WO2013075818A1 - Kupplung für einen gurtstraffer - Google Patents

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WO2013075818A1
WO2013075818A1 PCT/EP2012/004802 EP2012004802W WO2013075818A1 WO 2013075818 A1 WO2013075818 A1 WO 2013075818A1 EP 2012004802 W EP2012004802 W EP 2012004802W WO 2013075818 A1 WO2013075818 A1 WO 2013075818A1
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WO
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coupling
pawl
clutch
tooth
coupling according
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PCT/EP2012/004802
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Nuding
Wolfgang Holbein
Original Assignee
Trw Automotive Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/12—Freewheels or freewheel clutches with hinged pawl co-operating with teeth, cogs, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R2022/4666—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by electric actuators
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    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R2022/468—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by clutching means between actuator and belt reel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R2022/469—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up reusable

Definitions

  • the invention relates to a controllable coupling for a belt tensioner, in particular a reversible belt tensioner.
  • Reversible belt tensioners have a drive which can be coupled by means of a coupling with the reel axle of a belt reel.
  • the belt reel In regular operation of the belt retractor, the belt reel is decoupled from this drive, so that a rolling or unwinding of the webbing of the belt reel is possible.
  • the coupling is coupled to the belt reel by activating the drive, so that the webbing is wound onto the belt reel and thus retracted.
  • the clutch has an output element with a toothing, which can be coupled via a plurality of pawls with a drive part.
  • the pawls are usually arranged so that these, after the connection between the drive part and driven element is made, are pressed by the force acting on the drive part in the toothing.
  • the pawls are evenly distributed over the circumference of the output element, so that a uniform force transmission between the drive and retractor axis takes place. This is necessary to prevent additional forces due to an off-center force application.
  • a disadvantage of these couplings is that a control is required, which ensures a simultaneous activation of all pawls. If there is no synchronization of the pawls, it is possible that individual pawls can not be controlled and thus an uneven power transmission to the output element.
  • the object of the invention is to provide a controllable coupling for a belt tensioner, which allows a simple structure and a more uniform power transmission between the drive and retractor.
  • a controllable coupling for a belt tensioner is provided with a drive part, an output element and a coupling pawl, which is movably mounted in the drive part between an initial position and an activated position and coupled in the activated position, the drive part with the output element, wherein the coupling pawl in the loaded position is loaded to train.
  • the invention is based on the basic idea that the coupling pawl is not loaded, as is known in the prior art, to pressure, but to train.
  • the previously known coupling pawls can be based only selectively on the output element due to the designed for a pressure load construction.
  • the arranged on a tensile load clutch pawl may partially surround the output member in the circumferential direction, thus providing a larger contact surface for a power transmission.
  • an embodiment with only one coupling pawl is possible.
  • a bearing pin is preferably provided, on which the coupling pawl is pivotally mounted.
  • the bearing pin is viewed in the direction of rotation of the drive member arranged in front of the point of engagement between the output element and clutch pawl.
  • the clutch link is guided to activate only on the outer circumference of the output element and hooked when turning the drive member with this.
  • a trained as a bolt or rivet support member is provided, against which the free end of the coupling pawl is applied when the coupling pawl is in the activated position.
  • the coupling pawl in the controlled position the driven element in the circumferential direction to a maximum of half the circumference. This allows a connection between the clutch pawl and the output element at two approximately opposite points, so that the introduction of force can be evenly distributed over the circumference of the output element.
  • the support element is used here to determine the position of the coupling pawl in the activated position.
  • the coupling pawl In order to enclose the driven element in the circumferential direction, the coupling pawl, starting from a bearing portion extends arcuately, wherein a first coupling tooth on the driven element facing side of the coupling pawl is arranged.
  • the power transmission via at least one clutch tooth, which can engage in a toothing on the output element.
  • At least one second clutch tooth may be provided on the clutch pawl.
  • a third clutch tooth is provided in addition to the second clutch tooth.
  • the angular distance between the second and the third clutch tooth and the bearing portion, based on a central axis of the clutch and an activated state of the clutch pawl at least 120 °, preferably more than 140 °, in particular almost 180 °.
  • a support surface can be provided, against which the output element rests when the clutch pawl is in the activated position.
  • the Kuppiungsklinke is also on between the clutch teeth on the output element.
  • the position of the Kuppiungsklinke is set independently of a support element in the controlled position.
  • the coupling may have a fixed housing, within which the drive part is arranged, so that the coupling forms an externally closed, protected unit.
  • a control element is preferably arranged, which can transfer the coupling pawl from the starting position to the controlled position.
  • the drive usually the drive member is moved with the coupling pawl mounted thereon.
