DE10013870A1

DE10013870A1 - Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt

Info

Publication number: DE10013870A1
Application number: DE10013870A
Authority: DE
Inventors: Martin Specht
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: EP1265774A1; US6343759B1; AU2001214862A1; KR100492116B1; WO2001070547A1; KR20020081467A; JP2003527997A; DE10013870B4; JP3655241B2; EP1265774B1

Abstract

Ein Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt mit DOLLAR A - einer an einem Rahmen 1 drehbar gelagerten Gurtspule 2, auf welche der Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist; DOLLAR A - einer Triebfeder 3, welche die Gurtspule 2 in Aufwickelrichtung vorspannt; DOLLAR A - einer elektrischen Antriebseinrichtung 4, mit welcher die Federkraft der Triebfeder 3 verstellbar ist, wobei DOLLAR A - zwischen der Antriebseinrichtung 4 und der Gurtspule 2 eine Kupplung 5 vorgesehen ist, welche ein von der Antriebseinrichtung 4 erzeugtes Drehmoment auf die Gurtspule 2 überträgt; und wobei DOLLAR A - die Kupplung 5 ein durch das Drehmoment verformbares Federelement 6 aufweist, das bei seiner Verformung die Kupplung 5 in den eingerückten Zustand bringt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Fahr zeugsicherheitsgurt nach dem Obergriff des Patentanspruches 1.

Stand der Technik

Ein derartiger Gurtaufroller ist aus der DE 41 12 620 be kannt. Bei diesem Gurtaufroller wird zur Verbesserung des Handhabungskomforts des Sicherheitsgurtes mittels eines e lektromotorischen Antriebs das Federgehäuse der Triebfeder verstellt. Hierdurch wird der äußere Einhängepunkt der Triebfeder rotatorisch verstellt, wodurch die von der Feder über die Gurtspule auf das angelegte Gurtband übertragene Zugkraft verändert wird. Bei angelegtem Sicherheitsgurt wird die Zugkraft verringert. Beim Ablegen des Sicherheitsgurtes kann der äußere Einhängepunkt der Triebfeder so verstellt werden, dass die Triebfeder über die Gurtspule auf das Gurt band eine erhöhte Einzugskraft beim Zurückbringen des Si cherheitsgurtes in seine Parkposition ausübt.

Bekannt ist ferner, mittels eines separat vorgesehenen Strafferantriebs den Sicherheitsgurt zu straffen. Hierbei wirkt der Strafferantrieb über eine Kupplung auf die Gurt spule (DE 296 05 200 U1). Auch aus der DE 196 47 841 A1 ist eine derartige Straffung des Sicherheitsgurtes bekannt. Bei diesem bekannten Sicherheitsgurtaufroller ist ferner ein Lastbegrenzer vorgesehen, welcher beim Blockieren der Gurt spule, die auf den Körper des vorverlagerten Fahrzeuginsas sen einwirkende Belastung begrenzt, bzw. verringert.

Afgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller der ein gangs genannten Art zu schaffen, bei welchem das vom elek trischen Antrieb erzeugte Drehmoment auch zur Straffung des Sicherheitsgurtes ausgenützt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der Erfindung ist zwischen der Antriebseinrichtung, wel che bevorzugt einen Elektromotor aufweist, und der Gurtspule eine Kupplung vorgesehen, welche ein von der Antriebsein richtung erzeugtes Drehmoment auf die Gurtspule überträgt, wobei die Kupplung ein durch das übertragene Drehmoment ver formbares Federelement aufweist, das bei seiner Verformung die Kupplung in den eingerückten Zustand bringt.

Das Federelement ist vorzugsweise als Schlingfeder ausgebil det, wobei die eine Federseite mit der Antriebseinrichtung und die andere Federseite über ein Verstellelement, welches von einer Betätigungseinrichtung bewegbar ist, mit der Gurt spule über einen Formschluss beim Einrücken der Kupplung verbunden wird. Durch den Formschluss mit der Gurtspule, welche den am Körper des Fahrzeuginsassen angelegten Sicher heitsgurt trägt, wird das eine Federende beim Erzeugen des Drehmoments durch die Antriebseinrichtung festgehalten, so dass durch das auf das andere Federende einwirkende Drehmo ment, dass Federelement verformt wird. Durch diese Verfor mung wird die Kupplung in den eingerückten Zustand gebracht.

Bei Ausbildung des Federelementes als Schlingfeder, wird der zylindrische Federbereich in radialer Richtung verformt, so dass er mit der Gurtspule bzw. mit einem mit der Gurtspule drehfest verbundenen Teil, direkt in Kraftschluss, insbeson dere Reibschluss gebracht wird. Bei von der Antriebseinrich tung weiterhin geliefertem Drehmoment wird dieses durch die sen Kraftschluss direkt auf die Gurtspule übertragen.

