DE19927731A1

DE19927731A1 - Gurtstraffer

Info

Publication number: DE19927731A1
Application number: DE19927731A
Authority: DE
Inventors: Martin Specht
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: EP1178906B1; KR100436253B1; WO2000071394A1; AU4006799A; CA2354550A1; DE19927731C2; EP1178906A1; KR20020022662A; DE69917343D1; JP2003500273A

Abstract

Ein Gurtaufroller mit einer an einem Rahmen 9 um eine Achse 16 drehbar gelagerten Gurtspule 4 für einen Sicherheitsgurt, einer Triebfeder 5, welche die Gurtspule 4 in Aufwickelrichtung antreibt, einer Blockiereinrichtung zum Blockieren der Gurtspule 4 gegen Bandauszug und einem Elektromotor 1, welcher verschiedene Funktionen des Gurtaufrollers beeinflußt, wobei ein Rotor 2 wahlweise mit der Triebfeder 5, einem Torsionsstab 6 und der Gurtspule 4 in Antriebsverbindung gebracht werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem derartigen aus der DE 41 12 620 A1 bekannten Gurtaufroller wird die Aufwic kelfeder durch einen Elektromotor so beaufschlagt, daß nach dem Anlegen des Sicher heitsgurtes die auf das Gurtband ausgeübte Anlegekraft geringer wird als die auf das in die Parkposition ausgezogene Gurtband. Hierzu wirkt der Elektromotor auf das drehbar gelagerte Federgehäuse am Gurtaufroller.

Bei einem weiteren aus der DE 27 42 676 bekannten Gurtaufroller ist an der Federseite des Gurtaufrollers ein Elektromotor vorgesehen, welcher über eine Kupplung auf die Triebfeder wirkt. Hierdurch kann die Rückstellkraft der Triebfeder eingestellt werden. Die Kupplung kann als Rutschkupplung ausgebildet sein, um das vom Elektromotor (Stellmotor) übertragene Drehmoment auf einen Höchstwert zu begrenzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller der eingangs genannten Art zu schaf fen, bei welchem der mit dem Elektromotor ausgestattete Gurtaufroller mit kompaktem Aufbau weitere Funktionen erfüllt.

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

Bei der Erfindung wird ein als Lastbegrenzer in der Achse der Gurtspule angeordneter Torsionsstab zur Lagerung des Rotors, mit welchem die Stellbewegung zum Verändern der Triebfederkraft übertragen wird, verwendet. Der Elektromotor kann hierzu mit seiner Ausgangswelle parallel zur Gurtspulenachse angeordnet sein. Die Ausgangswelle des Elektromotors kann hierzu über ein Getriebe, beispielsweise in Form von Zugmitteln, Zahnriemen, Ketten, Metallbändern, Zahnradgetriebe und dergleichen, in Drehantriebs verbindung mit dem Rotor stehen.

Ferner können der Rotor und Stator des Elektromotors konzentrisch zur Gurtspulenach se an der Federseite des Gurtaufrollers angeordnet sein. Der Rotor steht hierzu zur Verstellung der Kraft der Triebfeder mit wenigstens einem der beiden Enden der Trieb feder in Drehverbindung. Diese Drehverbindung ist insbesondere eine starre Drehver bindung ohne Zwischenschaltung einer Rutschkupplung. Es kann ein Getriebe, insbe sondere Planetengetriebe zwischen dem Rotor und dem Angriffspunkt an der Feder vorgesehen sein.

Ein geeigneter Elektromotor ist ein in der DE 43 02 042 A1 beschriebene Flachmotor. Dieser Elektromotor in Flachbauweise besitzt auf einem innenliegenden Radius Stator pole und auf einem um diesen angeordneten außenliegenden Radius Rotorpole. Die axiale Ausdehnung der Rotor-Statoranordnung ist wesentlich kleiner als der Außen durchmesser des Rotors. Innerhalb der Statorpole kann ein Planetengetriebe in kompak ter Bauweise angeordnet sein, welches in Drehantriebsverbindung mit dem Rotor steht. Die vom Planetengetriebe übertragene Drehbewegung kann auf die Triebfeder oder über eine Kupplung auf einen Lastbegrenzer und/oder die Wickelwelle übertragen wer den. Es ist auch möglich, die Drehbewegung des Rotors direkt auf eines der beiden En den der Triebfeder zu übertragen. In bevorzugter Weise erfolgt die Übertragung auf das außenliegende Ende der Triebfeder.