  • the control element is coupled to the drive in such a way that it causes the coupling pawl to swing in against the output element due to the rotating drive part.
  • the coupling pawl can be rotated, for example, with the output element and thereby be moved against the control that this is pressed for example by a ramp provided on the control against the output element.
  • the control of the clutch pawl can be done without additional moving parts or a control.
  • the belt tensioner should usually be returned to the initial state in which the coupling pawl is not coupled to the output element, so that a regular operation of the belt retractor is possible.
  • a control geometry is preferably provided on the control, which can reset the clutch pawl from the activated position to the starting position and thus decouples the drive from the belt reel.
  • the Ausberichtgeometrie example is designed so that upon rotation of the control in an opposite direction of rotation is a Aus excusen the clutch pawl.
  • the control may be, for example, a ring which is frictionally mounted in the housing.
  • This ring should not rotate with the belt reel in regular operation of the belt retractor, but be limited to an activation of the belt tensioner with this rotatable.
  • the ring is preferably formed slotted and is biased by a compression spring in the housing. The compression spring pushes the slot apart, so that the ring is pressed radially outwardly against the housing due to the larger diameter.
  • a return spring is preferably provided, which pretensions and de-arms the control element in the direction of the starting position. This prevents disturbing noises and additionally precludes inadvertent activation of the control element by acceleration of the belt retractor.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a belt retractor with reversible belt tensioner and with a coupling according to the invention
  • FIG. 2 shows a perspective view of the belt reel in the housing
  • FIG. 3 shows a plan view of the drive unit of a reversible belt tensioner with a coupling according to the invention
  • FIG. 4 shows a detailed view of the coupling according to the invention in a non-coupled state
  • FIG. 5 is a perspective view of the coupling of Figure 4
  • - Figure 6 is a detail view of the coupling according to the invention in the coupled state.
  • the drive 20 of the belt tensioner 16 has a drive motor 26 with a motor gear 28 which is coupled to a spur gear 30.
  • This spur gear 30 is coupled via the clutch 18 with the belt reel 14.
  • the input side of the clutch 18 is formed by a coupling carrier 32 which is rotatably connected to an input gear 34 of the clutch.
  • the clutch carrier 32 is arranged within a retaining ring 36 which is supported on a stationary on the belt tensioner arranged holding element 38, so that a rotation of the retaining ring is prevented.
  • the center of this retaining ring 36 is located on an axis with the belt reel 14 and the stub axle 22.
  • Within this retaining ring 36 of the clutch carrier 32 is rotatably mounted, which in turn is permanently coupled via the input gear 34 with the spur gear 30.
  • the coupling carrier 32 is thus driven by the drive motor 26.
  • a coupling pawl 40 is provided on the coupling support 32, via which, as will be explained below, a frictional connection between the coupling support 32 and the belt reel can be produced.
  • the drive motor 26 via the motor gear 28, the spur gear 30, the input gear 34, the clutch carrier 32, the clutch pawl 40 and the drive gear 24 (the output member of the clutch) to rotate the belt reel 14 and thus retract webbing.
  • the coupling pawl 40 is pivotally mounted on the coupling support 30 with a bearing pin 42.
  • the coupling pawl 40 starting from a bearing portion 44, with the the coupling pawl 40 is mounted on the bearing pin 42, arc-shaped and extends in the circumferential direction about the drive teeth 24 of the belt reel.
  • the coupling pawl 40 is formed substantially semicircular, wherein the center of the semicircle in the controlled position of the coupling pawl - in which the coupling pawl 40 is coupled to the drive toothing 24 - on the central axis of the belt reel 14 is located.
  • a bolt-shaped support member 46 is provided, on which the bearing portion 44 opposite the end of the arcuate coupling pawl 40 rests in the activated position or is supported.
  • a first coupling tooth 48 and a second and a third coupling tooth 50, 52 are provided on the inside of the arcuate coupling pawl 40. If the coupling pawl 40 is moved about the bearing pin 42 from the starting position shown in FIGS. 4 and 5 into the controlled position shown in FIG. 6, the coupling pawl 40 engages with the coupling teeth 48, 50, 52 in the drive toothing 24. If the clutch carrier 32 is moved in the winding direction A, thereby a frictional connection with the drive toothing 24 is produced and the belt reel 14 is rotated by the drive 20 in the winding A direction. The clutch pawl 40 is thereby loaded to train, the power transmission over all clutch teeth 48, 50, 52 takes place.
  • the coupling pawl 40 between the first coupling tooth 48 and the second coupling tooth 50 on the inner side of the sheet on a support surface 72, with which the coupling pawl 40 abuts in the activated position on the drive toothing.
  • the position of the clutch pawl 40 is fixed in the controlled position.
