DE10027599C1 - Automobile passenger seatbelt reel has electric motor used for tensioning spring used for displacement of toothed rack along threaded spindle - Google Patents
Automobile passenger seatbelt reel has electric motor used for tensioning spring used for displacement of toothed rack along threaded spindleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit einem an dessen Gurtwelle zum Zwecke der Gurtstraffung ankuppelbaren reversiblen Strafferantrieb, wobei der Strafferantrieb eine von einem Elektromotor wiederholt zu spannende Strafferfeder aufweist und eine Vorrichtung zum Festlegen der Strafferfeder in deren vom Elektromotor vorgespannten Zustand und zu deren Freigabe aufgrund eines Steuersignals vorgesehen ist.The invention relates to a seat belt retractor one on its belt shaft for the purpose of belt tensioning connectable reversible tensioner drive, the Tensioner drive one by an electric motor repeatedly exciting tension spring and a device for Set the tension spring in their by the electric motor preloaded state and for their release due to a Control signal is provided.
Ein derartiger Sicherheitsgurtaufroller wird in der Regel als sogenannter Vorstraffer eingesetzt. Hierbei wird in Betriebszuständen beim Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeuges, bei denen Geschwindigkeitsänderungen unterhalb der für die Auslösung einer zusätzlich vorgesehenen Leistungsstraffung herangezogenen kritischen Geschwindigkeitsänderung auftreten, bei denen aber gleichwohl eine Vorstraffung mit einer Beseitigung vorhandener Gurtlose beabsichtigt ist, um einerseits den angeschnallten Insassen im Hinblick auf die Auslegung der Leistungsstraffung richtig zu positionieren und um andererseits dem Insassen ein Gefühl aktiver Sicherheit zu geben, eine Vorstraffung ausgelöst, die jedoch reversibel ausgelegt sein muß, damit bei nachfolgenden Betriebszuständen erneut eine Vorstraffenergie zur Verfügung steht.Such a seat belt retractor is usually used as a so-called pre-tensioner. Here, in Operating states when driving a motor vehicle, where speed changes are below that for the Triggering an additional planned performance tightening used critical speed change occur, but in which nevertheless a pre-tension with removal of existing strapless is intended to on the one hand the strapped occupant with regard to the Correct positioning of performance tightening and to make the occupant feel more active To give certainty, a criminal conviction triggered that however, must be designed to be reversible subsequent operating states again Pre-tensioning energy is available.
Ein Sicherheitsgurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen ist in der US 4 592 520 beschrieben. Als in diesem Fall die Leistungsstraffung übernehmender, jedoch reversibel ausgebildeter Strafferantrieb ist eine Spiralfeder vorgesehen, die auf ein im Auslösefall des Straffvorganges mittels einer Kupplung an die Gurtwelle ankuppelbares Antriebsrad wirkt; in der gespannten Antriebsstellung des Strafferantriebs ist das Antriebsrad mittels einer im Auslösefall freigebbaren Arretierung festgelegt. Nach Auslösung des Strafferantriebs und Entspannung der Spiralfeder sorgt ein Elektromotor für das erneute Spannen der Strafferfeder, indem der Elektromotor über eine weitere Kupplung an das Antriebsrad ankuppelbar ist und zum erneuten Spannen der Strafferfeder das Antriebsrad in Aufwickelrichtung der Gurtwelle dreht.A seat belt retractor with the generic Features are described in US 4,592,520. As in in this case the streamlining, however reversible trained tension drive is one Coil spring provided, which on a triggering of the Tensioning process by means of a clutch on the belt shaft coupling drive wheel acts; in the tense The drive position of the tensioner drive is the drive wheel by means of a lock that can be released when triggered fixed. After triggering the tensioner drive and An electric motor relaxes the coil spring re-tensioning the tension spring by the electric motor can be coupled to the drive wheel via a further coupling is and to re-tension the tension spring The drive wheel rotates in the winding direction of the belt shaft.