Zur Übertragung des Drehmoments kann zwischen Antriebsein richtung und der einen Federseite, auf welche das Drehmoment übertragen wird, ein Mitnehmer angeordnet sein, der vorzugs weise koaxial um die Gurtspulenachse drehbar gelagert ist.

Da das von der Antriebseinrichtung gelieferte Drehmoment zur Betätigung der Kupplung zunächst ein Federelement verformt, wird eine ruckartige Übertragung des Drehmoments von der An triebseinrichtung auf die Gurtspule vermieden. In dem Kraft fluss zwischen der Antriebseinrichtung und der Gurtspule kann jedoch noch eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung vor gesehen sein, welche bei der Drehmomentübertragung zur Gurt bandstraffung mit gegenüber der Komfortverstellung der Triebfeder höherer Drehzahl beaufschlagt wird und dabei zur Wirkung kommt.

Die Betätigungseinrichtung, mit welcher das Verstellelement zur Herstellung des Formschlusses zwischen Gurtspule und der einen festzuhaltenden Federseite verstellt wird, kann mecha nisch oder elektrisch, insbesondere elektromagnetisch wir ken. In bevorzugter Weise wird das Verstellelement in radia ler Richtung gegenüber der Gurtspulenachse bewegt. Hierzu kann ein Hubmagnet auf das Verstellelement wirken.

Das Verstellelement kann ein Lager für ein Kupplungsteil aufweisen, mit welchem der Formschluss zwischen der festzu haltenden Federseite und der Gurtspule hergestellt wird. Dieses Kupplungsteil ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet und ist drehbar in dem Verstellelement gelagert. Das ring förmige Kupplungsteil besitzt eine Innenverzahnung, welche mit einer entsprechenden Verzahnung, die drehfest mit der Gurtspule verbunden ist, in Eingriff bringbar ist. Ferner kann das Kupplungsteil in ein vorzugsweise ringförmiges La gerteil in Eingriff gebracht werden, an welchem das festzu haltende Federende verankert ist. Dieses ringförmige Lager teil kann ebenfalls eine Verzahnung aufweisen, welche der Innenverzahnung des ringförmigen Kupplungsteiles entspricht.

Die Aktivierung der Betätigungseinrichtung, mit welcher das Einrücken der Kupplung bei von der Antriebseinrichtung ge liefertem Drehmoment verursacht wird, erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von fahrkritischen Situationen, bei welchen die hohe Wahrscheinlichkeit eines Unfalls besteht. Derartige potentielle Unfallsituationen sind beispielsweise eine Voll bremsung, das Schleudern des Fahrzeugs, unterschiedliche Reibwerte an den Kraftfahrzeugsrädern gegenüber der Fahr bahn, das Ausfedern eines Rades oder hohe Lenkwinkelge schwindigkeit. Derartige ein hohes Unfallrisiko anzeigende Situationen können mit Hilfe entsprechender Sensoren erfasst werden.

Bei eingerückter Kupplung wird dann das von der Antriebsein richtung erzeugte Drehmoment zur reversiblen Straffung des Sicherheitsgurtes auf die Gurtspule übertragen. So lange die Kupplung eingerückt ist, wird das von der Antriebseinrich tung gelieferte Drehmoment zur Einwirkung auf die Wickelwel le aufrecht erhalten. Wenn kein Unfall stattfindet, wird die Betätigungseinrichtung deaktiviert, so dass das insbesondere ringförmige Kupplungsteil, welches den Formschluss zwischen der einen Federseite und der Gurtspule herstellt ausgerückt wird. Durch die Rückstellkraft des Federelementes wird dann die Kupplung zwischen dem mit der Antriebseinrichtung ver bundenen Mitnehmer und der Gurtspule gelöst.

Die bevorzugt zwischen der Antriebseinrichtung und dem Mit nehmer angeordnete Dämpfungseinrichtung bewirkt einen Über lastausgleich zwischen dem Mitnehmer und der Antriebsein richtung, insbesondere dem Schneckenradsatz am Ausgang der Eintriebseinrichtung und dem Mitnehmer. Hierdurch wird eine Zerstörung der lasttragenden Teile, über welche die Drehmo mente zwischen Gurtspule und Antriebseinrichtung übertragen werden, vermieden. Diese Dämpfungseinrichtung ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie im belasteten Zustand eine Rückstellkraft speichert. Diese Rückstellkraft kann auch zum Lösen der Blockierung der Gurtspule ausgenützt werden, so dass diese für den ungebremsten Bandauszug im Normalbetrieb in Bereitschaft gebracht ist.