  • deformation due to the tensile forces occurring is reliably prevented, since the coupling pawl 40 is supported by the drive teeth 24.
  • a control element 54 is provided within the retaining ring 36.
  • the control element 54 has a ring 56 which is arranged within the retaining ring 36.
  • the ring 56 has an interruption 58, is provided in a compression spring 60, which presses the ring 56 apart.
  • the ring 56 is thereby frictionally pressed radially outward against the inside of the retaining ring 36.
  • a driving geometry 62 and a driving geometry 64 are provided on the ring 56.
  • the input geometry 62 has a ramp 66.
  • the Ausmatigeometrie 64 forms a guide in which a provided on the clutch pawl 68 is performed.
  • a tension spring 70 is arranged, which biases the control in the direction of the starting position.
  • the drive 20 is activated, so that the input side of the clutch, that is, the clutch carrier 32 with the input gear 34 is rotated in a winding A direction.
  • the coupling pawl 40 mounted on the coupling carrier 32 is also moved in the winding direction A and thereby displaced against the control element 54 and the input geometry 62.
  • the clutch pawl 40 is pivoted against the drive teeth 24.
  • the clutch teeth 48, 50, 52 engage in the drive toothing 24, whereby the output element of the clutch formed by the drive toothing 24 is coupled to the clutch carrier 32 and the input side of the clutch.
  • the drive gear 24 is also rotated in the winding direction A by a further rotation of the coupling carrier 32, whereby a seat belt is wound onto the belt reel 14.
  • the clutch pawl 40 is thereby loaded to train, wherein the force is applied to the drive teeth 24 evenly distributed over all teeth 48, 50, 52.
  • the coupling pawl 40 is loaded here on train, this can be formed much longer, contrary to the commonly used, pressure-loaded coupling pawls, so that the coupling pawl 40 with multiple clutch teeth 48, 50, 52 can engage the drive teeth 24.
  • the clutch teeth 48, 50, 52 are distributed so that the force is introduced uniformly over the circumference of the drive teeth, so that despite only one clutch pawl additional loads on the drive teeth 24 are prevented by an off-center load application can.
  • the angle between the first coupling tooth 48 and the second coupling tooth 50 in a bidentate configuration or between the first and the third coupling tooth 52 in a three-toothed embodiment is at least 120 °. This angle can also be just under 180 °, so that the first clutch tooth 48 and the second clutch tooth 50 and the third clutch tooth 52 engage approximately diametrically opposite to the drive toothing 24.
  • connection between drive 20 or clutch carrier 32 and the drive toothing 24 can be achieved by the drive member 30 is rotated against the retraction direction A.
  • the Ausberichtgeometrie 64 engages the gate 68 of the clutch pawl 40, wherein the clutch pawl 40 is pivoted radially outward and is separated from the output gear 24.

Abstract

Eine steuerbare Kupplung (18) für einen Gurtstraffer (16) weist ein Antriebsteil (32) auf, ein Abtriebselement (24) sowie eine Kupplungsklinke (40), die an der Eingangsseite (30) zwischen einer Ausgangsstellung und einer eingesteuerten Stellung bewegbar gelagert ist und in der eingesteuerten Stellung das Antriebsteil (32) mit dem Abtriebselement (24) koppelt, wobei die Kupplungsklinke (40) in der eingesteuerten Stellung auf Zug belastet wird.

Description

Kupplung für einen Gurtstraffer
Die Erfindung betrifft eine steuerbare Kupplung für einen Gurtstraffer, insbesondere einen reversiblen Gurtstraffer.
Reversible Gurtstraffer weisen einen Antrieb auf, der mittels einer Kupplung mit der Aufrollerachse einer Gurtspule gekoppelt werden kann. Im regulären Betrieb des Gurtaufrollers ist die Gurtspule von diesem Antrieb entkoppelt, so dass ein Aufrollen beziehungsweise Abrollen des Gurtbandes von der Gurtspule möglich ist. Im Strafffall wird durch eine Aktivierung des Antriebs die Kupplung mit der Gurtspule gekoppelt, so dass das Gurtband auf die Gurtspule aufgewickelt und somit eingezogen wird.
