DE4342666A1 - Vorrichtung zum Drehantrieb einer Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrollers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Drehan­ trieb einer Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrol­ lers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist in den deutschen Pa­ tentanmeldungen P 43 03 095.5 und P 43 31 723.5 be­ schrieben. Für den Drehantrieb der Wickelwelle wird längs der Wickelwellenachse ein von einem Antriebs­ mittel, beispielsweise pyrotechnischem Antriebsmit­ tel, antreibbarer Antriebskörper, der bei den bekann­ ten Vorrichtungen durch zwei ineinander verschiebbare Kupplungskörper gebildet wird, in Drehung versetzt. Diese Drehung kann zur Straffung des Sicherheitsgur­ tes dienen. Durch die Anordnung des Antriebskörpers im Hohlraum der hohl ausgebildeten Wickelwelle er­ reicht man eine kompakte Anordnung für den Drehan­ trieb der Wickelwelle.

Durch die im Patentanspruch 1 angegebene Vorrichtung wird mit einer verringerten Anzahl an Einzelbauteilen ein Drehantrieb der Wickelwelle geschaffen.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbil­ dungen der Erfindung gekennzeichnet.

Zur Erzielung einer kraftschlüssigen Verbindung von Antriebskörper und Wickelwelle bei dem Drehantrieb der Wickelwelle wird wenigstens eine Schneide verwen­ det, die am Antriebskörper oder an der Wickelwelle gelagert sein kann und welche bei der Antriebsbewe­ gung des Antriebskörpers in das Material der Wickel­ welle, bevorzugt an der Wickelwelleninnenseite und/ oder des Antriebskörpers, sich einschneidet. Die für das Einschneiden erforderliche Arbeit wird vom An­ triebsmittel, mit welchem der Antriebskörper ange­ trieben wird, geliefert. Der Antriebskörper kann über die Schneide in Normalbetrieb mit der Wickelwelle mitdrehen. Bevorzugt ist der Antriebskörper jedoch in Normalbetrieb bzw. in seiner Normalposition außer Kraft- und Formschluß mit der Wickelwelle. Der An­ triebskörper kann durch Gewindeeingriff mit einer axialen Führung, die als Gewindespindel ausgebildet sein kann, bei seiner Antriebsbewegung gedreht werden und bildet auf diese Weise mit der Führung einen Spindel-Mutterantrieb. Ferner kann der Antriebskörper der Träger der die Kupplungsfunktion zwischen dem Antriebskörper und der Wickelwelle erfüllenden wenig­ stens einen Schneide sein. Wenn mehr als eine Schnei­ de vorgesehen sind, können diese in gleichen Winkel­ abständen voneinander am Umfang des ringförmig ausge­ bildeten Antriebskörpers angeordnet sein.

Durch die Verwendung einer Schneide als Kupplungsele­ ment zwischen Antriebskörper und Wickelwelle ist es nicht mehr erforderlich, den Antriebskörper aus zwei kuppelbaren Teilen zu bilden. Der Antriebskörper kann aus einem Ringteil bestehen, an dessen Umfang die Schneide bzw. die Schneiden vorgesehen sind.

Der Anstellwinkel der Schneide bzw. der Schneiden gegenüber der axialen Richtung kann zwischen 0 und etwa 45° liegen. Durch den Anstellwinkel der Schneide kann in Zusammenwirkung mit der Steigung des Gewin­ des, mit welchem der Antriebskörper bei der Axialfüh­ rung in Eingriff ist, das auf die Wickelwelle wirken­ de Drehmoment und die Anzahl der Wickelumdrehungen beim Gurtstraffen eingestellt werden. In diesem Zu­ sammenhang ist es möglich, die Steigung des Gewindes, in welches der Antriebskörper bei seiner Antriebsbe­ wegung eingreift, so zu ändern, daß ein während der Antriebsbewegung des Antriebskörpers ansteigendes Drehmoment erzeugt wird.

Als Antriebsmittel kann eine Treibgasladung verwendet werden. Diese kann eine Abbrandcharakteristik im Sin­ ne eines steigenden Drehmomentes während der An­ triebsbewegung haben. Die Treibgasladung kann mecha­ nisch oder elektrisch zündbar sein.

In bevorzugter Weise kann der Antriebskörper auch die Funktion des Trägers für die Treibgasladung haben. Der Wickelwellenhohlraum ist wenigstens an einer Sei­ te abgeschlossen, beispielsweise durch eine Endplat­ te, die dann zwischen sich und dem Antriebskörper während der Antriebsbewegung einen expandierenden Druckgasraum begrenzt.