Aus der speziellen Anordnung der Bestandteile des Elektromotors und eines gegebe nenfalls in vorteilhafter Weise integrierten Planetengetriebes ergibt sich die Möglichkeit, gegenüber dem Stand der Technik noch zusätzliche Funktionen durch den Gurtaufroller zu erfüllen. Diese Funktionen sind neben der Einstellung des Gurtbandtragekomforts durch entsprechende Verstellung der Rückstellkraft der Triebfeder eine Gurtvorstraffung, welche durch einen Pre-Crash-Sensor oder eine Notbremsung ausgelöst werden kann. Eine derartige Gurtvorstraffung gibt unterhalb der Auslöseschwelle für die Leistungs straffung dem Fahrzeuginsassen ein Sicherheitsgefühl bei starken Bremsungen oder in der Vorstufe eines Unfalls oder bei unfallträchtigen Fahrsituationen in allen Verzöge rungsrichtungen. Es kann hierzu beispielsweise die Triebfeder durch den Elektromotor auf Block gewickelt werden und das weitergehende Drehmoment wird über die auf Block gewickelte Feder auf die Gurtspule zum Vorstraffen des Sicherheitsgurtes übertragen. Es ist auch möglich, diese Drehbewegung über eine eingerückte Kupplung auf die Gurt spule zu übertragen.

Ferner besteht die Möglichkeit, einen einstellbaren Lastbegrenzer zu schaffen durch Kombination eines vorgegebenen Lastbegrenzers, welcher bevorzugterweise als Torsi onsstab ausgebildet ist, mit dem vom Elektromotor vermittelten Drehmoment. In Abhän gigkeit von der Unfallschwere und/oder den Insassendaten (5%-Frau bis 95%-Mann) kann dann die Rückhaltekraft bei aktiver Gurtwellenblockierung für einen begrenzten Gurtbandauszug in geeigneter Weise eingestellt werden.

Die Kombination des vom Elektromotor gelieferten Drehmoments mit der vom Lastbe grenzer, insbesondere Torsionsstab vermittelten Energieabsorption beim gebremsten Gurtbandauszug kann über die auf Block gewickelte Triebfeder oder über zwischen den Rotor bzw. das Planetengetriebe und die Wickelwelle und/oder den Lastbegrenzer, ins besondere Torsionsstab geschalteter eingerückter Kupplung erreicht werden. Das Drehmoment des Elektromotors kann die vom Lastbegrenzer, insbesondere Torsions stab vorgegebene Wirkung der Energieabsorption erhöhen oder verringern. Dies erfolgt in Abhängigkeit der Unfallschwere und der Unfallinsassen bezogenen Daten. Der Elek tromotor kann hierzu insbesondere von Gurtkraftkennlinien eines Kennfeldes (DE 196 40 842 A1 und DE 197 31 689 A1) gesteuert werden.

In vorteilhafter Weise können Funktionsteile wie beispielsweise der Lastbegrenzer, wel cher als Torsionsstab ausgebildet ist, zur Lagerung von Bestandteilen des Elektromotors insbesondere des Rotors dienen. Hierzu kann der Torsionsstab mit einem in axialer Richtung sich erstreckenden Fortsatz ausgestattet sein, an welchem der Rotor gelagert ist. Der Torsionsstab ist hierzu in der Gurtspulenachse angeordnet. Ferner kann der Stator des Rotors am Rahmen des Gurtaufrollers, insbesondere dem federseitigen Rahmenschenkel gelagert sein. In bevorzugter Weise kann der Statorträger aus einem Stück mit diesem Rahmenschenkel gebildet sein.

Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine beim zweiten Ausführungsbeispiel zum Einsatz kommende Kupplung;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel; und

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel.

Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele von Gurtaufrollern besitzen je weils eine Gurtspule 4 für einen nicht näher dargestellten Sicherheitsgurt. Eine Triebfe der 5 treibt die Gurtspule 4 in bekannter Weise in Aufwickelrichtung an. In eine Blockier verzahnung 17 kann eine nicht näher dargestellte von einem Beschleunigungssensor betätigte Blockierklinke eingreifen. Die Blockierverzahnung befindet sich an einer Bloc kierscheibe 18, die sich zusammen mit der Gurtspule 4 im normalen Aufwickel- und Abwickelbetrieb um eine Achse 16 mitdreht. Beim Eingriff der Blockierklinke in die Bloc kierverzahnung 17 wird die Gurtspule gegen Drehung an einem Rahmen 9, in welchem die Gurtspule 4 drehbar gelagert ist, gegen Weiterdrehung blockiert.