Üblicherweise weist die Kupplung ein Abtriebselement mit einer Verzahnung auf, das über mehrere Klinken mit einem Antriebsteil gekoppelt werden kann. Die Klinken sind meist so angeordnet, dass diese, nachdem die Verbindung zwischen Antriebsteil und Abtriebselement hergestellt ist, durch die vom Antriebsteil wirkende Kraft in die Verzahnung gedrückt werden. Die Klinken sind gleichmäßig über den Umfang des Abtriebselementes verteilt, sodass eine gleichmäßige Kraftübertragung zwischen Antrieb und Aufrollerachse erfolgt. Dies ist erforderlich, um zusätzliche Kräfte aufgrund einer außermittigen Krafteinleitung zu verhindern. Nachteilig an diesen Kupplungen ist, dass eine Steuerung erforderlich ist, die eine gleichzeitige Einsteuerung aller Klinken sicherstellt. Erfolgt keine Synchronisierung der Klinken, ist es möglich, das einzelne Klinken nicht eingesteuert werden können und somit eine ungleichmäßige Kraftübertragung auf das Abtriebselement erfolgt.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Aufgabe der Erfindung ist es, eine steuerbare Kupplung für einen Gurtstraffer bereitzustellen, die einen einfachen Aufbau sowie eine gleichmäßigere Kraftübertragung zwischen Antrieb und Aufrollerachse ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist dafür eine steuerbare Kupplung für einen Gurtstraffer vorgesehen, mit einem Antriebsteil, einem Abtriebselement und einer Kupplungsklinke, die im Antriebsteil zwischen einer Ausgangsstellung und einer eingesteuerten Stellung bewegbar gelagert ist und in der eingesteuerten Stellung das Antriebsteil mit dem Abtriebselement koppelt, wobei die Kupplungsklinke in der eingesteuerten Stellung auf Zug belastet wird. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass die Kupplungsklinke nicht, wie im Stand der Technik bekannt, auf Druck, sondern auf Zug belastet wird. Die bisher bekannten Kupplungsklinken können sich aufgrund der auf eine Druckbelastung ausgelegten Konstruktion nur punktuell am Abtriebselement abstützen. Die auf eine Zugbelastung ausgelegte Kupplungsklinke kann das Abtriebselement in Umfangsrichtung teilweise umfassen und bietet so eine größere Kontaktfläche für eine Kraftübertragung. Je nach Ausformung der Kupplungsklinke ist beispielsweise auch eine Ausführungsform mit lediglich einer Kupplungsklinke möglich.
Am Antriebsteil ist vorzugsweise ein Lagerbolzen vorgesehen, auf dem die Kupplungsklinke schwenkbar gelagert ist. Der Lagerbolzen ist in der Drehrichtung des Antriebsteils betrachtet vor der Eingriffsstelle zwischen Abtriebselement und Kupplungsklinke angeordnet. Die Kupplungslinke wird zum Aktivieren lediglich an den Außenumfang des Abtriebselements geführt und beim Drehen des Antriebsteils mit diesem verhakt. Dadurch ist ein einfaches Einschwenken und Aktivieren der Kupplung ohne zusätzliche Steuerungselemente sowie eine einfache Übertragung der Zugkraft möglich.
Diametral gegenüber dem Lagerbolzen ist ein beispielsweise als Bolzen oder Niet ausgebildetes Abstützelement vorgesehen, an dem das freie Ende der Kupplungsklinke anliegt, wenn sich die Kupplungsklinke in der eingesteuerten Stellung befindet. In dieser Ausführungsform umfasst die Kupplungsklinke in eingesteuerter Position das Abtriebselement in Umfangsrichtung auf maximal dem halben Umfang. Dadurch ist eine Verbindung zwischen Kupplungsklinke und Abtriebselement an zwei annähernd gegenüberliegenden Punkten möglich, so dass die Krafteinleitung gleichmäßig verteilt über den Umfang des Abtriebselements erfolgen kann. Das Abstützelement dient hier dazu, die Position der Kupplungsklinke in der eingesteuerten Position festzulegen.
Der Lagerbolzen und/oder das Abstützelement können beispielsweise durch einen Niet des Gehäuses gebildet sein.
Um das Abtriebselement in Umfangsrichtung zu umschließen, erstreckt sich die Kupplungsklinke ausgehend von einem Lagerabschnitt bogenförmig, wobei ein erster Kupplungszahn auf der dem Abtriebselement zugewandten Seite der Kupplungsklinke angeordnet ist. Vorzugsweise erfolgt die Kraftübertragung über zumindest einen Kupplungszahn, der in eine Verzahnung am Abtriebselement eingreifen kann.
Um eine gleichmäßige Kraftübertragung zu ermöglichen, beziehungsweise um zusätzliche Momentenbelastungen aufgrund einer ungleichmäßigen Lasteinleitung zu verhindern, kann mindestens ein zweiter Kupplungszahn an der Kupplungsklinke vorgesehen sein.
Idealerweise ist neben dem zweiten Kupplungszahn ein dritter Kupplungszahn vorgesehen.
