-
Die
Erfindung betrifft eine Gurtaufroller-Straffer-Einheit mit einer
in einem Gehäuse
drehbar gelagerten Gurtwelle und mit einem Elektromotor zum Aufbringen
einer in Gurtaufwickelrichtung wirkenden Rückzugskraft auf die Gurtwelle,
wobei zwischen der Abtriebswelle des Elektromotors und der Gurtwelle ein
in zwei Getriebestellungen für
eine geringe Erhöhung
und eine starke Erhöhung
der Rückzugskraft schaltbares
Getriebe angeordnet ist, und wobei die beiden Getriebestellungen
des Getriebes über
die Änderung
der Drehrichtung der Abtriebswelle des Elektromotors schaltbar sind.
-
Eine
Gurtaufroller-Straffer-Einheit mit den vorgenannten Merkmalen ist
in der
DE 103 49 178
A1 beschrieben. Neben den in dieser Schrift geschilderten
technischen Zusammenhängen
besteht ein technischer Hintergrund für die Einstellung einer geringeren
und einer stärkeren
Erhöhung
der auf die Gurtwelle des Gurtaufrollers in Gurtaufwickelrichtung
aufgebrachten Rückzugskraft
auch zum einen in einer Unterstützung
der Wirkung der Aufwickelfeder beim Ablegen des Sicherheitsgurtes,
für die
eine geringe Erhöhung
der Rückzugskraft
ausreicht. Zum anderen soll mit der entsprechend starken Erhöhung der Rückzugskraft
es möglich
sein, im Vorfeld einer Gefahrensituation eine insbesondere reversible
Vorstraffung eines angeschnallten Insassen mit einer Beseitigung
etwaig vorhandener Gurtlose auszuführen. Bei der bekannten Gurtaufroller-Straffer-Einheit ist
an die jeweils mit unterschiedlicher Drehrichtung von dem Elektromotor
in Drehung versetzte Abtriebswelle ein durch die Drehrichtungsumkehr
des Motors schaltbares Zwei-Wege-Getriebe angeschlossen. Hiermit
ist der Nachteil verbunden, dass ein derartiges Getriebe nicht nur
kompliziert in seinem Aufbau ist, sondern auch hinsichtlich der
Getriebeabgänge Beschränkungen
in den Anschlussmöglichkeiten
für die
Gurtwelle mit sich bringt.
-
Weiterhin
ist aus der
DE 100
01 840 A1 eine Gurtaufroller-Straffer-Einheit bekannt,
bei der zum Aufbringen unterschiedlicher Anzugskräfte auf
die Gurtwelle zwischen die Gurtwelle und die Abtriebswelle des Elektromotors
zwei Reduziergetriebe mit unterschiedlicher Auslegung geschaltet
sind, wobei die jeweilige Verbindung der Abtriebswelle mit dem einen
oder dem anderen Reduziergetriebe über eine Schalteinrichtung
mit einer komplizierten technischen Auslegung erfolgt.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gurtaufroller-Straffer-Einheit mit den gattungsgemäßen Merkmalen
derart auszulegen, dass der Anschluss der Gurtwelle an die beiden
Getriebestellungen des durch die Änderung der Drehrichtung der Abtriebswelle
des Elektromotors schaltbaren Getriebes vereinfacht ist.
-
Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche
dieser Beschreibung nachgestellt sind.
-
Die
Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass die Abtriebswelle
des Elektromotors in den beiden Getriebestellungen über ein
Schaltelement jeweils ein in Kontakt bringbares Antriebselement
antreibt, wobei das Schaltelement mittels einer Feder bei stehender
Abtriebswelle des Elektromotors in einer neutralen Ruheposition
ohne Kopplung eines der Antriebselemente mit der Gurtwelle gehalten
ist. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass aus der Mittelstellung
des Schaltelementes heraus bei Anlaufen des Elektromotors mit einer
Drehung seiner Abtriebswelle in den beiden möglichen unterschiedlichen Drehrichtungen
es möglich
ist, je nach der angesteuerten Drehrichtung entweder das eine oder
das andere Antriebselement in Kontakt mit der Gurtwelle zu bringen
und diese dadurch in Gurtaufwickelrichtung zu drehen. Dabei sind
in vorteilhafter Weise keine weiteren Sensoren beziehungsweise Erfassungsvorrichtungen
erforderlich; ferner erfordert die Baueinheit nur wenige Einzelteile.