Die Antriebseinrichtung kann dann in der Weise gesteuert werden, dass die Triebfeder auf die für den Tragekomfort des angelegten Sicherheitsgurtes geeignete Rückstellkraft einge stellt wird.

Die Kupplung kann auch zur Leistungsstraffung des Sicher heitsgurtes betätigt werden, wobei die Kupplung in der glei chen Weise eingerückt wird, wie es oben beschrieben wurde.

Beispiel

Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfin dung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in schnittbildlicher Darstellung die Federseite eines Gurtaufrollers und eine Blockbilddarstel lung einer Steuereinrichtung;

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungs einrichtung;

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Dämpfungs einrichtung;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungs einrichtung; und

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungs einrichtung.

In der Fig. 1 ist die Federseite eines Gurtaufrollers in schnittbildlicher Darstellung gezeigt. Der Gurtaufroller be sitzt eine Gurtspule 2, welche drehbar an einem Rahmen 1 ge lagert ist. Die Gurtspule 2 dient zum Auf- und Abwickeln ei nes nicht näher dargestellten Sicherheitsgurtes. Mittels einer Triebfeder 3 wird die Gurtspule 2 in Aufwickelrichtung vorgespannt. Die Triebfeder besitzt in ihrem Innern ein Fe derherz 30, über welches die Rückstellkraft der Triebfeder 3 auf die Gurtspule 2 übertragen wird. Die Triebfeder 3 ist mit einem äußeren Einhängepunkt 32 an einer Federkassette 28 befestigt. Zur Verstellung der Federkraft ist ein elektri scher Antrieb 4 (Elektromotor) vorgesehen. Die Ausgangswelle des elektrischen Antriebs 4 wirkt über eine Schnecke 27 auf ein drehfest mit der Federkassette 28 verbundenes Schnecken rad 33.

Beim Anlegen des Sicherheitsgurtes wird von einem Gurt schlosssensor 23 das Schließen des Gurtschlosses festge stellt und über eine Komfortsteuereinrichtung 20 der elekt rische Antrieb 4 angesteuert, so dass die Rückstellkraft der Triebfeder 3 verringert wird. Hierdurch wird der Tragekom fort des am Fahrzeuginsassen angelegten Sicherheitsgurtes verbessert. Die Drehzahl ist bei dieser Komfortverstellung relativ niedrig. Beim Ablegen des Sicherheitsgurtes wird das Öffnen des Gurtschlosses durch den Gurtschlosssensor 23 festgestellt und über die Komfortsteuereinrichtung 20 der elektrische Antrieb 4 so gesteuert, dass die Rückstellkraft der Triebfeder 3 erhöht wird. Hierdurch wird mit erhöhter Rückstellkraft der Sicherheitsgurt in seine Parkposition auf die Gurtspule 2 aufgewickelt.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird das von der elektrischen Antriebseinrichtung 4 erzeugte Drehmoment nicht nur zur Verstellung der Federkraft der Triebfeder 3 verwen det, sondern ferner zum Straffen des Sicherheitsgurtes. Hierzu ist zwischen der Ausgangswelle bzw. dem Schneckenrad 27 und der Gurtspule 2 eine Kupplung 5 vorgesehen, welche beim normalen Fahrbetrieb ausgerückt ist. Beim ausgerückten Zustand der Kupplung 5 wirkt die Rückstellkraft der Triebfeder 3 wie im einzelnen oben erläutert wurde, auf die Gurt spule 2.