In dieser Ausführungsform beträgt der Winkelabstand zwischen dem zweiten beziehungsweise dem dritten Kupplungszahn und dem Lagerabschnitt, bezogen auf eine Mittelachse der Kupplung und einen eingesteuerten Zustand der Kupplungsklinke, mindestens 120°, vorzugsweise mehr als 140°, insbesondere knapp 180°. Dadurch wird eine außermittige Belastung des Abtriebselements minimiert, und zusätzlich auftretende Momente können so zuverlässig verhindert werden.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungszahn kann eine Abstütz- fläche vorgesehen sein, an der das Abtriebselement anliegt, wenn sich die Kupplungsklinke in der eingesteuerten Position befindet. Durch diese Abstützfläche liegt die Kuppiungsklinke auch zwischen den Kupplungszähnen am Abtriebselement an. Dadurch ist zum einen die Position der Kuppiungsklinke unabhängig von einem Abstützelement in der eingesteuerten Position festgelegt. Zum anderen wird eine Verformung der gebogenen Kuppiungsklinke bei zunehmenden Zugkräften minimiert, da die Kupplungsklinke durch das Abtriebselement gestützt wird.
Vorzugsweise ist genau eine Kupplungsklinke vorgesehen. Diese kann das Abtriebselement in Umfangsrichtung teilweise umgreifen, wobei eine Krafteinleitung über annähernd gegenüberliegende Punkte möglich ist, so dass eine außermittige Krafteinleitung annähernd ausgeschlossen ist. Eine Anordnung mehrerer Klinken, um eine gleichmäßige Krafteinleitung zu erzielen, ist nicht erforderlich. Somit ist auch keine Synchronisierung erforderlich, so dass auch eine aufwändige Steuerung nicht benötigt wird.
Die Kupplung kann ein feststehendes Gehäuse aufweisen, innerhalb dessen das Antriebsteil angeordnet ist, so dass die Kupplung eine nach außen geschlossene, geschützte Einheit bildet. In dem Gehäuse ist vorzugsweise ein Steuerelement angeordnet, das die Kupplungsklinke aus der Ausgangsstellung in die eingesteuerte Stellung überführen kann. Durch den Antrieb wird üblicherweise das Antriebsteil mit der daran gelagerten Kupplungsklinke bewegt. Das Steuerelement ist derart mit dem Antrieb gekoppelt, dass dieses durch das sich drehende Antriebsteil ein Einschwenken der Kupplungsklinke gegen das Abtriebselement bewirkt. Die Kupplungsklinke kann beispielsweise mit dem Abtriebselement gedreht werden und dadurch so gegen das Steuerelement verschoben werden, dass diese beispielsweise durch eine am Steuerelement vorgesehene Rampe gegen das Abtriebselement gedrückt wird. Das Einsteuern der Kupplungsklinke kann so ohne zusätzliche bewegliche Teile oder eine Steuerung erfolgen.
Nach einem Straffvorgang soll der Gurtstraffer üblicherweise wieder in den Ausgangszustand versetzt werden, in dem die Kupplungsklinke nicht mit dem Abtriebselement gekoppelt ist, so dass ein regulärer Betrieb des Gurtaufrollers möglich ist. Dazu ist vorzugweise am Steuerelement eine Aussteuergeometrie vorgesehen, welche die Kupplungsklinke aus der eingesteuerten Stellung in die Ausgangsstellung zurückstellen kann und somit den Antrieb von der Gurtspule entkoppelt. Die Aussteuergeometrie ist beispielsweise so ausgebildet, dass bei einer Drehung des Steuerelements in eine entgegengesetzte Drehrichtung ein Aussteuern der Kupplungsklinke erfolgt. Das Steuerelement kann beispielsweise ein Ring sein, der reibschlüssig im Gehäuse gelagert ist.
Dieser Ring sollt sich im regulären Betrieb des Gurtaufrollers nicht mit der Gurtspule mitdrehen, aber bei einer Aktivierung des Gurtstraffers mit diesem begrenzt drehbar sein. Dazu ist der Ring vorzugsweise geschlitzt ausgebildet und wird von einer Druckfeder im Gehäuse vorgespannt. Die Druckfeder drückt den Schlitz auseinander, so dass der Ring aufgrund des größeren Durchmessers radial nach außen gegen das Gehäuse gedrückt wird.
Zwischen Antriebsteil und Steuerelement ist vorzugsweise eine Rückstellfeder vorgesehen, die das Steuerelement in Richtung Ausgangsposition vorspannt und entklappert. Damit werden störende Geräusche verhindert und zusätzlich eine unbeabsichtigte Einsteuerung des Steuerelementes durch Beschleunigung des Gurtaufrollers ausgeschlossen.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Gurtaufrollers mit reversiblem Gurtstraffer und mit einer erfindungsgemäßen Kupplung,
- Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Gurtspule im Gehäuse, - Figur 3 eine Draufsicht auf die Antriebseinheit eines reversiblen Gurtstraffers mit einer erfindungsgemäßen Kupplung,
- Figur 4 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Kupplung in nicht gekoppeltem Zustand,
- Figur 5 eine perspektivische Ansicht der Kupplung aus Figur 4, - Figur 6 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Kupplung in gekoppeltem Zustand.
