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Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt in einem Fahrzeug, der eine in einem Rahmen gelagerte Gurtspule aufweist, mit einem Getriebegehäuse, in dem eine Aufnahme für ein axiales Ende der Gurtspule vorgesehen ist, wobei der Gurtstraffer einen Antriebsmotor mit einem um eine Antriebsachse drehenden Antriebszahnrad sowie ein Übersetzungsgetriebe aufweist, das mit dem Antriebszahnrad einerseits und mit einer am axialen Ende der Gurtspule vorgesehenen Kupplung andererseits gekoppelt ist. Das Übersetzungsgetriebe weist zumindest ein mit dem Antriebszahnrad gekoppeltes erstes Stufenzahnrad auf. Am Gehäuse ist eine Gehäusekappe vorgesehen, die mit Rastmitteln am Getriebegehäuse verrasten kann, wobei das erste Stufenzahnrad mit einem Lagerbolzen im Getriebegehäuse sowie in der Gehäusekappe drehbar gelagert ist.
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Ein solcher Gurtstraffer ist beispielsweise aus der
DE 10 2008 011 790 A1 bekannt. Solche Gurtstraffer werden verwendet, um den Sicherheitsgurt eines Fahrzeugs während eines Rückhaltefalls einzuziehen. Der Gurtstraffer wird üblicherweise an den Rahmen eines Gurtaufrollers angesetzt, wobei die im Rahmen gelagerte Gurtspule in die Aufnahme eingreift und mit dem Antriebszahnrad gekoppelt ist. Bei einer Gurtstraffung wird über die Kupplung die Gurtspule mit dem Antriebsmotor gekoppelt, sodass die Gurtspule durch den Antriebsmotor gedreht und das Gurtband auf der Gurtspule aufgerollt werden kann.
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Während der Gurtstraffung wirken auf die Kupplung sowie auf die Zahnräder des Übersetzungsgetriebes und dessen Lagerbolzen sehr hohe Kräfte. Diese Kräfte können zu einer geringfügigen Verformung des Gurtstraffers bzw. des Gehäuses führen. Diese sind nachteilig für die Straffleistung. Die hohen Kräfte können zu einer Verformung der Lagerstelle führen und damit zu einem Überdeckungsverlust. Eine Verformung der Lagerstelle führt durch eine Abweichung vom Abwälzen auf der Evolvente zu einem erhöhten Verschleiß bei den Zahnrädern und damit zu einer reduzierten Lebensdauer. Ändert sich der Lagerabstand äußert sich dies zudem in erhöhten Getriebegeräuschen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtstraffer der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine hohe Straffleistung bietet und bei dem der Verschleiß der Lagerstelle reduziert ist.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt in einem Fahrzeug vorgesehen, der eine in einem Rahmen gelagerte Gurtspule aufweist, mit einem Getriebegehäuse, in dem eine Aufnahme für ein axiales Ende der Gurtspule vorgesehen ist, wobei der Gurtstraffer einen Antriebsmotor mit einem um eine Antriebsachse drehenden Antriebszahnrad sowie ein Übersetzungsgetriebe aufweist, das mit dem Antriebszahnrad einerseits und mit einer am axialen Ende der Gurtspule vorgesehenen Kupplung andererseits gekoppelt ist. Das Übersetzungsgetriebe weist zumindest ein mit dem Antriebszahnrad gekoppeltes erstes Stufenzahnrad auf. Am Gehäuse ist eine Gehäusekappe vorgesehen, die mit Rastmitteln am Getriebegehäuse verrasten kann, wobei das erste Stufenzahnrad mit einem Lagerbolzen im Getriebegehäuse sowie in der Gehäusekappe drehbar gelagert ist. Erfindungsgemäß ist die Gehäusekappe zusätzlich mit einem Fixierbolzen am Gehäuse fixiert, wobei der Fixierbolzen bezogen auf die Antriebsachse des Antriebsmotors gegenüberliegend zum Lagerbolzen angeordnet ist.
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Der Fixierbolzen ist so am Gehäuse bzw. an der Gehäusekappe angeordnet, dass die Gehäusekappe im Strafffall zwischen dem Fixierbolzen und der Antriebsachse des Antriebsmotors auf Zug belastet wird. Ein Auseinanderdrücken der Zahnräder wäre also nur bei einer Längung des Gehäuses möglich. Durch die in dieser Richtung wirkenden Kräfte ist ein Verdrehen des Gehäuses bzw. ein Verkanten des Gehäuses und somit eine zusätzliche Belastung der Rastmittel zuverlässig ausgeschlossen. Der Fixierbolzen kann die während des Strafffalls auftretenden Belastungen ideal aufnehmen und so die Belastung und die Verformung des übrigen Gehäuses, insbesondere der Gehäusekappe und der Rastmittel, reduzieren. Hierdurch ist eine verlustarme Leistungsübertragung gewährleistet.