Wenn mittels eines oder mehrerer Sensoren, welche zur Fahr zeugsensorik 22 gehören, eine kritische Fahrsituation feste gestellt wird, die eine hohe Unfallwahrscheinlichkeit bedeu tet, wird von einer Straffersteuereinrichtung 21, welche mit der Sensorik 22 verbunden ist, die elektrische Antriebsein richtung 4 und eine Betätigungseinrichtung 35 angesteuert. Die Straffersteuereinrichtung 21 kann zusammen mit der Kom fortsteuereinrichtung 20 Bestandteil einer zentralen Steuer einrichtung 19 sein. Die Betätigungseinrichtung 35 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel elektrisch durch das von der Straffersteuereinrichtung 21 gelieferte Signal akti viert. Bei aktivierter Betätigungseinrichtung 35 und einge schaltetem elektrischen Antrieb 4 wird die Kupplung 5 einge rückt, so dass von der elektrischen Antriebseinrichtung 4 gelieferte Drehmoment direkt auf die Gurtspule 2 übertragen wird.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Kupplung 5 ein verformbares Federelement 6, welches bei seiner Ver formung die Kupplung 5 in den eingerückten Zustand bringt. Die Verformung des Federelementes 6 erfolgt durch das von der Antriebseinrichtung 4 gelieferte Drehmoment. Dieses Drehmoment wird gegebenenfalls über eine Dämpfungseinrich tung 29 auf einen Mitnehmer 14 übertragen, welcher drehbar um einen axialen Fortsatz 34 der Gurtspule 2 koaxial zur Gurtspulenachse 31 gelagert ist. Über diesen axialen Gurt spulenfortsatz 34 kann auch das Rückstellmoment der Triebfe der 3 auf die Gurtspule 2 übertragen werden. Der Mitnehmer 14 ist mit einem Ende des Federelementes 6 fest verbunden. Dieses Federende ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Federschenkel 9 ausgebildet. Das Federelement 6 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Schlingfeder 11, insbesondere Wendelschlingfeder ausgebildet. Die Schlingfeder 11 wird von einem Federdraht gebildet, der einen rechtecki gen Querschnitt aufweist und mit einem zylindrischen Feder bereich 8 um ein zylindrisches Teil 15 des Mitnehmers 14 ge wickelt ist. Das zylindrische Teil 15 wirkt als Federdorn der Schlingfeder 11.

Das andere Federende in Form eines Federschenkels 10 ist fest mit einem Lagerteil 13 verbunden, das ebenfalls drehbar am zylindrischen Teil 15 des Mitnehmers 14 gelagert ist. Das Lagerteil 13 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet.

Der zylindrische Federbereich 8 der Schlingfeder 10 befindet sich in einem ringförmigem Zwischenraum, welcher zwischen dem zylindrischen Teil 15 des Mitnehmers 14 und einem dreh fest mit der Gurtspule 2 verbundenen Hohlzylinder 16 gebil det wird. Der Hohlzylinder 16 besitzt an seinem Außenumfang eine Verzahnung 25. Auch das ringförmige Lagerteil 13 be sitzt an seinem Außenumfang eine Verzahnung 26. Die beiden Verzahnungen 25 und 26 fluchten miteinander. D. h. sie lie gen auf gleichen Radien.

Um den Hohlzylinder 16 und das ringförmige Lagerteil 13 ist ein Kupplungsteil 12 drehbar in einem Verstellelement 7 ge lagert. Während des Normalbetriebes des Gurtaufrollers ist das Kupplungsteil 12 frei drehbar im Verstellelement 7 gela gert. An seinem Innenumfang besitzt das Kupplungsteil 12 ei ne Innenverzahnung 24, welche gleichzeitig mit den Verzah nungen 25 und 26 am Hohlzylinder 16 und am Lagerteil 13 in Eingriff gebracht werden kann. Hierzu wird bei Aktivierung der Betätigungseinrichtung 35 das Verstellelement 7 in radi aler Richtung gegenüber der Gurtspulenachse 31 verschoben, wie es in der Figur dargestellt ist. Dabei kommt die Innen verzahnung 24 auf Kupplungsteil 12 mit den beiden Verzahnungen 25 und 26 am Hohlzylinder 16 und Lagerteil 13 innerhalb eines bestimmten Umfangwinkelbereiches in Eingriff, wie es in der Figur im unteren Bereich der ringförmigen Verzahnun gen 24-26 dargestellt ist. Dabei nimmt das Kupplungsteil 12 gegenüber dem Hohlzylinder 16 und dem ringförmigen Lagerteil 13 eine exzentrische Position ein. Die Betätigungseinrich tung 35 kann hierzu als Hubmagnet ausgebildet sein, welcher bei seiner Aktivierung das Verstellelement 7 in radialer Richtung gegenüber der Gurtspulenachse 31 verlagert. Es ist jedoch auch möglich, die Verstellbewegung des Verstellele mentes 7 aufgrund von Trägheitskraft oder Fliehkraft mittels einer trägen Masse, wie beispielsweise bei einem Gurtband sensor, zu bewirken.