Mit der bekannten Ausbildung ist der Nachteil einer komplizierten konstruktiven Auslegung des Strafferantriebes verbunden, weil an dem Antriebsrad unabhängig voneinander zwei Kupplungen angreifen, nämlich einerseits die Kupplung zum Anschluß der Gurtwelle und andererseits, davon getrennt, die Kupplung zum Anschluß des Elektromotors. Da bei einer in einem jeweiligen Betriebszustand wirksamen Kupplung die jeweils andere Kupplung wegen der unterschiedlichen Drehrichtung nicht zugreifen darf, ist die in der gattungsbildenden Schrift vorgeschlagene Mechanik aufwendig.With the known training, the disadvantage is one complicated constructive design of the tensioner drive connected because on the drive wheel independently attack two clutches, namely the clutch for connecting the belt shaft and on the other hand, thereof separated, the coupling for connecting the electric motor. There with an effective in a respective operating state Clutch the other clutch because of the different direction of rotation is not allowed the one proposed in the generic script Mechanics complex.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsgurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen derart zu verbessern, daß der reversibel gestaltete Strafferantrieb einfacher ausgelegt und ansteuerbar ist.The invention is therefore based on the object Seat belt retractor with the generic features to improve so that the reversibly designed Tensioner drive is designed more simply and can be controlled.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.The solution to this problem is inclusive advantageous refinements and developments of Invention from the content of the claims, which this Description are reproduced.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß der Strafferantrieb von einer an einer Gewindestange unter der Wirkung der Strafferfeder längsgeführten Zahnstange gebildet ist, deren Zahnung mit der Außenverzahnung einer mittels wenigstens eines Kupplungselementes an die Gurtwelle ankuppelbaren Kupplungsscheibe in Eingriff steht, und daß die Zahnstange in ihrer gespannten Antriebsstellung mittels einer aufgrund des Steuersignals freigebbaren Arretierung festlegbar ist und zum Zurückführen der Zahnstange im Anschluß an die Strafferbewegung in die gespannte Antriebsstellung der Elektromotor die Gewindestange in Drehung versetzt und eine an der Gewindestange geführte Mutter bei Drehung der Gewindestange die Zahnstange beaufschlagt und in deren gespannte Antriebsstellung überführt.The basic idea of the invention provides that the Tensioner drive from one to a threaded rod under the Effect of the tension spring longitudinally guided rack is formed, the teeth with the external teeth one by means of at least one coupling element to the Belt shaft engages clutch plate, and that the rack in its cocked drive position by means of a releasable on the basis of the control signal Locking can be determined and to return the Rack following the tension movement in the tensioned drive position of the electric motor Threaded rod rotated and one on the Threaded rod guided nut when rotating the threaded rod applied to the rack and in its tensioned Drive position transferred.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß keine zweite Kupplung für die erneute Spannung des Strafferantriebs erforderlich ist. Die unter der Wirkung der Strafferfeder stehende Zahnstange ist längs der Gewindestange frei verschiebbar und wird über die bei Drehung der Gewindestange an dieser entlang geführte Mutter zum Spannen der Strafferfeder frei in die gespannte Antriebsstellung verschoben. Da die Zahnstange eine lineare Bewegung beim Straffen vollführt, ist auch eine einfache Festlegung der Zahnstange in der gespannten Antriebsposition gegeben.The advantage of the invention is that none second clutch for re-tensioning the Tensioner drive is required. The one under the effect the rack spring is along the Threaded rod can be moved freely and is attached to the Rotation of the threaded rod along this nut to tension the tension spring freely in the tensioned Drive position shifted. Because the rack is linear Movement while tightening is also a simple one Down the rack in the cocked Drive position given.