-
Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schaltelement aus einer zwischen
zwei den Getriebestellungen zugeordneten Positionen beweglichen
Wippe besteht, auf der die beiden Antriebselemente für die Gurtwelle
angeordnet sind. Hierbei handelt es sich um eine einfach zu realisierende
konstruktive Ausbildung.
-
Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist vorgesehen, dass in das Getriebe ein die Auslenkung
der Wippe aus ihrer Ruheposition bei Drehung der Abtriebswelle bewirkendes
Reibelement eingeschaltet ist. Aufgrund der erforderlichen Überwindung
der durch das Reibelement bewirkten Reibung erfolgt bei Anlaufen
des Elektromotors und beginnender Drehung der Abtriebswelle eine
Verbringung der Wippe in die der notwendigen Getriebeposition entsprechende
Stellung.
-
Nach
einem Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass das in der Getriebestellung für die geringe
Erhöhung
der Rückzugskraft
wirksame Antriebselement ein an dem Umfang der Gurtwelle angreifendes
Reibrad ist, welches in einer zusätzlichen Ebene mit einer Außenverzahnung
versehen ist, die mit einem von der Abtriebswelle des Elektromotors
angetriebenen Zahnrad kämmt.
Die Ausbildung der bei einer geringen Erhöhung der Rückzugskraft wirksamen Reibkupplung
hat den Vorteil, dass hiermit ein Überlastschutz realisiert ist,
wenn beispielsweise in dem Betriebszustand einer geringen Erhöhung der Rückzugskraft,
der der Unterstützung
der Kraft der Aufwickelfeder beim Ablegen des Sicherheitsgurtes dient,
der Sicherheitsgurt noch von dem Benutzer festgehalten wird und
sich sonstwie im Fahrzeug verhakt und somit nicht unmittelbar in
seine Ablegeposition gelangt. In einem solchem Fall ist durch die
Anordnung der Reibkupplung vermieden, dass der Elektromotor das
von der Gurtwelle aufgewickelte Gurtband trotz eines entsprechenden
Widerstandes in die Ablegestellung überführen will, womit entsprechende
Beschädigungen
der Mechanik verbunden sein könnten.
-
Soweit
es in der Getriebestellung für
die starke Erhöhung
der Rückzugskraft
eine Strammung des Gurtbandes erfolgen soll, ist nach einem Ausführungsbeipiel
der Erfindung vorgesehen, dass das in diesem Fall wirksame Antriebselement
eine tangential an einer Verzahnung der Gurtwelle angreifende Schneckenverzahnung
ist, welche über
eine zwischengeschaltete Stirnverzahnung mit einer an der Abtriebswelle
des Elektromotors ausgebildeten Antriebsverzahnung kämmt. In
diesem Fall ist durch den Formschluss der jeweils miteinander zusammenwirkenden
Getriebeteile die aktive Strammung des Gurtbandes sichergestellt.
-
Hinsichtlich
der Ausbildung des die Bewegung der Wippe hervorrufenden Reibelementes
ist nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen, dass das Reibelement als ein zur Lagerung eines
der Antriebselemente herangezogenes, leicht gehemmtes Reiblager
ausgebildet ist, wobei beispielsweise ein derartiges Reiblager Teil
der Lagerung des die Gurtwelle antreibenden Reibrades sein kann.
-
In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es
zeigen:
-
1 eine
Gurtaufroller-Straffer-Einheit in einer Perspektivansicht in der
neutralen Ruheposition des an die Abtriebswelle des Elektromotors
angeschlossenen Getriebes,
-
2 den
Gegenstand der 1 in dem Schalt- bzw. Betriebszustand
der Ausübung
einer geringen Rückzugskraft
auf die Gurtwelle,
-
3 den
Gegenstand der 1 in dem Schalt- bzw. Betriebszustand
der Ausübung
einer starken Rückzugskraft
auf die Gurtwelle,
-
4 das
Getriebe der Gurtaufroller-Straffer-Einheit gemäß 1 in einer
perspektivischen Einzeldarstellung.