Ferner kann der Antriebskörper als Träger für einen Stator eines Elektroantriebs für die Wickelwelle die­ nen. Die Statorpole dieses Elektroantriebs bzw. Elek­ tromotors befinden sich am Antriebskörper, und die Rotorpole des Elektromotors befinden sich an der Wickelwelle. Wenn der Antriebskörper sich in seiner Normalposition befindet, kann er beispielsweise an der als Spindel ausgebildeten axialen Führung durch eine von der Antriebskraft der Treibgasladung über­ windbaren Fixierung ortsfest bezüglich der Wickelwel­ le gehalten sein. Durch Stromzufuhr, beispielsweise zu den Statorpolen, kann dann die Wickelwelle in Dre­ hung versetzt werden. Wenn der Elektromotor als Gleichstrommotor ausgebildet ist, kann durch entspre­ chende Polwahl die Drehrichtung der Wickelwelle ge­ ändert werden. Hierdurch lassen sich beispielsweise mit Hilfe des Elektroantriebes die Funktionen erfül­ len, welche in der deutschen Patentanmeldung P 43 14 176.5 oder der deutschen Patentanmeldung P 43 32 205.0 beschrieben sind. Diese Funktionen die­ nen insbesondere zur Erhöhung des Komforts des Gurt­ aufrollers und der Vorstrammung bzw. Vorstraffung des Sicherheitsgurtes für auf das Fahrzeug bzw. den Kör­ per des Fahrzeuginsassen wirkende Belastungen oder Beschleunigungen unterhalb eines bestimmten Schwel­ lenwertes.

Anhand der Figur wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Wic­ kelwelle 1 eines Sicherheitsgurtaufrollers. Die Wic­ kelwelle 1 ist innen hohl (Hohlraum 13) ausgebildet. In der Wickelwellenachse erstreckt sich eine Führung in Form einer Gewindespindel 4. An der Gewindespindel 4 ist ein Antriebskörper 2 gelagert. In der Darstel­ lung des Ausführungsbeispiels befindet sich der Antriebskörper 2 in seinem Normalposition, in welcher der normale Gurtaufroll- und Gurtabwickelbetrieb des Gurtaufrollers durchgeführt werden kann. Der An­ triebskörper ist im wesentlichen ringförmig ausgebil­ det und an der axialen Führung 4 gelagert. Er kann durch ein zusätzliches, nicht näher dargestelltes Fixierungsmittel in der Normalposition fixiert sein. Das Fixierungsmittel ist so beschaffen, daß es durch die Antriebskraft des noch zu erläuternden Antriebs­ mittels gelöst wird, beispielsweise kann es sich um einen abscherbaren Fixierungsstift handeln.

An den beiden Enden ist die Wickelwelle 1 bzw. der Hohlraum 13 durch Endplatten 8 und 14 abgedeckt. Über die Endplatten 8 und 14 kann die Wickelwelle 1 an der axialen Führung 4 außerhalb des Gewindes gelagert sein. Hierzu können in den Bereichen 17 und 18 leichtgängige Drehlager, beispielsweise in Form von Kunststoffhülsen, vorgesehen sein.

Die als Gewindespindel ausgebildete axiale Führung 4 ist am Rahmen 5 des Gurtaufrollers drehfest befestigt und abgestützt. Es kann sich hier um eine unbewegli­ che bzw. ortsfeste Abstützung für den Fall eines Festrollenautomaten oder um eine außerhalb der Wic­ kelwelle 1 liegende Schwenkachse schwenkbare Abstüt­ zung für den Fall eines Hubrollenautomaten handeln. Die axiale Führung 4 bildet sowohl eine Abstützung für die Drehlagerung der Wickelwelle 1 als auch für die Führung des Antriebskörpers 2 durch den Hohlraum 13 der Wickelwelle.