In der DE-AS 12 69 505 ist eine selbstsperrende Aufwickelvorrichtung insbesondere für Flugzeug- Sicherheitsgurte beschrieben, bei welcher zum Straffen der Sicherheitsgurte ein eine translatorische Bewegung ausführendes und von einer Schraubenfeder beaufschlagtes und dadurch unter Federvorspannung stehendes Joch vorgesehen ist, welches über einen zusätzlichen Gurtabschnitt an die Gurtaufwickelwelle gekoppelt ist. Zur Ausführung der Gurtstraffung wird das Joch von einer pneumatisch angetriebenen Kolbenanordnung beaufschlagt, wobei die translatorische Bewegung des Joches über den an die Gurtwelle angeschlossenen Gurtabschnitt in eine Drehung der Gurtwelle in Aufwickelrichtung umgesetzt wird. Eine Reversierbarkeit dieses derart ausgebildeten Strafferantriebes ist jedoch nicht vorgesehen. In DE-AS 12 69 505 is a self-locking Winding device especially for aircraft Seat belts described in which to tighten the Seat belts in a translatory motion executing and acted upon by a coil spring and thereby yoke under spring preload is provided, which has an additional Belt section is coupled to the belt winding shaft. For The yoke is executed by a belt tensioner pneumatically driven piston assembly, the translatory movement of the yoke over the the belt shaft connected belt section in a rotation the belt shaft is moved in the winding direction. A Reversibility of this trained Tensioner drive is not provided.
Soweit es aus der US 5 906 327 bereits bekannt ist, eine antreibbare Zahnstange zum Antrieb der Gurtwelle einzusetzen, wird die Zahnstange bei dieser Lösung pyrotechnisch angetrieben, und daher ist der Strafferantrieb nicht reversibel ausgestaltet.As far as it is already known from US 5 906 327, one driven rack for driving the belt shaft use the rack in this solution pyrotechnically driven, and therefore the Tensioner drive not designed to be reversible.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß der Elektromotor seitlich zur Gewindestange angeordnet und an die Gewindestange über ein Kegelradgetriebe angeschlossen ist. Hiermit ist eine besonders platzsparende Bauweise des Strafferantriebs verbunden.According to an embodiment of the invention provided that the electric motor laterally to the threaded rod arranged and attached to the threaded rod Bevel gear is connected. This is one particularly space-saving design of the tensioner drive connected.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Arretierung für die Zahnstange als mit Öffnungstendenz gelagerte und im Auslösefall in eine Freigabestellung überführbare Servo-Sperrklinke ausgebildet ist, wobei der Servo-Sperrklinke ein Hubmagnet als Auslöseorgan zugeordnet ist.According to a further embodiment of the invention provided that the lock for the rack as with Opening tendency stored and in the event of a trigger in a Releasable position detachable servo pawl is, the servo pawl as a solenoid Triggering device is assigned.
Die Ausgestaltung des Strafferantriebes in Form einer frei verschiebbaren Zahnstange erlaubt es auch, unterschiedliche Vorspannungszustände und damit unterschiedliche Straffwege einzustellen, indem die Zahnstange an der Gewindestange nur bis zu einer Teilvorspannung der Strafferfeder verschoben wird. Da die Zahnstange in der jeweiligen unterschiedlich einstellbaren gespannten Antriebsstellung festlegbar sein muß, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß die Servo-Sperrklinke mit Auslöseorgan in einem Gehäuse beweglich angeordnet und in unterschiedlichen Positionen längs der Gewindestange festlegbar ist.The design of the tensioner drive in the form of a free sliding rack also allows different Preload conditions and thus different tightening paths adjust by the rack on the threaded rod only shifted up to a partial preload of the tension spring becomes. Because the rack is different in each adjustable tensioned drive position can be determined must be according to an embodiment of the invention provided that the servo pawl with release member in one housing movably arranged and in different Positions along the threaded rod can be determined.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Die einzige Figur zeigt die Gurtwelle eines Sicherheitsgurtaufrollers mit einem zugeordneten Strafferantrieb in einer schematischen Seitenansicht.In the drawing is an embodiment of the invention reproduced, which is described below. The only figure shows the belt shaft one Seat belt retractor with an associated Tensioner drive in a schematic side view.