-
5 den
Teil des die starke Erhöhung
der Rückzugskraft
aufbringenden Getriebes gemäß 4 in
einer Draufsicht.
-
Wie
sich zunächst
aus 1 ergibt, weist ein Gurtaufroller 10 ein
U-förmiges Gehäuse 11 auf,
in dessen Seitenschenkeln eine Gurtwelle 12 drehbar gelagert
ist; die Gurtwelle 12 überragt
einen der Seitenschenkel des Gehäuses 11 mit
einem Wellenfortsatz 13, an welchem das zu Straffzwecken
der Gurtwelle angeschlossene Getriebe angreift. Hierzu befindet
sich am Ende des Wellenfortsatzes 13 eine Reibscheibe 15 mit einem
vergleichsweise großen Durchmesser,
während
an dem Wellenfortsatz 13 zusätzlich eine Verzahnung 14 zum
Angriff eines entsprechenden Getriebeteils ausgebildet ist.
-
Als
Antrieb für
die Straffbewegung, d.h. die Drehung der Gurtwelle 12 in
Gurtaufwickelrichtung, wie diese durch den Pfeil 28 angedeutet
ist, ist ein an dem Gehäuse 11 des
Gurtaufrollers 10 angeflanschter Elektromotor 16 vorgesehen,
der mit einer Abtriebswelle 17 sich in den von dem Wellenfortsatz 13 der
Gurtwelle 12 überdeckten
Bereich erstreckt, und der an seinem freien Ende ein außenverzahntes Zahnrad 18 aufweist,
mittels dessen die Drehung der Abtriebswelle 17 in den
durch die Pfeile 29 und 30 gekennzeichneten möglichen
Drehrichtungen des Elektromotors übertragbar ist. Ferner ist
an der Abtriebswelle 17 eine sich über deren Umfang erstreckende
Stirnverzahnung als Antriebsverzahnung 19 ausgebildet.
-
Zur Übertragung
der Drehung des von der Abtriebswelle 17 angetriebenen
Zahnrades 18 auf die Gurtwelle 12 dienen zwei
nachstehend im einzelnen beschriebene Antriebselemente, die an einer
an dem Gehäuse 11 drehbar
gelagerten Wippe 20 gehaltert sind. Das eine Antriebselement
besteht aus einem an der Wippe 20 drehbar gelagerten Reibrad 21, welches
an seinem äußeren Umfang
eine Reibfläche 21a aufweist,
die mit dem äußeren Umfang
der Reibscheibe 15 der Gurtwelle 12 in Eingriff
bringbar ist. In einer neben der Reibfläche 21a angeordneten
Ebene ist das Reibrad 21 zusätzlich mit einer Außenverzahnung 22 versehen,
welche in ständigem
Kammeingriff mit dem Zahnrad 18 der Abtriebswelle 17 des Elektromotors 16 steht.
Das Reibrad 21 ist an der Wippe 20 mittels eines
Reiblagers 23 gelagert, welches der Drehung des Reibrades 21 einen
leichten Widerstand entgegensetzt.
-
An
dem anderen Arm der Wippe 20 ist eine Antriebswelle 24 drehbar
gelagert, die eine Stirnverzahnung 25 aufweist, die mit
der Antriebsverzahnung 19 der Antriebswelle 17 kämmt, so
dass über
die ineinandergreifenden Verzahnungen 19, 25 die
Drehung der Abtriebswelle 17 in eine Drehung der Antriebswelle 24 umsetzbar
ist. Im Bereich des Wellenfortsatzes 13 ist an der Antriebswelle 24 eine
Schneckenverzahnung 26 ausgebildet, die bei einer entsprechenden
Verschwenkung der Wippe 20 tangential in Eingriff mit der
an dem Wellenfortsatz 13 ausgebildeten Verzahnung 14 der
Gurtwelle 12 kommt, so dass die Drehung der Antriebswelle 24 in
eine Drehung der Gurtwelle 12 in Aufwickelrichtung (Pfeil 28)
umsetzbar ist.
