DE102019214267A1 - Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit einer Gurtspule zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts, einem Antrieb (10), der die Gurtspule zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes antreiben kann, und einem Getriebe (20) zwischen dem Antrieb (10) und der Gurtspule. Erfindungsgemäß ist unter anderem vorgesehen, dass das Getriebe (20) zumindest ein erstes Zahnrad (21), ein zweites Zahnrad (22) und ein eine Überlastkupplung bildendes Federelement (25) aufweist, das in einem Einkuppelzustand das erste und zweite Zahnrad (21, 22) drehfest verbindet und bei Überlast, insbesondere bei einem Überschreiten einer vorgegebenen, in Gurtbandauszugsrichtung wirkenden Gurtauszugskraft, einen Auskuppelzustand einnimmt, bei dem das erste und zweite Zahnrad (21, 22) relativ zueinander drehbar sind und dadurch der Antrieb (10) und die Gurtspule voneinander entkoppelt sind.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit einer Gurtspule zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts, einem Antrieb, der die Gurtspule zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes antreiben kann, und einem Getriebe zwischen dem Antrieb und der Gurtspule.
- Ein entsprechender Gurtaufroller ist beispielsweise aus der internationalen Offenlegungsschrift
WO 2009/086818 A2 - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller mit kompakter Überlastkupplung anzugeben.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers sind in Unteransprüchen angegeben.
- Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Getriebe zumindest ein erstes Zahnrad, ein zweites Zahnrad und ein eine Überlastkupplung bildendes Federelement aufweist, das in einem Einkuppelzustand das erste und zweite Zahnrad drehfest verbindet und bei Überlast, insbesondere bei einem Überschreiten einer vorgegebenen, in Gurtbandauszugsrichtung wirkenden Gurtauszugskraft, einen Auskuppelzustand einnimmt, bei dem das erste und zweite Zahnrad relativ zueinander drehbar sind und dadurch der Antrieb und die Gurtspule voneinander entkoppelt sind, wobei das Federelement an dem ersten Zahnrad angeordnet ist und mit diesem formschlüssig verbunden ist, indem es mit zumindest einem Abschnitt durch zumindest eine sich radial erstreckende Durchgangsöffnung im ersten Zahnrad hindurch greift, wobei das Federelement in seinem Einkuppelzustand durch die Durchgangsöffnung hindurch in eine Verzahnung des zweiten Zahnrads eingreift und dadurch das erste und zweite Zahnrad drehfest verbindet und wobei das Federelement bei Überlast in seinen Auskuppelzustand gelangt, indem es aus der Verzahnung des zweiten Zahnrads herausgedrückt wird, wodurch die drehfeste Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad getrennt wird.
- Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers besteht darin, dass die Überlastkupplung in kompakter Form innerhalb des Getriebes angeordnet ist und durch ein einziges Federelement gebildet wird. Der zusätzlich nötige Bauraum und das Zusatzgewicht sind bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Überlastkupplung minimal.
- Das Federelement ist vorzugsweise derart angeordnet, dass es sowohl in seinem Einkuppelzustand als auch in seinem Auskuppelzustand mit dem ersten Zahnrad drehfest verbunden bleibt und mit diesem gemeinsam rotieren kann.
- Vorteilhaft ist es, wenn das Federelement durch eine federnde Klammer gebildet ist, die mit einem Eingriffsabschnitt durch die Durchgangsöffnung hindurch in die Verzahnung des zweiten Zahnrads eingreift.
- Das Federelement wird vorzugsweise durch eine federnde Metallklammer gebildet.
- Bei einer als besonders vorteilhaft angesehenen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste Zahnrad zumindest zwei sich radial erstreckende Durchgangsöffnungen aufweist und das Federelement mit einem an einem Ende des Federelements befindlichen ersten Eingriffsabschnitt in eine der zumindest zwei Durchgangsöffnungen hindurch in die Verzahnung des zweiten Zahnrads eingreift und mit einem am anderen Ende des Federelements angeordneten zweiten Eingriffsabschnitt in die andere der zumindest zwei Durchgangsöffnungen hindurch in die Verzahnung des zweites Zahnrads eingreift.