Wenn bei der in der Figur dargestellten eingerückten Positi on des Kupplungsteiles 12 von der elektrischen Antriebsein richtung 4 aufgrund des Steuersignales der Straffersteuer einrichtung 21 gleichzeitig ein Drehmoment über den Mitneh mer 14 übertragen wird, wirkt dieses Drehmoment auf den Fe derschenkel 9. Der andere Federschenkel 10 wird durch den Kupplungseingriff, mit welchem das Lagerteil 13 an die Gurt spule 2 gekoppelt ist, festgehalten. Hierdurch verformt sich der zylindrische Federbereich 8 der Schlingfeder 11 und ver größert seinen Durchmesser bis eine kraftschlüssige Verbin dung (Reibschluss) mit der Innenwand 17 des Hohlzylinders 16 hergestellt ist. Hierdurch wird zwischen der elektrischen Antriebseinrichtung 4 und der Gurtspule 2 ein Kraftschluss hergestellt, über welchen das Drehmoment auf die Gurtspule 2 übertragen wird. Dieses Drehmoment wirkt in Bandaufwickel richtung, so dass eine Rückstraffung des Sicherheitsgurtes stattfindet. Diese Rückstraffung des Sicherheitsgurtes kann nicht nur in fahrkritischen Situationen, bei denen eine hohe Unfallwahrscheinlichkeit besteht, erzeugt werden, sondern auch dann, wenn bei einem Unfall eine Leistungsstraffung er forderlich ist.

Wenn kein Unfall stattgefunden hat, sondern die Rückstraf fung aufgrund einer potentiellen Unfallsituation durch die Sensorik 22 ausgelöst wurde, wird nach einem bestimmten Zeitablauf, beispielsweise 5 Sek., das von der Antriebsein richtung 4 aufrechterhaltene Drehmoment verringert oder ab geschaltet. Hierdurch gelangt das Federelement 6 (Schlingfe der 11) aufgrund seiner Rückstellkraft wieder in seine Aus gangsposition zurück. Dabei wird der Kraftschluss zwischen dem zylindrischen Federbereich 8 und der Innenwand 17 des Hohlzylinders 16 gelöst. Die Antriebseinrichtung 4 kann dann wieder in die Komfortsteuerung der Triebfeder 3 umgeschaltet werden.

Ferner kann die Dämpfungseinrichtung 29 in der Weise ausge bildet sein, dass über die noch in Kupplungseingriff befind liche Schlingfeder 11 eine Rückstellkraft auf die Gurtspule 2 ausgeübt wird, durch welche eine nicht näher dargestellte Blockierklinke, mit welcher die Gurtspule 2 am Rahmen 1 blo ckiert ist, außer Blockeingriff gebracht wird.

Wenn bei einem Unfall die Gurtspule 2 gegen Verdrehen am Rahmen 1 blockiert ist, kann in herkömmlicher Weise ein Spu lenteil, auf welches das Gurtband aufgewickelt ist, gegen über dem Rahmen unter Zwischenschaltung eines Gurtkraft begrenzers 18, der beispielsweise als Torsionsstab ausgebil det ist verdreht werden. Diese Drehbewegung kann durch die Dämpfungseinrichtung 29 kompensiert werden, so dass das be vorzugt als Schneckenradsatz (Schnecke 27, Schneckenrad 33) ausgebildete Getriebe der Antriebseinrichtung 4 gegen Be schädigung geschützt ist.

Die Dämpfungseinrichtung 29, von der Ausführungsformen in den Fig. 2 bis 5 dargestellt sind, ist in der Weise aus gebildet, dass sie im belasteten Zustand eine Rückstellkraft speichert. Der belastete Zustand ergibt sich im Strafferbe trieb, bei welchem das Drehmoment von der Antriebseinrich tung 4 auf die Gurtspule 2 übertragen wird. Die Dämpfungs einrichtung 29, welche hierzu elastisch verformbare Drehmo mentübertragungsmittel aufweist, wird dabei durch die Ver formung der drehmomentübertragenden Mittel in einen Zustand gebracht, in welchem sie einen Speicher für eine Rückstell kraft darstellt. Dies resultiert aus der elastischen Verfor mung der das Drehmoment übertragenden elastischen Dämpfungs elemente.

Bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbei spielen sind die verformbaren, das Drehmoment übertragenden Dämpfungselemente als Wälzkörper 36 ausgebildet, die aus ei nem elastischen Material bestehen. Als elastisches Material kann ein Kunststoff verwendet werden, welcher eine Shore- Härte von 50-90 Shore aufweist. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden drei Wälzkörper 36 verwendet und beim Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 3 werden fünf Wälzkörper 36 verwen det. Es ist jedoch auch möglich, nur einen Wälzkörper 36 als elastisches Dämpfungselement zu verwenden. In bevorzugter Weise wird eine ungeradzahlige Anzahl an Wälzkörpern 36 ver wendet.