Am Unfang des ringförmigen Antriebskörpers 2 sind eine oder mehrere Schneiden 3 vorgesehen. Die Schneiden 3 besitzen keilförmige Schneidkanten mit vom Wickelwelleninnern nach außen hin sich erhöhender Schneidkante. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schneidkanten 3 außer Eingriff mit der In­ nenwand der Wickelwelle 1. Um die Schneidkanten 3 in das Material an der Innenseite der Wickelwelle 1 in schneidenden Eingriff zu bringen, ist in Antriebs­ richtung (Pfeil A des Antriebskörpers 2 gesehen) nach der Normalposition des Antriebskörpers 2, welche in der Figur dargestellt ist, ein Wickelwellenbereich 20 vorgesehen mit verringertem Innendurchmesser. Wenn der Antriebskörper 2 in Antriebsrichtung A angetrie­ ben wird, kommen die Schneiden 3 mit diesem nach in­ nen ragenden Teil der Wickelwelle 1 über eine schräge umlaufende Fläche 19 in schneidenden Eingriff, so daß ein Kraft- und Formschluß zwischen dem Antriebskörper 2 und der Wickelwelle 1 herstellbar ist.

Für den Antrieb des Antriebskörper 2 ist eine Treib­ gasladung 6 vorgesehen. Die Treibgasladung 6 ist in einer Ausnehmung des ringförmigen Antriebskörpers 2 im Bereich des Innendurchmessers des Antriebskörpers 2 vorgesehen. Die Treibgasladung 6 kann in Ringform in der Ausnehmung des Antriebskörpers 2 angeordnet sein. Die Treibgasladung 6 kann durch eine Zündein­ richtung 9 gezündet werden. Die Zündeinrichtung 9 ist in einem Hohlraum der axialen Führung 4 unterge­ bracht. Die Zündeinrichtung 9 kann mechanisch oder, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt ist, elektrisch gezündet werden. Über einen Booster 10 erfolgt eine Verstärkung der Zündwirkung, und durch Zündkanä­ le 11, welche sich radial in der axialen Führung 1 erstrecken, wird die Zündwirkung auf die Treibgasla­ dung 6 zur Einwirkung gebracht. Diese kann von innen nach außen gesehen in mehreren ringförmigen Schichten angeordnet sein. Durch die mehreren Schichten der Treibgasladung 6 kann eine gestuft oder kontinuier­ lich ansteigende Antriebskraft durch entsprechende Abbrandcharakteristik erreicht werden. Zwischen dem Antriebskörper 2 und der Endplatte 9 bildet sich ein expandierender Druckraum nach Zündung der Treibgasla­ dung 6. Ein Treibgasgenerator mit gestufter Antriebs­ wirkung ist beispielsweise aus der deutschen Offenle­ gungsschrift DE 42 13 265 A1 bekannt.

Der Antriebskörper 3 ist daher nicht nur Träger der als Kupplung zwischen dem Antriebskörper und der Wickelwelle wirkenden Klinke 3, sondern auch der Trä­ ger für den Treibgasgenerator, der durch die Treib­ gasladung 6 gebildet wird.

Bei der Bewegung des Antriebskörpers 2 in Antriebs­ richtung A kommt die jeweilige Schneide 3 mit dem Wickelwellenteil, der einen verringerten Innendurch­ messer aufweist, in schneidenden Eingriff. Ferner kommt der Antriebskörper 2 mit dem Gewinde der axia­ len Führung (Gewindespindel) in Eingriff und wird hierdurch bei der Bewegung in Richtung A gegenüber dem Rahmen 5 gedreht. Aufgrund des Form- und Kraftschlusses, der zwischen dem Antriebskörper 2 und der Wickelwelle 1 über die Schneide bzw. die Schneiden 3 hergestellt wird, wird die Wickelwelle 1 mitgedreht und auf die aufgewickelten Gurtbandlagen und die am Körper des Fahrzeuginsassen anliegenden Gurtbandteile eine straffende Wirkung ausgeübt. Die linke Endplatte 14 besitzt Austrittsbohrungen 15, durch welche ein Druckausgleich auf der linken Seite des Antriebskör­ pers 2 bei dessen Antriebsbewegung erfolgt. Durch keilförmige Ausgestaltung des Anfangsbereichs 19 des Wickelwellenteils, der mit den Schneiden 3 in Ein­ griff kommt, und durch entsprechende keilförmige Aus­ bildung der Schneidkanten der Schneiden 3 erreicht man ein zunächst relativ niedriges Anlaufdrehmoment, das bis zum endgültigen Antriebsmoment sich steigert. Zusätzlich kann die Steigung des Gewindes der axialen Führung 4 entsprechend bemessen sein, so daß das Drehmoment, welches auf die Wickelwelle 1 wirkt, eine ansteigende Charakteristik hat. Ferner kann durch entsprechende Wahl des Anstellwinkels der länglich ausgebildeten Schneidkanten der Schneiden 3 gegenüber der Achsrichtung bzw. Bewegungsrichtung A eine weiche Ankupplung des Antriebskörpers 2 an die Wickelwelle 1 erreicht werden. Der Anstellwinkel der geradlinig verlaufenden Schneidkanten kann zwischen 0 und etwa 45° liegen, wobei die Neigung in Richtung oder gegen die Richtung der Steigung des Gewindes der axialen Führung 4 ist. Dies hängt von den jeweils geforderten Wirkungen, welche vom Antriebskörper 2 auf die Wik­ kelwelle 1 bei der Drehmomenterzeugung vorliegen sol­ len, ab. Zwischen der axialen Führung 4 und dem An­ triebskörper 2 können noch Eingriffskugeln für einen möglichst reibungsfreien Gewindeeingriff vorgesehen sein.