-
In
der in 1 dargestellten Ruheposition, bei welcher der
Elektromotor 16 nicht angesteuert ist, ist die Wippe 20 durch
eine Blattfeder 27 in einer neutralen Ruheposition festgelegt
und gehalten, in welcher weder das Reibrad 21 noch die
Schneckenverzahnung 26 der Antriebswelle 24 in
Eingriff mit den zugehörigen
Gestaltungen 14 bzw. 15 der Gurtwelle 12 steht.
Soll nun der Betriebszustand einer geringen Erhöhung der Rückzugskraft eingestellt werden,
wie er zur Verstärkung
der Aufwickelfeder beim Ablegen des Sicherheitsgurtes gewünscht ist,
so wird der Elektromotor 16 mit einer Drehrichtung angesteuert, die
zu einer Drehung des Zahnrades 18 in Richtung des Pfeils 29 (im
Uhrzeigersinn) führt.
Aufgrund des ständigen
Kämmeingriffs
wird über
die Drehung des Zahnrades 18 gleichzeitig das Reibrad 21 über dessen
Außenverzahnung 22 mitgedreht,
und zwar in einer gegenläufigen
Drehrichtung. Aufgrund der von dem Reiblager 23 ausgeübten leichten
Hemmung führt
die Drehung des Reibrades 21 in Richtung des Pfeils 29 dazu,
dass sich die Wippe 20 entgegen der Kraft der Blattfeder 27 in
eine Position verschwenkt, in welcher die Reibfläche 21a des Reibrades 21 an der
Reibscheibe 15 der Gurtwelle 12 anliegt und so die
Gurtwelle 12 in Gurtaufwickelrichtung (Pfeil 28) dreht.
Aufgrund des Reibschlusses ist sichergestellt, dass bei einem zu
großen
Widerstand des Gurtbandes gegen dessen Aufwicklung auf der Gurtwelle 12 Reibfläche 21a und
Reibscheibe 15 aneinander vorbeirutschen können. Nach
Beendigung des Ablegevorganges wird der Elektromotor 16 stillgesetzt
und die Blattfeder 27 führt
die Wippe 20 in die Ausgangsstellung gemäß 1 zurück.
-
In 3 ist
diejenige Schaltstellung dargestellt, bei der eine entsprechend
starke Erhöhung
der Rückzugskraft
eingeleitet werden soll, und hierzu wird der Elektromotor 16 mit
einer zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß 2 entgegengesetzten
Drehrichtung angesteuert, die zu einer Drehung des Zahnrades 18 in
Richtung des Pfeils 30 (entgegen dem Uhrzeigersinn) führt. Aufgrund
dieser Drehrichtung des Zahnrades 18 führt das durch das Reiblager 23 gehemmte
Mitdrehen des Reibrades 21 dazu, dass das Reibrad 21 nach außen weggedrückt wird
und dadurch die Wippe 20 in eine Position verschwenkt,
in welcher nun die Antriebswelle 24 mit Schneckenverzahnung 26 in
Eingriff mit der Verzahnung 14 der Gurtwelle 12 gebracht wird. Über die
an der Antriebswelle 17 des Elektromotors 16 ausgebildete
Antriebsverzahnung 19 wird die Antriebswelle 24 in
Drehung gemäß Pfeil 31 versetzt,
wodurch die Schneckenverzahnung 26 der Antriebswelle 24 die
Gurtwelle 12 in Gurtaufwickelrichtung (Pfeil 28)
dreht.
-
Wie
sich dabei aus 5 ergibt, kann die Schneckenverzahnung 26 als "mitlaufendes" Getriebe ausgebildet
sein, welches sich beim Einkuppeln selbstverstärkend in die entsprechend ausgebildete Verzahnung 14 der
Gurtwelle 12 zieht. Damit ist nur eine kleine Reibkraft
im Bereich des Reiblagers 23 erforderlich, um das Getriebe
in Eingriff zu halten.
-
Wie
nicht weiter dargestellt, kann anstelle des zur Lagerung des Reibrades 21 an
der Wippe 20 herangezogenen Reiblagers 23 die
erforderliche Reibkraft auch an anderer Stelle der auf der Wippe 20 angeordneten
Getriebeteile eingeleitet werden. Insofern werden durch Reibung
entstehende Leistungsverluste bei der Übertragung des Antriebes auf die
Drehung der Gurtwelle gering gehalten.