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Um die Lastaufnahme im Strafffall zu verbessern, ist der Fixierbolzen bezogen auf die Achse des Lagerbolzens in einem Winkelbereich von –10° bis +10° bezüglich einer durch die Achse des Lagerbolzens und der Antriebsachse verlaufenden Gerade angeordnet. Vorzugsweise ist der Fixierbolzen auf dieser Geraden angeordnet, sodass auf die Gehäusekappe zwischen dem Fixierbolzen und dem Lagerbolzen ausschließlich Zugkräfte wirken.
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Um das Verformen oder ein Bewegen der Gehäusekappe auf ein Minimum zu reduzieren, ist der Fixierbolzen vorzugsweise spielfrei im Gehäuse sowie in der Gehäusekappe verpresst.
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Eine noch bessere Fixierung der Gehäusekappe, und somit eine bessere Entlastung der Rastmittel, kann erzielt werden, wenn zwischen Gehäusekappe und Gehäuse ein zweiter Fixierbolzen vorgesehen ist, der bezogen auf die Aufnahme für das axiale Ende der Gurtspule gegenüberliegend zur Achse des Lagerbolzens angeordnet ist.
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Der zweite Fixierbolzen ist vorzugsweise im Gehäuse fixiert und in der Gehäusekappe ist ein Langloch vorgesehen, das in Richtung der durch die Achse des Lagerbolzens und der Aufnahme verlaufenden Geraden verläuft. Mit diesem Langloch ist eine Längenanpassung in Richtung der Geraden möglich, wobei aber senkrecht zu dieser Geraden eine ideale Lastaufnahme des Gehäusedeckels möglich ist.
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Der erste und/oder der zweite Fixierbolzen ragen vorzugsweise in Richtung der Achse des Lagerbolzens über die Rastmittel hinaus. In dieser Ausführungsform können die Fixierbolzen zusätzlich zur Zentrierung der Gehäusekappe während der Montage der Gehäusekappe verwendet werden. Sobald die Fixierbolzen ausgerichtet sind und teilweise in das Gehäuse bzw. die Gehäusekappe eingreifen, sind auch die Rastmittel entsprechend ausgerichtet, sodass ein einfaches Aufschieben und Verrasten der Gehäusekappe am Gehäuse erfolgen kann.
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Die Rastmittel können beispielsweise durch Spreizclips gebildet sein, die im Gehäusedeckel vorgesehen sind und in korrespondierende Aufnahmen am Gehäuse eingreifen.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Gurtstraffer,
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2 den Gurtstraffer aus 1 ohne Abdeckung der Gurtrückzugsfeder,
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3 den Gurtstraffer aus 1 ohne Gehäusekappe,
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4 eine Schnittansicht durch den Gurtstraffer aus 1 im Bereich der Kupplung,
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5 eine schematische Schnittansicht durch den Gurtstraffer aus 1,
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6 eine Schnittansicht durch den Gurtstraffer aus 1 durch die Rastmittel und einen Fixierbolzen während der Montage der Gehäusekappe, und
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7 eine zweite Schnittansicht durch den Gurtstraffer aus 1 im Bereich der Rastmittel und eines Fixierbolzens in montiertem Zustand.
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In 1 ist ein Gurtstraffer 10 bei einem Sicherheitsgurt in einem Fahrzeug gezeigt. Der Gurtstraffer 10 ist an den Rahmen 12 eines Gurtaufrollers 14 angesetzt, in dem eine Gurtspule 16 (siehe auch 3) drehbar gelagert ist. Im Strafffall kann der Gurtstraffer 10 die Gurtspule 16 mit einer in Aufrollrichtung A wirkenden Kraft beaufschlagen, sodass ein Gurtband auf der Gurtspule 16 aufgewickelt und eine Gurtlose beseitigt werden kann.
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Der Gurtstraffer 10 hat ein Getriebegehäuse 18 (siehe auch 2), in dem eine Aufnahme 19 für ein axiales Ende 34 der Gurtspule 16 vorgesehen ist. In diesem Getriebegehäuse 18 ist des Weiteren eine Steuerelektronik 22, ein Antriebsmotor 24, ein Übersetzungsgetriebe 26 sowie eine Kupplung 28 vorgesehen.