An der Federseite des Rahmens 9 befindet sich ein Elektromotor 1. Ein Stator 3 des Elektromotors stützt sich am Rahmen 9 über einen Statorträger 8 ab. Gegebenenfalls kann der Statorträger 8 aus einem Stück mit dem Rahmen 9 gebildet sein. Der Stator 3 befindet sich auf einem innenliegenden Radius, und auf einem äußeren Radius befindet sich ein Rotor 2 des Elektromotors. Pole 21 des Rotors 2 liegen den Polen des Stators 3 in einer Ebene gegenüber. Der Statorträger 8 und der Stator 3 sind ringförmig ausgebil det. Im Innern des Ringes befindet sich ein Planetengetriebe bestehend aus Planetenrä dern 10, die drehbar an einem Planetenträger 11 gelagert sind. Der Planetenträger 11 ist um die Achse 16 der Gurtspule 4 drehbar gelagert.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen befindet sich in der Achse 16 der Gurtspule 4 ein Lastbegrenzer in Form eines Torsionsstabes 6. Der Torsionsstab 6 erstreckt sich in axialer Richtung. In der Nähe der Federseite ist der Torsionsstab 6 über einen Form schluß 22 drehfest mit der Innenseite der Gurtspule 4 verbunden. An der anderen Seite (Mechanikseite) des Gurtaufrollers ist der Torsionsstab 6 über ein Festlager 19 drehfest mit der Blockierscheibe 18 verbunden. Neben dem Festlager 19 bildet der Torsionsstab 6 mit der Innenseite der Gurtspule 4 ein Loslager 20, welches eine Drehung der Gurt spule 4 gegenüber dem vom Torsionsstab 6 gebildeten Loslagerteil erlaubt. Im normalen Auf- und Abwickelbetrieb der Gurtspule 4 dreht sich der Torsionsstab 6 zusammen mit der Gurtspule 4 um die Achse 16.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Triebfeder 5 über ein Federherz 13 drehfest mit dem Torsionsstab 6 verbunden. Die Rückstellkraft der Triebfeder 15 wird somit über den Torsionsstab 6 auf die Gurtspule 4 im normalen Betrieb übertragen.

Der Torsionsstab 6 besitzt einen axialen Fortsatz 7. Auf diesem Fortsatz ist der Rotor 2 des Elektromotors 1 drehbar gelagert. Der Rotor 2 ist bei den dargestellten Ausfüh rungsbeispielen haubenförmig ausgebildet. Ein in der Mitte nach innen ragender Lager fortsatz 23 besitzt an seiner Außenseite eine Verzahnung, welche ein Sonnenrad 12 des Planetengetriebes bildet. Die Planetenräder 10 kämmen mit diesem Sonnenrad 12. Zur Vervollständigung des Planetengetriebes besitzt der Stator 3 an seinem Innenumfang eine Verzahnung, welche ein Hohlrad 24, in welches die Planetenräder 10 eingreifen, bildet. Ein bei den dargestellten Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommender Flach motor mit integriertem Planetengetriebe ist aus der DE 43 02 042 A1 bekannt.

Der beispielsweise als Gleichstrommotor ausgebildete Elektromotor 1 ist an die ver schiedenen Bauteile des Gurtaufrollers in der Weise angekoppelt bzw. ankoppelbar, daß verschiedene Funktionen des Gurtaufrollers in geeigneter Weise je nach der Fahr- bzw. Betriebssituation einwirkt.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Drehmoment des Ro tors 2 über das Planetengetriebe und den Planetenradträger 11 auf einen äußeren Ein hängepunkt 25 der Triebfeder 5 übertragen. Hierdurch kann die Rückstellkraft der Triebfeder je nach der Betriebssituation eingestellt werden. Beispielsweise kann die Rückstellkraft der Triebfeder 5 für das Aufwickeln des Gurtbandes in die Parkposition erhöht werden, so daß ein rasches Aufwickeln des Gurtbandes auf die Gurtspule 4 er reicht wird. Zur Verbesserung des Tragekomforts kann beim Anlegen des Sicherheits gurtes und bei angelegtem Sicherheitsgurt die Rückstellkraft der Triebfeder 5 verringert werden.

Ferner kann die Triebfeder 5 durch den Elektromotor 1, welcher beispielsweise als Gleichstrommotor ausgebildet ist, auf Block gewickelt werden. Beispielsweise in einer Pre-Crash-Situation kann auf diese Weise durch das weiterwirkende Drehmoment eine Vorstraffung des Sicherheitsgurtes bewirkt werden.