Die elastisch verformbaren Wälzkörper 36 sind zwischen zwei ineinander liegenden Ringen 40 und 41 angeordnet. Zwischen diesen Ringen wird für den jeweiligen Wälzkörper eine Roll bahn um eine Abrollachse 39 definiert. Die Rollbahn um die Abrollachse 39 wird zwischen zwei Abrollflächen 37 und 38 gebildet. Die innenliegende Abrollfläche 38 ist kreiszylind risch ausgebildet und wird von der Außenfläche des innenlie genden Ringes 41 gebildet. Die außenliegende Abrollfläche 37 wird an der Innenseite des außenliegenden Ringes 40 gebil det. Wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, verändert sich der Abstand zwischen den beiden Abrollflächen 37 und 38 entlang der Umlaufbahn der Wälzkörper 36 um die Rollbahnach se 39. Wenn der jeweilige elastisch verformbare Wälzkörper 36 aus seiner Ausgangsposition bei der Drehmomentübertragung bewegt wird, rollt er an den Abrollflächen 37 und 38 ab und gelangt in einen Bereich, in welchem sich der Abstand zwi schen den beiden Abrollflächen 37 und 38 verringert. Hier durch wird das elastische Material des jeweiligen Wälzkör pers 36 zusammengedrückt. Neben der gedämpften Drehmoment übertragung erreicht man wie schon erläutert hierdurch die Speicherung einer Rückstellkraft, die in die jeweilige Aus gangsposition des Wälzkörpers 36 gerichtet ist.

Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbei spiel sind Wälzkörper 43 aus hartem Material, beispielsweise Stahl gebildet und eine der beiden Abrollflächen, vorzugs weise die äußere Abrollfläche 44 aus elastischem Material hergestellt. Im übrigen ist der Aufbau der beiden Ausfüh rungsbeispiele der Dämpfungseinrichtungen in den Fig. 4 und 5 der gleiche wie bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist der äußere Ring 40 drehfest mit dem Schneckenrad 33 verbunden. Die Wälzkörper 36 bzw. 43 sind drehbar in Lagern 42 am Mitnehmer 14 gelagert.

Beim Antrieb des äußeren Ringes 40 für die Straffung des Gurtbandes wird der äußere Ring 40 mit gegenüber der Kom fortverstellung der Triebfeder 3 erhöhter Drehzahl angetrie ben. Zur Dämpfung der Antriebsbewegung werden die Wälzkörper 36 bzw. 43 in die Bereiche zwischen den beiden Ringen 40 und 41 bewegt, in denen der Abstand zwischen den Abrollflächen 37 bzw. 44 und 38 verringert ist. Die Wälzkörper 36 werden dann in bestimmten Positionen in den Bereichen mit reduzier tem Abstand zwischen den Abrollflächen 37 bzw. 44, 38 fest gehalten und die Drehbewegung des äußeren Ringes 40 wird auf den Mitnehmer 14 übertragen. Hierdurch wird dann wie oben schon erläutert, die Kupplung 5 eingerückt und das Drehmo ment zum Straffen auf die Gurtspule 2 übertragen. Die ge speicherte Rückstellkraft kann dann gegebenenfalls zum Lösen einer nicht näher dargestellten Blockierklinke aus ihrem Blockiereingriff mit der Gurtspule zum Rückdrehen der Gurt spule 2 verwendet werden.

Wenn bei einem Crash ein durch den Gurtkraftbegrenzer 18 ge bremster Gurtbandauszug stattfindet, wird die aus diesem Gurtbandauszug resultierende Drehbewegung der Spulentrommel, auf welcher das Gurtband aufgewickelt ist, über die einge rückte Kupplung auf den Mitnehmer 14 und damit auf die Wälz körper 36 übertragen. Hierbei können ein bis fünf Umdrehun gen, je nach Belastung durch den vorverlagerten Körper des Fahrzeuginsassen, stattfinden. Dabei werden die Wälzkörper 36 bzw. 43 ebenfalls entlang ihrer Umlaufbahn um die Rollbahnachse 39 gedreht und finden einen neuen Ausgangspunkt in dieser Rückdrehphase. Hierdurch wird eine Beschädigung des Schneckenradsatzes (Schnecke 27 und Schneckenrad 33) verhindert. Ferner ist es möglich, dass bei einem Nachfolgeunfall durch die Antriebseinrichtung 4 erneut ein Drehmoment zum Einziehen der entstandenen Gurtlose erzeugt wird, welches dann wie schon erläutert, auf die Gurtspule 2 zum erneuten Straffen des Sicherheitsgurtes übertragen wird.

Der innere Ring 41 ist bevorzugt als freilaufender Ring aus gebildet, der zentrisch zur Rollbahnachse 39 umläuft. Die Rollbahnachse 39 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel koaxial zur Gurtspulenachse 31. Die kreiszylindrische Um fangsfläche des inneren Ringes 41, welche die Abrollfläche 38 bildet, kann zur Schlupfvermeidung entsprechend rau, bei spielsweise durch eine leichte Rändelung, ausgebildet sein.