In Figur 1 ist ein Gurtaufroller 10 für einen Sicherheitsgurt dargestellt. Der Gurtaufroller 10 hat ein Gehäuse 12, in dem eine Gurtspule 14 für einen Sicherheitsgurt angeordnet ist und an dem ein Gurtstraffer 16 angebracht ist. Die Gurtspule 14 ist drehbar im Gehäuse 12 gelagert und kann durch eine in den Figuren 4 bis 6 im Detail dargestellte Kupplung 18 mit dem Antrieb 20 des Gurtstraffers 16 gekoppelt und so in eine Aufrollrichtung A gedreht werden, um den Sicherheitsgurt auf der Gurtspule 14 aufzuwickeln. Ein Achsstummel 22 der Gurtspule ragt dazu durch das Gehäuse 12 hindurch. Auf diesem Achsstummel ist drehfest eine Verzahnung 24 angebracht. Diese Verzahnung 24 ist im hier dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig das Abtriebselement der Kupplung.
Der Antrieb 20 des Gurtstraffers 16 weist einen Antriebsmotor 26 mit einem Motorzahnrad 28 auf, der mit einem Stirnradgetriebe 30 gekoppelt ist. Dieses Stirnradgetriebe 30 wird über die Kupplung 18 mit der Gurtspule 14 gekoppelt.
Die Eingangsseite der Kupplung 18 wird durch einen Kupplungsträger 32 gebildet, der drehfest mit einem Eingangszahnrad 34 der Kupplung verbunden ist. Der Kupplungsträger 32 ist innerhalb eines Halterings 36 angeordnet, der sich an einem ortsfest am Gurtstraffer angeordneten Halteelement 38 abstützt, so dass ein Verdrehen des Halteringes verhindert wird. Der Mittelpunkt dieses Halterings 36 liegt auf einer Achse mit der Gurtspule 14 bzw. dem Achsstummel 22. Innerhalb dieses Halterings 36 ist der Kupplungsträger 32 drehbar gelagert, der wiederum über das Eingangszahnrad 34 permanent mit dem Stirnradgetriebe 30 gekoppelt ist. Der Kupplungsträger 32 wird also durch den Antriebsmotor 26 angetrieben.
Wie insbesondere in den Figuren 4 bis 6 zu sehen ist, ist am Kupplungsträger 32 eine Kupplungsklinke 40 vorgesehen, über die, wie im Folgenden erläutert wird, eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Kupplungsträger 32 und der der Gurtspule hergestellt werden kann. Dabei kann der Antriebsmotor 26 über das Motorzahnrad 28, das Stirnradgetriebe 30, das Eingangszahnrad 34, den Kupplungsträger 32, die Kupplungsklinke 40 und die Antriebsverzahnung 24 (das Abtriebselement der Kupplung) die Gurtspule 14 drehen und somit Gurtband einziehen.
Die Kupplungsklinke 40 ist mit einem Lagerbolzen 42 schwenkbar am Kupplungsträger 30 gelagert. Wie insbesondere in den Figuren 4 bis 6 zu sehen ist, ist die Kupplungsklinke 40 ausgehend von einem Lagerabschnitt 44, mit dem die Kupplungsklinke 40 am Lagerbolzen 42 gelagert ist, bogenförmig ausgebildet und erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Antriebsverzahnung 24 der Gurtspule. Die Kupplungsklinke 40 ist dabei im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet, wobei der Mittelpunkt des Halbkreises in der eingesteuerter Stellung der Kupplungsklinke - in der die Kupplungsklinke 40 mit der Antriebsverzahnung 24 gekoppelt ist - auf der Mittelachse der Gurtspule 14 liegt. Diametral gegenüber dem Lagerbolzen 42 ist ein bolzenförmiges Abstützelement 46 vorgesehen, an dem das dem Lagerabschnitt 44 gegenüberliegende Ende der bogenförmigen Kupplungsklinke 40 in der eingesteuerten Stellung anliegt bzw. sich abstützt.