Ferner dient der Antriebskörper 2 als Träger für ei­ nen Stator (Statorpole 7) eines Elektroantriebs der Wickelwelle 1. An der Wickelwelle 1 sind den Stator­ polen 7 gegenüber liegende Rotorpole 12 vorgesehen. Die Pole 7 und 12 des Elektroantriebs befinden sich in der Normalposition des Antriebskörpers 2, welche in der Figur dargestellt ist. Der so gewonnene Elek­ troantrieb, welcher beispielsweise in der Weise wir­ ken kann, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 43 02 042.9 beschrieben ist, kann zur Erhöhung des Komforts des Gurtaufrollernormalbetriebes eingesetzt werden. Der Elektroantrieb ist hierzu bevorzugt als in seiner Drehrichtung umpolbarer Gleichstromantrieb ausgebildet. Der Elektroantrieb kann daher für die Funktionen zur Erhöhung des Bedienungskomforts des Gurtaufrollers eingesetzt werden, welche in der deut­ schen Patentanmeldung P 43 32 205.0 beschrieben sind. Diese Funktionen werden vom Elektroantrieb dann aus­ geführt, wenn der Antriebskörper 2 sich in seiner Normalposition befindet und die Wickelwelle 1 sich frei gegenüber dem Antriebskörper 2 bewegen kann.

Die Erläuterungen des Ausführungsbeispieles zeigen, daß man einen kompakten Aufbau des Drehantriebs für die Wickelwelle im Wickelwelleninnern erreicht. Der Drehantrieb erfüllt eine Vielzahl von Funktionen. Diese sind die Gurtstrafferfunktion und Komfortfunk­ tionen beim Anlegen und Abnehmen des Gurtbandes, so­ wie eine Vorstrafferfunktion, beispielsweise beim scharfen Abbremsen des Fahrzeugs.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Drehantrieb einer Wickelwelle eines Sicherheitsgurtaufrollers in Gurtaufwic­ kelrichtung mit einem von einem Antriebsmittel längs der Wickelwellenachse antreibbaren An­ triebskörper, durch den bei seiner Antriebsbewe­ gung ein Drehmoment auf die Wickelwelle über­ tragbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur kraftschlüssigen Verbindung von An­ triebskörper (2) und Wickelwelle (1) wenigstens eine Schneide (3) vorgesehen ist, die bei der Antriebsbewegung des Antriebskörpers (2) in das Material der Wickelwelle (1) und/oder des An­ triebskörpers (2) einschneidbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antriebskörper (2) in Normal­ position außer Kraft- und Formschluß mit der Wickelwelle (1) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antriebskörper (2) durch Gewindeeingriff mit einer axialen Führung (4) bei seiner Antriebsbewegung drehbar ist und Trä­ ger der wenigstens einen Schneide (3) ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel der Schneide (3) gegenüber der axialen Richtung zwischen 0 und 45°beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Führung (4) am Rahmen (5) des Gurtaufrollers abgestützt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der axialen Füh­ rung (5) die Wickelwelle (1) drehbar gelagert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskörper (2) durch eine zündbare Treibgasladung (6) an­ treibbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Treibgasladung (6) am An­ triebskörper (2) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskörper (2) Träger eines Stators (7) eines Elektroantriebs für die Wickelwelle (1) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Rotorpole (12) des Elektroantriebs an der Wickelwelle (1) vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (13) der Wickelwelle, durch welchen der Antriebskör­ per sich bei seiner Antriebsbewegung bewegt, wenigstens an der Seite, an welcher der An­ triebskörper (2) sich in seiner Ruheposition befindet, mit einer Endplatte (8) abgeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündeinrichtung (9-11) für die Treibgasladung (6) in einem Hohlraum der axialen Führung (4) vorgesehen ist.