Eine Gurtwelle 10 umschließt mit einer zugeordneten Innenverzahnung 11 eine Kupplungsscheibe 12; an der Kupplungsscheibe 12 ist wenigstens eine Klinke 13 als Kupplungselement gelagert, so daß sich eine Fliehkraftkupplung ergibt. Bei genügend schneller Drehung der Kupplungsscheibe 12 schwenkt die Kupplungsklinke 13 nach außen bis zum Eingriff in die Innenverzahnung 11 der Gurtwelle 10 aus und kuppelt somit die Kupplungsscheibe 12 an die Gurtwelle 10. A belt shaft 10 encloses a clutch disc 12 with an associated internal toothing 11 ; at least one pawl 13 is mounted as a coupling element on the clutch disc 12 , so that a centrifugal clutch results. When the clutch disc 12 rotates sufficiently quickly, the clutch pawl 13 swings outward until it engages in the internal toothing 11 of the belt shaft 10 and thus couples the clutch disc 12 to the belt shaft 10 .
Die Kupplungsscheibe 12 ist zusätzlich mit einer Außenverzahnung 14 versehen, die in Eingriff mit der Verzahnung 16 einer am Umfang der Kupplungsscheibe 12 angreifenden, linear verschiebbaren Zahnstange 15 steht. Die linear verschiebbare Zahnstange 15 umgreift mit einem L-förmig abstehenden Führungsansatz 17 eine parallel zur Zahnstange 15 angeordnete Gewindestange 18, die in einem Gehäuse 21 drehbar gelagert ist. Zwischen dem Gehäuse 21 und dem Führungsansatz 17 der Zahnstange 15 ist eine die Gewindestange 18 umgreifende Strafferfeder 19 angeordnet, welche die Zahnstange 15 bei deren Freigabe antreibt und eine lineare Verschiebung der Zahnstange 15 herbeiführt.The clutch disc 12 is additionally provided with an external toothing 14 which is in engagement with the toothing 16 of a linearly displaceable toothed rack 15 which engages on the circumference of the clutch disc 12 . The linearly displaceable toothed rack 15 encompasses, with an L-shaped projecting guide projection 17, a threaded rod 18 which is arranged parallel to the toothed rack 15 and is rotatably mounted in a housing 21 . Arranged between the housing 21 and the guide projection 17 of the rack 15 is a tension spring 19 which surrounds the threaded rod 18 and which drives the rack 15 when it is released and brings about a linear displacement of the rack 15 .
Auf der Gewindestange 18 ist eine Mutter 20 derart gelagert, daß eine Drehung der Gewindestange 18 zu einer Verschiebung der Mutter 20 auf der Gewindestange 18 führt, und im Rahmen dieser Verschiebung drückt die Mutter 20 auf den Führungsansatz 17 der Zahnstange 15 und verschiebt somit die Zahnstange 15 längs der Gewindestange 18.On the threaded rod 18 , a nut 20 is mounted such that rotation of the threaded rod 18 leads to a displacement of the nut 20 on the threaded rod 18 , and within the scope of this displacement, the nut 20 presses on the guide lug 17 of the rack 15 and thus shifts the rack 15 along the threaded rod 18 .
Um die Gewindestange 18 in Drehung zu versetzen, ist an die Gewindestange 18 außerhalb des Gehäuses 21 ein erstes Kegelrad 23 angeschlossen, dem im rechten Winkel dazu ein weiteres Kegelrad 24 zugeordnet ist, welches seinerseits an einen Elektromotor 25 angeschlossen ist.In order to set the threaded rod 18 in rotation, a first bevel gear 23 is connected to the threaded rod 18 outside the housing 21 , to which a further bevel gear 24 is assigned at right angles, which in turn is connected to an electric motor 25 .