Auf der Innenseite der bogenförmigen Kupplungsklinke 40 sind ein erster Kupplungszahn 48 sowie ein zweiter und ein dritter Kupplungszahn 50, 52 vorgesehen. Wird die Kupplungsklinke 40 um den Lagerbolzen 42 von der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausgangsstellung in die in Figur 6 dargestellte eingesteuerte Stellung bewegt, greift die Kupplungsklinke 40 mit den Kupplungszähnen 48, 50, 52 in die Antriebsverzahnung 24 ein. Wird der Kupplungsträger 32 in Aufrollrichtung A bewegt, wird dadurch eine kraftschlüssige Verbindung mit der Antriebsverzahnung 24 hergestellt und die Gurtspule 14 durch den Antrieb 20 in Aufrollrichtung A gedreht. Die Kupplungsklinke 40 wird dabei auf Zug belastet, wobei die Kraftübertragung über alle Kupplungszähne 48, 50, 52 erfolgt.
Zusätzlich zur Abstützung am Abstützelement 46 weist die Kupplungsklinke 40 zwischen dem ersten Kupplungszahn 48 und dem zweiten Kupplungszahn 50 an der inneren Bogenseite eine Abstützfläche 72 auf, mit der die Kupplungsklinke 40 in der eingesteuerten Position an der Antriebsverzahnung anliegt. Dadurch ist die Position der Kupplungsklinke 40 in eingesteuerter Stellung festgelegt. Zudem ist eine Verformung aufgrund der auftretenden Zugkräfte zuverlässig verhindert, da die Kupplungsklinke 40 durch die Antriebsverzahnung 24 gestützt wird.
Zur Steuerung der Kupplungsklinke zwischen der eingesteuerten Stellung und der Ausgangsstellung ist innerhalb des Halterings 36 ein Steuerelement 54 vorgesehen.
Das Steuerelement 54 weist einen Ring 56 auf, der innerhalb des Halterings 36 angeordnet ist. Der Ring 56 weist eine Unterbrechung 58 auf, in eine Druckfeder 60 vorgesehen ist, die den Ring 56 auseinander drückt. Der Ring 56 wird dadurch reibschlüssig radial nach außen gegen die Innenseite des Halterings 36 gedrückt. Zur Steuerung der Kupplungsklinke 40 sind am Ring 56 eine Einsteuergeometrie 62 sowie eine Aussteuergeometrie 64 vorgesehen. Die Einsteuergeometrie 62 weist eine Rampe 66 auf. Die Aussteuergeometrie 64 bildet eine Führung, in der eine an der Kupplungsklinke vorgesehene Kulisse 68 geführt ist.
Zwischen dem Ring 56 des Steuerelementes 54 und dem Kupplungsträger 32 ist eine Zugfeder 70 angeordnet, die das Steuerelement in Richtung Ausgangsposition vorspannt.
Zum Aktivieren des Gurtstraffers wird der Antrieb 20 aktiviert, so dass die Eingangsseite der Kupplung, also der Kupplungsträger 32 mit dem Eingangszahnrad 34 in eine Aufrollrichtung A gedreht wird. Die am Kupplungsträger 32 gelagerte Kupplungsklinke 40 wird ebenfalls in Aufrollrichtung A bewegt und dadurch gegen das Steuerelement 54 und die Einsteuergeometrie 62 verschoben. Durch die Rampe 66 der Einsteuergeometrie 62 wird die Kupplungsklinke 40 gegen die Antriebsverzahnung 24 geschwenkt. Damit greifen die Kupplungszähne 48, 50, 52 in die Antriebsverzahnung 24 ein, womit das durch die Antriebsverzahnung 24 gebildete Abtriebselement der Kupplung mit dem Kupplungsträger 32 bzw. der Eingangsseite der Kupplung gekoppelt wird. Wie insbesondere in der Figur 6 zu sehen ist, wird durch ein weiteres Drehen des Kupplungsträgers 32 die Antriebsverzahnung 24 ebenfalls in Aufrollrichtung A gedreht, wodurch ein Sicherheitsgurt auf die Gurtspule 14 aufgewickelt wird. Die Kupplungsklinke 40 wird dabei auf Zug belastet, wobei die Krafteinleitung auf die Antriebsverzahnung 24 gleichmäßig über alle Zähne 48, 50, 52 verteilt erfolgt.
Da die Kupplungsklinke 40 hier auf Zug belastet wird, kann diese entgegen den üblicherweise verwendeten, auf Druck belasteten Kupplungsklinken wesentlich länger ausgebildet werden, sodass die Kupplungsklinke 40 mit mehreren Kupplungszähnen 48, 50, 52 an der Antriebsverzahnung 24 angreifen kann. Die Kupplungszähne 48, 50, 52 sind dabei so verteilt, dass die Kraft gleichmäßig über den Umfang der Antriebsverzahnung eingeleitet wird, so dass trotz nur einer Kupplungsklinke zusätzliche Belastungen auf die Antriebsverzahnung 24 durch eine außermittige Lasteinleitung verhindert werden kann. Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen dem ersten Kupplungszahn 48 und dem zweiten Kupplungszahn 50 bei einer zweizahnigen Ausgestaltung bzw. zwischen dem ersten und dem dritten Kupplungszahn 52 bei einer dreizahnigen Ausgestaltung mindestens 120°. Dieser Winkel kann auch knapp 180° betragen, so dass der erste Kupplungszahn 48 und der zweite Kupplungszahn 50 bzw. der dritte Kupplungszahn 52 annähernd diametral gegenüber an der Antriebsverzahnung 24 angreifen.
