the wave gear 10 in the direction of the arrow 23 rotates. This relative rotation of the shaft gear 10 relative to the belt shaft 12 is now implemented for the control of not shown coupling pawls in a correspondingly provided coupling teeth, as is known in the art. After completion of the tensioning movement, a short release of the strap is sufficient, so that the tension spring 19 the planetary gear 15 returns to its original position, according to which the self-locking belt retractor with the belt-sensitive control system for a normal function is available again.

Claims (6)

Gurtstraffer bestehend aus einem Gurtaufroller und einem daran mittels einer Strafferkupplung ankuppelbaren Strafferantrieb, wobei die Strafferkupplung durch die bei Auslösung des Strafferantriebs einsetzende Relativbewegung zwischen der Gurtwelle und dem Strafferantrieb betätigbar ist, wobei zwischen Strafferantrieb und Gurtwelle eine beschleunigungsabhängig das Anlaufen des Strafferantrieb erfassende und die Strafferkupplung unmittelbar betätigende Sensoreinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung aus einem zur Betätigung der Strafferkupplung eingerichteten und mit der Gurtwelle verbundenen außenverzahnten Wellenzahnrad (10) und aus einem am Umfang des Wellenzahnrades (10) angeordneten und permanent mit dem Wellenzahnrad (10) kämmenden Planetenzahnrad (15) besteht, wobei das Planetenzahnrad (15) an einem das Wellenzahnrad (10) umschließenden und mit dem Strafferantrieb verbundenen Ring (12) entgegen der Wirkung einer Feder (19) tangential zum Umfang des Wellenzahnrades (10) beweglich bis zum Eingriff eines ringfesten Anschlages (20) in die Außenverzahnung (16) des Planetenzahnrades (15) angeordnet und geführt ist. Belt tensioner consisting of a belt retractor and an engageable by means of a tensioner tensioner, the Strafferkupplung by the onset of Strafferantriebs relative movement between the spool and the tensioner is actuated, between tensioner and belt shaft an acceleration-dependent start the Strafferantrieb detected and the tensioner directly is arranged actuating sensor device, characterized in that the sensor device consists of a set up for actuating the tensioner clutch and connected to the belt shaft external toothed shaft gear ( 10 ) and one at the periphery of the wave gear ( 10 ) and permanently with the wave gear ( 10 ) meshing planetary gear ( 15 ), wherein the planetary gear ( 15 ) at one the wave gear ( 10 ) and ring connected to the pretensioner ( 12 ) against the action of a spring ( 19 ) tangential to the circumference of the wave gear ( 10 ) movable until engagement of a ring-fixed stop ( 20 ) in the external toothing ( 16 ) of the planetary gear ( 15 ) is arranged and guided. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenzahnrad (15) mit axialen Lagerzapfen (17) in einer Kulisse (14) des Strafferantriebes geführt ist.Belt tensioner according to claim 1, characterized in that the planetary gear ( 15 ) with axial bearing journals ( 17 ) in a scenery ( 14 ) of the tensioner drive. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenzahnrad (15) in einer in dem Ring (12) ausgebildeten Lücke (13) angeordnet und längs der Erstreckung der Lücke (13) geführt ist.Belt tensioner according to one of claims 1 or 2, characterized in that the planetary gear ( 15 ) in one in the ring ( 12 ) formed gap ( 13 ) and along the extent of the gap ( 13 ) is guided. Gurtstraffer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ringfest angeordnete Kulisse (14) sich teilweise über die Lücke (13) erstreckt und der Anschlag (20) von einem Randbereich der Lücke (13) des Ringes (12) gebildet ist.Belt tensioner according to claim 3, characterized in that the ring fixedly arranged backdrop ( 14 ) partially over the gap ( 13 ) and the stop ( 20 ) from an edge region of the gap ( 13 ) of the ring ( 12 ) is formed. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als an dem Ring (12) einerseits und an einem Lagerzapfen (17) des Planetenzahnrades (15) andererseits eingehängte Zugfeder (19) ausgebildet ist.Belt tensioner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring as on the ring ( 12 ) on the one hand and on a bearing journal ( 17 ) of the planetary gear ( 15 ) On the other hand, suspended tension spring ( 19 ) is trained. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als radial zur Lücke (13) des Ringes (12) angeordnete Blattfeder ausgebildet ist.Belt tensioner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spring as radial to the gap ( 13 ) of the ring ( 12 ) arranged leaf spring is formed.
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