Bei einem Unfall kann bei blockierter Gurtspule bei Vorverlagerung des Fahrzeugin sassen die Wirkung des als Torsionsstab 6 ausgebildeten Lastbegrenzers durch verän derbare additive Drehmomentregelung des Elektromotors 1 entsprechend eingestellt werden. Die Wirkung des Drehstabes kann hierdurch abgeschwächt oder verstärkt wer den, je nach Drehrichtung des Rotors 2. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit von Un fallschwere und Größe und Gewicht des Fahrzeuginsassen eine kennliniengesteuerte Lastbegrenzung erreicht werden. Bei der Wirkung als Lastbegrenzer wird die Blockier scheibe 18 durch den Eingriff der Blockierklinke in die Blockierverzahnung 17 gegen weitere Drehung festgehalten. Auch das über das Festlager 19 mit der Blockierscheibe 18 verbundene Ende des Torsionsstabes 6 wird gegen Drehung festgehalten. Die Gurt spule 4 kann sich jedoch in dem Loslager 20 gegenüber dem Torsionsstab 6 drehen. Da der Formschluß 22 in der Nähe der Federseite zwischen dem Torsionsstab 6 und der Gurtspule 4 beibehalten bleibt, wird der Torsionsstab 6 in sich verdreht und wirkt als Lastbegrenzer. Wie schon erläutert, wirkt das vom Elektromotor 1 über die auf Block gewickelte Triebfeder 5 ebenfalls auf das Ende des Torsionsstabes, das über das Fe derherz mit der Triebfeder 5 verbunden ist. In bevorzugter Weise befindet sich das Fe derherz 13 in unmittelbarer Nähe zu dem Formschluß 22 zwischen der Gurtspule 4 und dem Torsionsstab 6. Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Triebfeder 5 innerhalb des Statorträgers 8 und zwischen dem Planetengetriebe und der federseitigen Stirnfläche der Gurtspule 4. Die Federkassette, in welcher die Triebfeder 5 angeordnet ist, kann aus einem Stück mit dem Planetenträger 11 gebildet sein. Sie kann jedoch auch als gesondertes Stück hergestellt sein und drehfest mit dem Planetenträger 11 verbunden sein. Die Verbindung zwischen der Triebfeder und dem Planetenträger 11 ist derart, daß, wie schon erläutert, das Drehmoment, welches vom Elektromotor 1 erzeugt wird, auf den äußeren Einhängepunkt 25 der Triebfeder 5 über tragen werden kann.

Bei den in den Fig. 2 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen befindet sich die Trieb feder 5 außerhalb des haubenförmig ausgebildeten Rotors 2. Die Federkassette, in wel cher die Triebfeder 5 angeordnet ist, kann an den Rotor 2 angeformt sein oder drehfest mit dem Rotor 2 verbunden sein. Das Federherz 13 ist drehfest mit dem axialen Fortsatz 7 des Torsionsstabes 6 verbunden. Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 4 ragt dieser Fortsatz durch den Rotor 2 hindurch. Mit dem durch den Rotor hindurchragenden Teil des Fortsatzes 7 ist das Federherz 13 verbunden.

Der äußere Einhängepunkt 25 der Triebfeder 5 ist mit dem Rotor 2 direkt verbunden. Dies kann dadurch bewirkt sein, daß die Federkassette, an welcher der äußere Einhän gepunkt 25 der Triebfeder 5 eingehängt ist, drehfest mit dem Rotor 2 verbunden ist. Es kann jedoch auch eine kassettenähnliche Federaufnahme einstückig an den Rotor 2 angeformt sein, wobei der äußere Einhängepunkt 25 an dieser angeformten Federauf nahme vorgesehen ist.

Wie schon beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 erläutert, kann das Drehmoment, wel ches vom Elektromotor 1 erzeugt wird, auf die Triebfeder 5 zur Einwirkung gebracht werden. Hierbei kann in der gleichen Weise, wie schon erläutert, die Rückstellkraft der Triebfeder 5 für den Gurtbandtragekomfort eingestellt werden. Auch kann die Triebfeder 5 auf Block gewickelt werden und die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 erläuterten Funktionen der Gurtvorstraffung bei Pre-Crash oder die Beeinflus sung des Lastbegrenzerverhaltens des Torsionsstabes 6 durchgeführt werden.