Die Verbindung zwischen Antrieb 20 bzw. Kupplungsträger 32 und der Antriebsverzahnung 24 kann gelöst werden, indem das Antriebsteil 30 gegen die Aufrollrichtung A gedreht wird. Dabei greift die Aussteuergeometrie 64 an der Kulisse 68 der Kupplungsklinke 40 an, wobei die Kupplungsklinke 40 radial nach außen verschwenkt wird und von der Abtriebsverzahnung 24 getrennt wird.

Claims

Patentansprüche
1 . Steuerbare Kupplung (18) für einen Gurtstraffer (16), mit einer Eingangsseite (32), einem Abtriebselement (24) und einer Kupplungsklinke (40), die an der Eingangsseite (32) zwischen einer Ausgangsstellung und einer eingesteuerten Stellung bewegbar gelagert ist, und in der eingesteuerten Stellung die Eingangsseite (32) mit dem Abtriebselement (24) koppelt, wobei die Kupplungsklinke (40) in der eingesteuerten Stellung auf Zug belastet wird.
2. Kupplung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsseite (32) als Kupplungsträger ausgebildet ist, dass an dem
Kupplungsträger ein Lagerbolzen (42) vorgesehen ist, auf dem die Kupplungsklinke (32) schwenkbar gelagert ist, und dass der Lagerbolzen (42), in der Drehrichtung (A) der Eingangsseite (32) betrachtet, vor der Eingriffsstelle zwischen Abtriebselement (24) und Kupplungsklinke (40) liegt.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diametral gegenüber dem Lagerbolzen (42) ein Abstützelement (46) vorgesehen ist, an dem das freie Ende der Kupplungsklinke (40) anliegt, wenn sich die Kupplungsklinke (40) in der eingesteuerten Stellung befindet.
4. Kupplung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (42) und/oder das Abstützelement (46) durch einen Niet gebildet ist bzw. sind.
5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsklinke (40) sich ausgehend von einem Lagerabschnitt (44) bogenförmig erstreckt, wobei ein erster Kupplungszahn (48) auf der dem Abtriebselement (24) zugewandten Seite der Kupplungsklinke (40) angeordnet ist.
6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstand vom ersten Kupplungszahn (48) mindestens ein zweiter Kupplungszahn (50) an der Kupplungsklinke (40) vorgesehen ist.
7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem zweiten Kupplungszahn (50) ein dritter Kupplungszahn (52) vorgesehen ist.
8. Kupplung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelabstand zwischen dem zweiten Kupplungszahn (50) bzw. dem dritten Kupplungszahn (52) und dem Lagerabschnitt (44), bezogen auf eine Mittelachse der Kupplung und einen eingesteuerten Zustand der Kupplungsklinke (40), mindestens 120° beträgt, vorzugsweise mehr als 140°, insbesondere knapp 180°.
9. Kupplung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungszahn (48, 50) eine Abstützfläche (XX) vorgesehen ist, an der das Abtriebselement (24) anliegt, wenn sich die Kupplungsklinke (40) in der eingesteuerten Stellung befindet.
10. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine Kupplungsklinke (40) vorgesehen ist.
1 1 . Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein feststehendes Gehäuse (36) vorgesehen ist, innerhalb dessen die Eingangsseite (32) angeordnet ist, und dass in dem Gehäuse ein Steuerelement (54) angeordnet ist, das die Kupplungsklinke (40) aus der Ausgangsstellung in die eingesteuerte Stellung überführen kann.
12. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Steuerelement (54) auch eine Aussteuergeometrie (64) vorgesehen ist, welche die Kupplungsklinke (40) aus der eingesteuerten Stellung in die Ausgangsstellung zurückstellen kann.
13. Kupplung nach Anspruch 1 1 und Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (54) ein Ring (56) ist, der reibschlüssig im Gehäuse (36) gelagert ist.
14. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (56) geschlitzt und von einer Druckfeder (60) im Gehäuse verspannt ist.
15. Kupplung nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellfeder (70) vorgesehen ist, die zwischen der Eingangsseite (24) und dem Steuerelement (54) wirksam ist.
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