Ein geeignetes elastische Kunststoffmaterial für die Wälz körper 36 bzw. die Abrollfläche 44 kann ein Ethylen- Propylen-Elastomeres, beispielsweise EPDM (Ethylen/Propylen- Dien-Terpolymere) sein.

Bezugszeichenliste

1

Rahmen

2

Gurtspule

3

Triebfeder

4

Antriebseinrichtung

5

Kupplung

6

Federelement

7

Verstellelement

8

Federbereich

9

Federschenkel

10

Federschenkel

11

Schlingfeder

12

Kupplungsteil

13

Lagerteil

14

Mitnehmer

15

zylindrisches Teil

16

Hohlzylinder

17

Innenwand

18

Gurtkraftbegrenzer

19

Steuereinheit

20

Komfortsteuereinrichtung

21

Steuereinrichtung für Gurtstraffer

22

Fahrzeugsensorik

23

Gurtschlosssenor

24

Verzahnung am Kupplungsteil

12

25

Verzahnung am Hohlzylinder

16

26

Verzahnung am Lagerteil

13

27

Schnecke

28

Federkassette

29

Dämpfungseinrichtung

30

Federherz

31

Gurtspulenachse

32

äußerer Einhängepunkt

33

Schneckenrad

34

axialer Gurtspulenfortsatz

35

Betätigungseinrichtung

36

Wälzkörper

37

Abrollfläche

38

Abrollfläche

39

Rollbahnachse

40

äußerer Ring

41

innerer Ring

42

Lager

43

Wälzkörper

44

Abrollfläche

Claims

1. Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt mit

- einer an einem Rahmen (1) drehbar gelagerten Gurtspu le (2), auf welcher der Sicherheitsgurt auf- und ab wickelbar ist;
- einer Triebfeder (3), welche die Gurtspule (2) in Aufwickelrichtung vorspannt; und
- einer elektrischen Antriebseinrichtung (4), mit wel cher die Federkraft verstellbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

- zwischen der Antriebseinrichtung (4) und der Gurtspu le (2) eine Kupplung (5) vorgesehen ist, welche ein von der Antriebseinrichtung (4) erzeugtes Drehmoment auf die Gurtspule (2) überträgt, wobei
- die Kupplung (5) ein durch das Drehmoment verformba res Federelement (6) aufweist, das bei seiner Verfor mung die Kupplung (5) in den eingerückten Zustand bringt.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) an seiner einen Seite mit der Antriebseinrichtung (4) und an seiner anderen Seite über ein Verstellelement (7), welches von einer Betätigungs einrichtung (35) in Abhängigkeit von einem Signal einer Fahrzeugsensorik (22) bewegbar ist, mit der Gurtspule (2) über einen Formschluss verbindbar ist.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschluss zwischen dem Federelement (6) und der Gurtspule (2) durch ein Kupplungsteil (12) gebildet ist, das vom Verstellelement (7) in Kupplungseingriff mit der Gurtspule (2) und einem Lagerteil (13), mit welchem das Federelement (6) an einer seiner beiden Seiten verbunden ist, einrückbar ist.

4. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der sich verformende Federbereich (8) des Federelementes (6) mit der Gurtspule (2) für die Drehmomentübertragung direkt in Kraftschluss bringbar ist.

5. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement 6 als Schlingfeder (11) mit endseitigen Schenkeln (9, 10) ausgebildet ist, wobei der eine Schenkel (9) mit der Antriebseinrichtung (4) und der andere Schenkel (10) über das Verstellele ment (7) mit der Gurtspule (2) verbindbar ist.

6. Gurtaufroller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlingfederdraht einen rechteckigen Quer schnitt aufweist.

7. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) zwischen einem von der Antriebseinrichtung (4) angetriebenen Mitnehmer (14) und der Gurtspule (2) angeordnet ist.

8. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (11) um ein zy lindrisches Teil (15) des Mitnehmers (14) geschlungen ist und an ihrer Außenseite mit einer Innenwand (17) ei nes drehfest mit der Gurtspule (2) verbundenen Hohlzy linders (16) zur Drehmomentübertragung in Reibschluss bewegbar ist.

9. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der eingerückte Zustand der Kupp lung (5) durch das von der Antriebseinrichtung (4) ge lieferte Drehmoment aufrechterhalten bleibt.

10. Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil (12) ringförmig mit einer umlau fenden Verzahnung (24) ausgebildet ist, wobei das Kupp lungsteil (12) im eingerückten Zustand in einer zur Gurtspulenachse (31) exzentrischen Position sich befin det und die Verzahnung teilweise mit einer umlaufenden Verzahnung (25) die drehfest mit der Gurtspule (2) ver bunden ist, in Eingriff liegt.

11. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 2, 3 und 10, da durch gekennzeichnet, dass das ringförmige Kupplungsteil (12) drehbar am Verstellelement (7) gelagert ist.

12. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 2, 3, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (7) ra dial gegenüber der Gurtspulenachse (31) verstellbar ist.

13. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (35) in Abhängigkeit von einer sensorisch erfassen fahrkriti schen Situation aktivierbar ist.

14. Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt mit

- einer an einem Rahmen (1) drehbar gelagerten Gurtspu le (2), auf welcher der Sicherheitsgurt auf- und ab wickelbar ist;
- einer Triebfeder (3), welche die Gurtspule (2) in Aufwickelrichtung vorspannt; und
- einer elektrischen Antriebseinrichtung (4), mit wel cher die Federkraft verstellbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, dass

- zwischen Gurtspule (2), insbesondere Mitnehmer (14) und Antriebseinrichtung (4) zur Überlastkompensation eine Dämpfungseinrichtung (29) angeordnet ist.

15. Gurtaufroller nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (29) eine bei aktiviertem Gurtkraftbegrenzer (18) zwischen Gurtspule (2) und An triebseinrichtung (4) stattfindende Relativbewegung aus gleicht.

16. Gurtaufroller nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn zeichnet, dass im belasteten Zustand die Dämpfungsein richtung (29) eine Rückstellkraft speichert.

17. Gurtaufroller nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Dämpfungseinrichtung (29) gespeicherte Rückstellkraft über die geschlossene Kupplung (5) auf die Gurtspule (2) zum Lösen der Blockierung des Bandaus zugs übertragbar ist.

18. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 14 bis 17, da durch gekennzeichnet, dass die von der Dämpfungseinrich tung (29) gespeicherte Rückstellkraft die Triebfeder (3) in ihre Nullposition bringt.

19. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 14 bis 18, da durch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (29) wenigstens ein elastisches Drehmoment übertragendes Dämpfungselement (36; 44) aufweist.

20. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 14 bis 19, da durch gekennzeichnet, dass in der Dämpfungseinrichtung (29) wenigstens ein Wälzkörper (36) aus elastisch ver formbarem Material zwischen zwei aus festem Material be stehende Abrollflächen (37, 38) um eine Rollbahnachse (39) abrollbar geführt sind, wobei der Abstand zwischen den beiden Abrollflächen (37, 38) zur elastischen Ver formung des jeweiligen Wälzkörpers (36) bzw. der Wälz körper (36) entlang seiner Abrollbahn sich ändert.

21. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 14 bis 19, da durch gekennzeichnet, dass in der Dämpfungseinrichtung (29) wenigstens ein Wälzkörper aus festem Material zwi schen zwei Abrollflächen (38, 44), von denen wenigstens eine Abrollfläche aus elastischem Material gebildet ist, um eine Rollbahnachse (39) abrollbar geführt ist, wobei der Abstand zwischen den beiden Abrollflächen (38, 44) zur elastischen Verformung der wenigstens einen Abroll fläche entlang der Abrollbahn des jeweiligen Wälzkörpers (43) sich ändert.

22. Gurtaufroller nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Abrollfläche (44) aus elastischem Mate rial besteht.

23. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 14 bis 22, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Abrollflächen (37; 44, 38) an zwei ineinander liegenden Ringen (40, 41) ge bildet sind, wobei die Drehmomentübertragung zwischen dem äußeren Ring (40) und dem Wälzkörper (36; 43) bzw. den Wälzkörpern (36; 43) stattfindet.

24. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 14 bis 23, da durch gekennzeichnet, dass der äußere Ring (40) mit der Antriebseinrichtung (4) und der Wälzkörper (36; 43) bzw. die Wälzkörper (36; 43) mit dem Mitnehmer (14) verbunden sind.

25. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 14 bis 24, da durch gekennzeichnet, dass der innere Ring (41) als Freilaufring ausgebildet ist.

26. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 14 bis 25, da durch gekennzeichnet, dass der innere Ring (41) eine kreiszylindrische Außenfläche, welche die eine Abroll fläche (38) bildet, aufweist und die Innenfläche des äu ßeren Ringes (40), welche die andere Abrollfläche (37; 44) bildet, einen von der kreiszylindrischen Form abwei chenden Verlauf aufweist.

27. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 14 bis 26, da durch gekennzeichnet, dass die Rollbahnachse (39) und die Gurtspulenachse (31) koaxial verlaufen.

28. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zur Drehmomentübertragung am Aus gang der elektrischen Antriebseinrichtung (4), insbeson dere eines Elektromotors ein Schneckenradsatz (27, 33) vorge sehen ist.