Es können jedoch noch zusätzliche Kupplungen, wie sie bei den Ausführungsformen der Fig. 2 und 4 dargestellt sind, vorgesehen sein.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Gurtspule 4 und dem Planetenträger 11 eine Kupplung 14 vorgesehen, welche in Draufsicht in der Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Diese Kupplung 14 ist als Rollenkupplung ausgebildet. Im normalen Gurtaufrollerbetrieb befinden sich Kupplungsrollen 26 bezüglich der Achse 16 der Gurtrolle 4 in einer radial äußeren Stellung. In dieser Stellung sind die Kupplungsrol len vom Planetenträger 11 gelöst und verbinden einen die Blockierverzahnung 17 tra genden Ring 27 mit einem ringförmigen Rumpfflansch 28, der einstückig an die Stirnflä che der Gurtspule 4 angeformt ist und um die Achse 16 verläuft. In dieser Stellung ist die Blockierverzahnung 17 drehfest mit der Gurtspule 4 verbunden. Diese Stellung nehmen die Kupplungsrollen 26 im normalen Gurtaufrollerbetrieb ein. Bei dieser Ausführungs form kann im normalen Gurtaufrollerbetrieb eine beidseitige Blockierung der Gurtspule 4 in den beiden Blockierverzahnungen 17 stattfinden. Auch bei einem Crash greifen Bloc kierklinken in die beiden Blockierverzahnungen 17, gegebenenfalls nach Durchführung einer Leistungsstraffung des Sicherheitsgurtes, ein. Bei der Vorverlagerung des Fahr zeuginsassen in den gegen Bandauszug blockierten Sicherheitsgurt ergibt sich zwischen dem Ring 27 und dem Rumpfflansch 28 eine Relativverdrehung, durch welche die Kupplungsrollen 26 in bekannter Weise, wie es z. B. in der DE 196 47 841 A1 beschrie ben ist, bezüglich der Achse 16 radial nach innenbewegt werden, so daß sie in entspre chende Ausnehmungen 29 des Planetenträgers 11 bzw. eines einstückig damit verbun denen Abtriebsteils in Kupplungseingriff kommen. In dieser radial innenliegenden Posi tion werden der Planetenträger 11 bzw. das einstückig oder drehfest mit diesem verbun dene Abtriebsteil und der Rumpfflansch 28, d. h. die Gurtspule 4 drehfest aneinander gekoppelt.

In der Fig. 2 ist das linke Ende des Torsionsstabes 6, wie schon erläutert, durch das Festlager 19 und die blockierte Blockierscheibe 18 gegen Drehung gesichert. An der rechten Seite (Federseite) besteht der Formschluß 22 zwischen der Gurtspule 4 und dem Torsionsstab 6. Die Gurtspule kann sich gegenüber dem blockierten Ring 27 dre hen. Ferner kann die Lastbegrenzerwirkung des Torsionsstabes 6 durch ein Drehmo ment, welches vom Elektromotor 1 über das Planetengetriebe geliefert wird, beeinflußt werden aufgrund des Kupplungseingriffes zwischen dem Rumpfflansch 28 und dem Pla netenträger 11. Die Verdrehung der Gurtspule 4 gegenüber dem Torsionsstab 6 wird durch das Loslager 20 an der linken Seite der Gurtspule ermöglicht. Über den Kupp lungseingriff und dem Formschluß 22 zwischen Gurtspule 4 und Torsionsstab 6 kann die Lastbegrenzerwirkung des Torsionsstabes 6 durch das Drehmoment, welches vom Elektromotor 1 geliefert wird, beeinflußt werden. Hierbei kann eine stufenlose Lastbe grenzerwirkung erzielt werden.

Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel kommt ebenfalls eine Kupplung 15 zum Einsatz, die aufgrund der Relativdrehung zweier miteinander zu verbindender Teile eingerückt wird. Hierbei kann eine Kupplungsklinke zum Einsatz kommen, wie sie beispielsweise aus der DE 35 31 856 A1 bekannt ist. Durch die Kupplung 15 wird zwi schen dem Planetenträger 11, welcher das Drehmoment des Elektromotors 1 überträgt und einer Kupplungsverzahnung 30, welche am Umfang des Torsionsstab 6 vorgesehen ist, ein Kupplungseingriff hergestellt, wenn der Planetenträger 11 durch den Elektromo tor 1 gegenüber dem Torsionsstab 6 verdreht wird. Gegebenenfalls kann hierdurch ein für eine Vorstraffung erforderliches Drehmoment über den Torsionsstab 6 und den Formschluß 22 zwischen dem Torsionsstab 6 und der Wickelwelle 4 auf die Wickelwelle übertragen werden. Die Kupplung 15 kann in der Weise arbeiten, wie es in der DE 198 44 092 A1 beschrieben ist. Die Kupplungsklinke befindet sich hierzu in einem Kupp lungsgehäuse 31, welches drehfest mit dem Planetenträger 11 verbunden ist.