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Wie in 1 des Weiteren zu sehen ist, ist am Getriebegehäuse 18 eine Gehäusekappe 20 sowie eine Abdeckung 32 für die Aufnahme 19 der Gurtspule 16 vorgesehen.
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Die Gurtspule 16 ragt, wie in 2 zu sehen ist, mit einem axialen Ende 34 in die Aufnahme 19. In der Aufnahme 19 ist eine Rückholfeder 36 vorgesehen, die am Getriebegehäuse 18 befestigt ist und die Gurtspule 16 in Aufrollrichtung A beaufschlagt. Wird die Gurtspule 16 entgegen der Aufrollrichtung A gedreht, beispielsweise wenn das Gurtband von der Gurtspule 16 abgezogen wird, wird die Rückholfeder 36 weiter vorgespannt, sodass bei einem Nachlassen der Kraft auf das Gurtband dieses wieder auf der Gurtspule 16 aufgewickelt wird.
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Wie in 3 zu sehen ist, weist der Antriebsmotor 24 ein um eine Antriebsachse 38 drehendes Antriebszahnrad 40 auf. Das Antriebszahnrad 40 ist mit einem ersten Stufenzahnrad 42 der Kupplung 28 in Eingriff. Dieses Stufenzahnrad 42 ist mit einem Übertragungszahnrad 44 in Eingriff, das mit einem Kupplungszahnrad 46 gekoppelt ist. In Abhängigkeit von den gewünschten Übersetzungsverhältnissen können auch mehrere Übertragungszahnräder vorgesehen sein.
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Das Kupplungszahnrad 46 ist Teil der Kupplung 28 und kann über eine schwenkbare Kupplungsklinke 48 mit einem am axialen Ende 34 der Gurtspule 16 vorgesehenen Zahnrad 50 gekoppelt werden.
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Die Kupplung 28 weist eine Steuerscheibe 52 auf, an der eine Einsteuergeometrie 54 sowie eine Aussteuergeometrie 56 vorgesehen sind.
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Im Strafffall wird treibt der Antriebsmotor 24 das Antriebszahnrad 40 an, wodurch über das Stufenzahnrad 42 und das Übertragungszahnrad 44 das Kupplungszahnrad 46 angetrieben wird.
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Die Steuerscheibe 52 wird durch eine Sperrklinke drehfest gehalten, so dass das Kupplungszahnrad 46 relativ zur Steuerscheibe 52 verdreht wird. Die Kupplungsklinke 48 gelangt mit der Einsteuergeometrie 54 in Anlage und wird durch diese bezüglich der Gurtspulenachse radial nach innen verschwenkt, sodass diese mit dem Zahnrad 50 in Eingriff gelangt und ein Kraftschluss zwischen Antriebsmotor 24 und Gurtspule 16 hergestellt ist.
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Durch den weiteren Antrieb des Antriebsmotors 24 wird die Gurtspule 16 in Aufrollrichtung A beaufschlagt, so dass ein Gurtband auf der Gurtspule 16 aufgewickelt werden kann.
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Das Verdrehen des Kupplungszahnrads 46 relativ zur Steuerscheibe 52 kann alternativ oder ergänzend auch durch eine entsprechend hohe Masse der Steuerscheibe 52 und ein entsprechend schnelles Antreiben des Kupplungszahnrads 46 erfolgen.
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Wie in den 2 bis 4 zu sehen ist, weist das erste Stufenzahnrad 42 einen Lagerbolzen 60 auf, der mit einem Ende am Getriebegehäuse 18 und mit dem anderen Ende an der Gehäusekappe 20 drehbar gelagert. Das Übersetzungszahnrad 44 ist mit einem weiteren, nicht näher dargestellten Lagerbolzen im Getriebegehäuse 18 gelagert.
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Am Getriebegehäuse 18 sind des Weiteren Aufnahmen 62 vorgesehen, in die Rastmittel 64 (siehe 6) der Gehäusekappe 20 eingreifen können. Die Gehäusekappe 20 wird also auf das Getriebegehäuse 18 aufgesteckt.