In der in der Zeichnung dargestellten gespannten Antriebsstellung ist die Zahnstange 15 über eine an einem Sperransatz 31 der Zahnstange 15 angreifende Sperrklinke 26 festlegbar, wobei die Sperrklinke 26 derart um eine Lagerstelle 27 schwenkbar angeordnet ist, daß ihre Verschwenkung zu einer Freigabe der Zahnstange 15 führt. Hierzu greift die Sperrklinke 26 mit einem Sperrarm 28 an dem Sperransatz 31 der Zahnstange 15 an, während das abgewinkelte Ende 32 von einem Hubmagnet 29 beaufschlagt ist.In the tensioned drive position shown in the drawing, the rack 15 can be fixed via a locking pawl 26 engaging a locking projection 31 of the rack 15 , the locking pawl 26 being pivoted about a bearing point 27 such that its pivoting leads to a release of the rack 15 . For this purpose, the pawl 26 engages with a locking arm 28 on the locking projection 31 of the rack 15 , while the angled end 32 is acted upon by a lifting magnet 29 .
Kommt es bei der in der Zeichnung dargestellten Ausgangsstellung des Strafferantriebes zu einer Ansteuerung der Vorstraffung, so wirkt der Hubmagnet 29 auf die Sperrklinke 26 in dem Sinne ein, daß der Sperrarm 28 außer Eingriff mit dem Sperransatz 31 der Zahnstange 15 kommt. Unter der Wirkung der Strafferfeder 19 verschiebt sich die Zahnstange 15 längs der Gewindestange 18, wobei die Mutter 20 an das obere Ende der Gewindestange zurückgefahren ist. Bei ihrer Längsverschiebung versetzt die Zahnstange 15 die Kupplungsscheibe 12 in Drehbewegung, so daß die Kupplungsklinke 14 bis zum Eingriff in die Innenverzahnung 11 der Gurtwelle 10 ausgelenkt wird, und in diesem gekuppelten Zustand treibt die Zahnstange 15 die Gurtwelle im Sinne einer Aufwickelbewegung für das Gurtband an.If the pretensioning is actuated in the starting position of the tensioner drive shown in the drawing, the lifting magnet 29 acts on the pawl 26 in the sense that the locking arm 28 comes out of engagement with the locking projection 31 of the rack 15 . Under the action of the tension spring 19 , the rack 15 moves along the threaded rod 18 , the nut 20 having moved back to the upper end of the threaded rod. In their longitudinal displacement of the rack 15 causes the clutch disk 12 in rotary motion, so that the clutch pawl 14 is deflected into engagement with the internal teeth 11 of the spool 10, and in this coupled state 15 drives the rack the belt shaft in the sense of take-up of the webbing on .
Nach Abschluß der Straffbewegung wird der Elektromotor 25 angesteuert, welcher die Gewindestange 18 in Drehung versetzt, so daß die längs der Gewindestange 18 geführte Mutter 20 über den Führungsansatz 17 die Zahnstange 15 bis in die gespannte Antriebsstellung zurückführt, in welcher die Sperrklinke 26 für die Arretierung der Zahnstange 15 erneut sorgt. After completion of the tightening movement, the electric motor 25 is actuated, which sets the threaded rod 18 in rotation, so that the nut 20 guided along the threaded rod 18 via the guide projection 17 leads the rack 15 back into the tensioned drive position, in which the pawl 26 for locking the rack 15 provides again.
Wie nicht weiter dargestellt, kann vorgesehen sein, die Lagerung der Sperrklinke 26 einschließlich des Hubmagnetens 29 auf einem beweglichen Werkzeugträger anzuordnen, der längs der Gewindestange 18 in unterschiedlichen Positionen in dem Gehäuse verfahrbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Zahnstange 15 in unterschiedlichen Positionen bezüglich der Gewindestange 18 festzulegen und somit den Strafferantrieb in Abhängigkeit von vorgegebenen Einflußgrößen variabel auszugestalten.As not shown further, it can be provided to arrange the mounting of the pawl 26 including the lifting magnet 29 on a movable tool carrier which can be moved in different positions in the housing along the threaded rod 18 . In this way it is possible to fix the rack 15 in different positions with respect to the threaded rod 18 and thus to design the tensioner drive to be variable depending on predetermined influencing variables.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140101 |