Ferner kann bei Kupplungseingriff das vom Elektromotor 1 gelieferte Drehmoment addi tiv zur Lastbegrenzerwirkung des Torsionsstabes 6 eingesetzt werden. Wie auch bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 kann auf diese Weise eine kennliniengesteuerte Kraftbegrenzung in Abhängigkeit von der Unfallschwere und dem Körpergewicht und - abmessungen des Fahrzeuginsassen erreicht werden.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 1 mit seiner Läuferwelle etwa parallel zur Gurtspulenachse 16 angeordnet. Eine Ausgangswelle 33 des Elektromotors ist über ein Getriebe, welches ein Zahnradgetriebe, Zugmittelgetrie be, Zahnriemen Kette, Metallband oder dergleichen sein kann, mit einem haubenförmi gen Rotor 32 verbunden. Der haubenförmige Rotor 32 ist in der Weise ausgebildet und gelagert, wie die Rotore der Ausführungsformen der Fig. 2 und 4. Das Zahnradgetriebe beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht aus einem auf der Ausgangswelle 33 sitzenden Zahnrad 34 und einem Zwischenzahnrad 35, welches mit dem Zahnrad 34 und einem Außenzahnkranz am Rotor 32 kämmt. Die Kupplung 14 ist in der Weise aus gebildet, wie es beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 der Fall ist.

Der Elektromotor ist statorseitig in bevorzugter Weise an beiden Rahmenschenkeln des Rahmens 9 befestigt.

Zur Sicherstellung, daß der Rotor 32 die durch den Elektromotor 1 eingestellte Winkel position beibehält, kann eine selbsthemmende Rückhalteeinrichtung 36 am Rotor angrei fen. Diese Rückhalteeinrichtung 36 kann als selbsthemmendes Getriebe ausgebildet sein, welches beispielsweise die Drehbewegung des Rotors 32 auf einen Drehwinkelge ber 37 überträgt. Der Drehwinkelgeber 37 kann als Potentiometer ausgebildet sein, das ein der Winkelposition des Rotors 32 entsprechendes elektrisches Signal erzeugt. Es ist jedoch auch möglich, daß das Getriebe, welches die Antriebsbewegung des Elektromo tors 1 auf den Rotor 32 überträgt, selbsthemmenden Charakter hat. Hierdurch wird ins besondere gewährleistet, daß die vom Elektromotor 1 eingestellte Rückstellkraft der Triebfeder 5 mit dem eingestellten Wert beibehalten wird.

In bevorzugter Weise ist der Elektromotor, welcher bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1, 2 und 4 zum Einsatz kommt, als Gleichstrommotor in Flachbauweise ausgebildet. Die Pole 39 des Stators 3 bestehen aus lamellierten Polblechen, die am Stator 3 um die Achse 16 der Gurtspule 4 angeordnet sind. Die lamellierten Polbleche der Pole 39 wer den von Feldwicklungen 40 umgeben. Die Pole 39 befinden sich auf einem innenliegen den Ring. Auf einem außenliegenden Kreisring um die Achse 16 sind die am Rotor 2 befestigten Pole 21 angeordnet. Diese sind in bevorzugter Weise als Permanentmagne te ausgebildet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen kollek torlosen Gleichstrommotor. Die am Rotor 2 vorgesehenen Pole 21 liegen den Polen 39 des Stators 3 unter Belassung eines Luftspaltes unmittelbar gegenüber.

In bevorzugter Weise ist zwischen den Polen 39 und 21 ein Gleitlager 38 im Bereich des Luftspaltes vorgesehen, welches in Form einer Beschichtung auf den Polen 39 und/oder den Polen 21 vorgesehen sein kann. Es ist jedoch auch möglich, ein ringförmiges Gleit lager zwischen den Polen im Luftspalt vorzusehen. Das Gleitlager 38 erfüllt auch eine Abstandhalterfunktion zwischen den Polen 21 und 39, insbesondere bei hoher Belas tung.

Auch bei dem in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel kann es sich um einen Gleichstrommotor handeln, wobei die Pole des Rotors als Permanentmagnete ausgebil det sind. Es kann sich ebenfalls um einen kollektorlosen Gleichstrommotor handeln.