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Im Strafffall wirken durch den Antriebsmotor 24 sehr hohe Kräfte auf das Antriebszahnrad 40, das erste Stufenzahnrad 42 sowie das Übertragungszahnrad 44. Die Kräfte werden über die Zahnräder 40, 42 bzw. den Lagerbolzen 60 auf das Getriebegehäuse 18 bzw. die Gehäusekappe 20 übertragen. Die Gehäusekappe 20 sowie das Getriebegehäuse 18 müssen diese Belastungen aufnehmen, wobei eine möglichst geringe Verformung bzw. eine möglichst geringe Bewegung des Lagerbolzens 60 erwünscht ist.
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Der Antriebsmotor 24 ist zuverlässig im Getriebegehäuse 18 gelagert. Die Belastungen auf das Stufenzahnrad 42 werden über den Lagerbolzen 60 auf das Getriebegehäuse 18 und die Gehäusekappe 20 übertragen. Um eine zu starke Belastung der Rastmittel 64 zu verhindern, ist ein erster Fixierbolzen 66 (siehe 3 bis 5) vorgesehen. Dieser ist bezogen auf den Lagerbolzen 60 gegenüberliegend zur Antriebsachse 38 des Antriebszahnrads 40 vorgesehen. In dieser Ausführungsform ist der Fixierbolzen 66 auf einer durch die Achse des Lagerbolzens 60 und die Antriebsachse 38 verlaufenden Geraden angeordnet. Insbesondere ist der Fixierbolzen in einem Winkelbereich von –10° bis +10° bezogen auf diese Gerade 68 angeordnet.
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Durch diese Anordnung des Fixierbolzens 66 können Zugkräfte, die zwischen dem Lagerbolzen 60 und der Antriebsachse 38 wirken, zuverlässig aufgenommen werden, sodass das Stufenzahnrad 42 nicht von der Antriebsachse 38 weggedrängt werden kann. Zwischen dem Fixierbolzen 66 und dem Lagerbolzen 60 muss die Gehäusekappe 20 lediglich Zugkräfte aufnehmen, sodass eine Verformung bzw. ein Einwirken von zu hohen Kräften auf die Rastmittel 64 verhindert sind.
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Um ein möglichst geringes Spiel zwischen Fixierbolzen 66, Getriebegehäuse 18 und Gehäusekappe 20 zu erreichen, ist der Fixierbolzen vorzugsweise spielfrei im Getriebegehäuse 18 und in der Gehäusekappe 20 verpresst.
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Wie in den 3 bis 5 des Weiteren zu sehen ist, ist ein zweiter Fixierbolzen 70 vorgesehen, der auf einer durch den Lagerbolzen 60 und die Achse der Gurtspule 16 verlaufenden Geraden 72 bezogen auf die Achse der Gurtspule 16 gegenüberliegend zum Lagerbolzen 60 angeordnet ist.
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Der zweite Fixierbolzen 70 ist fest im Getriebegehäuse 18 gehalten, beispielsweise in diesem verpresst. An der Gehäusekappe 20 ist dagegen ein Langloch 74 vorgesehen, in dem der zweite Fixierbolzen 70 entlang der Geraden 72 begrenzt verschiebbar ist.
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Durch die Anordnung beider Fixierbolzen 66, 70 ist der Lagerbolzen 60 zuverlässig am Getriebegehäuse 18 bzw. an der Gehäusekappe 20 gelagert. Die im Strafffall auftretenden Belastungen könne zuverlässig durch die Fixierbolzen 66, 70 aufgenommen werden, sodass eine Verformung der Gehäusekappe 20 sowie eine Belastung der Rastmittel 64 zuverlässig verhindert sind.
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Wie in den 6 und 7 zu sehen ist, ragen die Fixierbolzen 66, 70 über die Rastmittel 64, die durch Spreizclips gebildet sind, hinaus. Wird die Gehäusekappe 20 auf das Getriebegehäuse 18 aufgesetzt, greifen also zunächst die Fixierbolzen 66, 70 in entsprechende Aufnahmen 78 an der Gehäusekappe 20 ein. Dadurch ist zunächst eine Zentrierung der Gehäusekappe 20 am Getriebegehäuse 18 möglich. Anschließend wird die Gehäusekappe 20 in Montagerichtung M auf das Getriebegehäuse 18 aufgesetzt, bis die Rastmittel 64 in entsprechende Rastvorsprünge 76 eingreifen. Die Rastmittel 64 müssen lediglich Kräfte in Montagerichtung M aufnehmen. Die im Strafffall wirkenden Kräfte, insbesondere auf den Lagerbolzen 60 werden über die Gehäusekappe 20 und die Fixierbolzen 66, 70 aufgenommen.