In bevorzugter Weise sind die Pole des Elektromotors 1 der Ausführungsbeispiele der Fig. 2, 4 und 5 so ausgebildet, daß die Triebfeder 5, welche am Rotor 2 vorgesehen ist, über das von den Polen gebildete Rastmoment am Rahmen 9 des Gurtaufrollers abge stützt wird.

Die Elektromotore 1 der Ausführungsbeispiele in den Fig. 1, 2, 4 und 5 können in der Weise angesteuert werden, daß nach dem Leistungsstraffen eine Nachstraffung des Sicherheitsgurtes während der Rebound-Phase der verunfallten Person durchgeführt wird. Hierdurch wird eine geführte Rückführung des Körpers der verunfallten Person in den Fahrzeugsitz während der Rebound-Phase nach dem Leistungsstraffen gewährlei stet. Hieraus resultiert eine verbesserte Sicherheit im Falle eines Sekundärunfalls, z. B. beim Rollover.

Im Falle der Verwendung eines mit einem Füllgas aufblasbaren Sicherheitsgurtes, wie er beispielsweise in der DE 198 04 365 A1 beschrieben ist, kann der Elektromotor 1 eben falls für eine Nachstraffung des Sicherheitsgurtes dann angesteuert werden, wenn der Sicherheitsgurt mit dem Füllgas aufgeblasen ist. Hierdurch ergibt sich eine verbreiterte Auflagefläche des Sicherheitsgurtes am Körper der verunfallten Person. Durch diese Nachstraffung des mit dem Füllgas gefüllten Sicherheitsgurtes kann eine Reduzierung der Gashaltezeit im Sicherheitsgurt bei Aufrechterhaltung einer gesicherten Rückhalte funktion durch das Nachstraffen, welches vom angesteuerten Elektromotor verursacht wird, erreicht werden. Hierdurch läßt sich der aufblasbare Sicherheitsgurt flexibler und komfortabler gestalten. Die ausreichende Rückhaltefunktion wird jedenfalls dann ge währleistet, wenn die Gashaltezeit im aufblasbaren Sicherheitsgurt etwa 6 sec beträgt. Durch die kombinierte Verwendung des aufblasbaren Sicherheitsgurtes und des erfin dungsgemäßen Gurtaufrollers läßt sich die gleiche Rückhaltewirkung erreichen, wie sie durch den zusätzlichen Einsatz eines Beifahrerairbags in herkömmlicher Weise erzielt wird.

Bezugszeichenliste

1

Elektromotor

2

Rotor des Elektromotors

3

Stator

4

Gurtspule

5

Triebfeder

6

Torsionsstab

7

axialer Fortsatz

8

Statorträger

9

Rahmen

10

Planetenrad

11

Planetenträger

12

Sonnenrad

13

Federherz

14

Kupplung

15

Kupplung

16

Achse der Gurtspule

17

Blockierverzahnung

18

Blockierscheibe

19

Festlager

20

Loslager

21

Pole des Rotors

22

Formschluß

23

Lagerfortsatz

24

Hohlrad

25

äußerer Einhängepunkt

26

Kupplungsrollen

27

Ring

28

Rumpfflansch

29

Ausnehmungen

30

Kupplungsverzahnung

31

Kupplungsgehäuse

32

Rotor

33

Ausgangswelle

34

Zahnrad

35

Zwischenzahnrad

36

selbsthemmendes Getriebe

37

Drehwinkelgeber

38

Gleitlager

39

Pole des Stators

40

Feldwicklungen

Claims

1. Gurtaufroller mit einer an einem Rahmen um eine Achse drehbar gelagerten Gurt spule für einen Sicherheitsgurt, einer Triebfeder, welche die Gurtspule in Aufwic kelrichtung antreibt, einer Blockiereinrichtung zum Blockieren der Gurtspule gegen einen Bandauszug, einem Elektromotor, welcher von der Triebfeder bewirkte Funktionen beeinflußt, und einem Rotor, welcher konzentrisch zur Achse der Gurt spule an der Federseite des Gurtaufrollers angeordnet ist und zur Verstellung der Kraft der Triebfeder in Drehverbindung mit wenigstens einem der beiden Enden der Triebfeder steht, dadurch gekennzeichnet, daß in der Achse (16) der Gurtspule (4) ein Torsionsstab (6) als Lastbegrenzer angeordnet ist, welcher einen in axialer Richtung sich erstreckenden Fortsatz (7) aufweist, an welchem der Rotor (2; 32) gelagert ist.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (1) mit seiner Ausgangswelle (33) parallel zur Gurtspulenachse (16) angeordnet ist.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausgangswelle (33) des Elektromotors (1) und dem Rotor (32) ein Getriebe (34, 35) angeordnet ist.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) als Rotor des Elektromotors (1) ausgebildet ist, dessen Stator (3) konzentrisch zur Achse (16) der Gurtspule (4) angeordnet ist.

5. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (1) statorseitig am Rahmen (9) des Gurtaufrollers gelagert ist.

6. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Rotor (2; 32) ein Planetengetriebe (10; 12) angeordnet ist, mit welchem das Drehmoment des Rotors (2; 32) auf den Torsionsstab (6) und/oder die Gurtspule (4) übertragbar ist.

7. Gurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Planetenträger (11) des Getriebes (10; 12) drehbar am axialen Fortsatz (7) des Torsionsstabes (6) gelagert ist.

8. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebfeder (5) durch den Elektromotor (1) auf Block wickelbar ist.

9. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Block gewickelte Triebfeder (5) den Rotor (2; 32) drehfest mit dem Torsions stab (6) und/oder der Gurtspule (4) verbindet.

10. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment des Rotors (2; 32) über das Planetengetriebe (10; 12) auf den Torsi onsstab (6) und/oder die Gurtspule (4) additiv und/oder substraktiv übertragbar ist.

11. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebfeder (5) zwischen dem Rotor (2; 32) und dem Torsionsstab (6) angeord net ist.

12. Gurtaufroller nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federherz (13) der Triebfeder (5) mit dem Torsionsstab (6) drehfest verbunden ist.

13. Gurtaufroller nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment des Rotors (2; 32) über das Planetengetriebe (10; 12) auf die Trieb feder (5) übertragbar ist.

14. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sonnenrad (12) des Planetengetriebes (10; 12) drehfest mit dem Rotor (2; 32) verbunden ist.

15. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2; 32) haubenförmig ausgebildet ist und den Stator (3) sowie das Plane tengetriebe (10; 12) umfaßt.

16. Gurtaufroller nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebfeder (5) innerhalb des haubenförmigen Rotors (2; 32) angeordnet ist.

17. Gurtaufroller nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Trieb feder (5) an der Außenseite des haubenförmigen Rotors (2; 32) angeordnet ist und über das Federherz (13) mit dem durch den Rotor (2; 32) geführten axialen Fort satz (7) des Torsionsstabes (6) drehfest verbunden ist.

18. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Elektromotor (1) gelieferte Drehmoment über eine Kupplung (14; 15) auf den Torsionsstab (6) und/oder die Gurtspule (4) übertragbar ist.

19. Gurtaufroller nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (14; 15) für eine kombinierte Lastbegrenzerwirkung von Torsionsstab (6) und Elektro motor (1) einrückbar ist.

20. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (1) in Abhängigkeit von einem Pre-Crash-Sensor und/oder unfall bezogenen Daten und/oder fahrzeuginsassenbezogenen Daten und/oder Gurt bandtragekomfort ansteuerbar ist.

21. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2; 32) wahlweise mit der Triebfeder (5), dem Torsionsstab (6) und der Gurtspule (4) in Antriebverbindung steuerbar ist.

22. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor (32) eine selbsthemmende Rückhalteeinrichtung (36) angreift.

23. Gurtaufroller mit einer an einem Rahmen um eine Achse drehbar gelagerten Gurtspule für einen Sicherheitsgurt, einer Triebfeder, welche die Gurtspule in Aufwickelrichtung antriebt, einer Blockiereinrichtung zum Blockieren der Gurtspu le gegen einen Bandauszug und einem Elektromotor, welcher von der Triebfeder bewirkte Funktionen beeinflußt, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rotor (2) gelagerte Triebfeder sich über das von den Polen (3, 21) gebildete Rastmoment des Elektromotors (1) am Rahmen (9) des Gurtaufrollers abstützt.

24. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rotor (2) vorgesehenen Pole (21) des Elektromotors (1) als Permanent magnete ausgebildet sind.

25. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (1) als kollektorloser Gleichstrommotor ausgebildet ist.

26. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Leistungsstraffen der Elektromotor (1) während der Rebound-Phase der verunfallten Person für eine Nachstraffung des Sicherheitsgurtes ansteuerbar ist.

27. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines mit einem Füllgas aufblasbaren Sicherheitsgurtes der Elektromotor (1) für eine Nachstraffung des Sicherheitsgurtes nach dem Füllen des Sicherheitsgurtes ansteuerbar ist.

28. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rotor (2) und dem Stator (3) ein Gleitlager (38) vorgesehen ist.