- Das erste Zahnrad weist vorzugsweise ein sich axial erstreckendes Durchgangsloch auf, das durch eine, vorzugsweise einteilig angeformte, ringförmige Erhebung des ersten Zahnrads begrenzt wird, wobei die ringförmige Erhebung koaxial zur Drehachse des ersten Zahnrads angeordnet ist. Die ringförmige Erhebung wird vorzugsweise durch einen erhabenen Ringabschnitt des ersten Zahnrads gebildet.
- Bei der letztgenannten Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn das zweite Zahnrad mit seiner Außenverzahnung innerhalb der ringförmigen Erhebung angeordnet ist oder zumindest in diese hineinragt und sich die zumindest eine Durchgangsöffnung im ersten Zahnrad in radialer Richtung durch die ringförmige Erhebung hindurch in Richtung der Drehachse des ersten Zahnrads erstreckt.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn das erste Zahnrad zumindest zwei sich radial ersteckende Durchgangsöffnungen aufweist, die auf der ringförmigen Erhebung einander gegenüberliegen und vorzugsweise einen Drehwinkel zwischen einander zwischen 170° und 190° aufweisen.
- Das Federelement weist vorzugsweise einen bogenförmigen Mittelabschnitt auf, der den ersten und den zweiten Eingriffsabschnitt des Federelements miteinander verbindet und in einem Bogen zwischen 150° und 190° außen um die ringförmige Erhebung herum verläuft.
- Der erste Eingriffsabschnitt des Federelements greift vorzugsweise durch eine der Durchgangsöffnungen und der zweite Eingriffsabschnitt des Federelements durch die dieser gegenüberliegenden Durchgangsöffnung hindurch.
- Das Federelement, insbesondere dessen bogenförmiger Mittelabschnitt, ist vorzugsweise innerhalb eines durch eine Außenwand der ringförmigen Erhebung begrenzten Aufnahmebereichs des ersten Zahnrads angeordnet.
- Der Aufnahmebereich ist vorzugsweise eine ringförmige Vertiefung, die innenringseitig durch die ringförmige Erhebung des ersten Zahnrads und außenringseitig durch einen Außenringabschnitt, an dem eine Außenverzahnung des ersten Zahnrads angeordnet ist, begrenzt wird.
- Das erste Zahnrad ist vorzugsweise mit dem Antrieb drehfest gekoppelt, sei es unmittelbar oder mittelbar über weitere Komponenten, wie beispielsweise ein drittes Zahnrad.
- Das zweite Zahnrad steht vorzugsweise mit einer Betriebskupplung in Verbindung, sei es unmittelbar oder mittelbar über weitere Komponenten, wie beispielsweise ein viertes Zahnrad.
- Die Betriebskupplung verbindet vorzugsweise in ihrem Kuppelbetrieb das zweite Zahnrad mit der Gurtspule drehfest und erlaubt in ihrem Auskuppelbetrieb vorzugsweise eine Relativdrehung zwischen der Gurtspule und dem zweiten Zahnrad.
- Der Antrieb ist vorzugsweise ein Elektroantrieb.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
-
1 Bestandteile eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller, -
2 ein erstes Zahnrad eines in der1 dargestellten Getriebes näher im Detail, -
3 ein zweites Zahnrad des in der1 dargestellten Getriebes näher im Detail, -
4 ein eine Überlastkupplung bildendes Federelement des in der1 dargestellten Getriebes näher im Detail und -
5 das erste und zweite Zahnrad und das Federelement im zusammengesetzten Zustand näher im Detail. - In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
- Die
1 zeigt Bestandteile eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller. In der1 dargestellt sind ein Antrieb10 beispielsweise in Form eines Elektromotors, ein Getriebe20 , eine Betriebskupplung30 und ein mit der Betriebskupplung30 verbundener Torsionsstab40 . - Das Getriebe
20 umfasst ein erstes Zahnrad21 , ein zweites Zahnrad22 , ein drittes Zahnrad23 , ein viertes Zahnrad24 und ein Federelement25 . - Das erste Zahnrad
21 und das zweite Zahnrad22 sind mittels des Federelements25 , das eine Überlastkupplung zwischen dem ersten Zahnrad21 und dem zweiten Zahnrad22 bildet, gekoppelt. - Das erste Zahnrad
21 ist über eine Außenverzahnung21a außerdem drehfest mit dem Antrieb10 gekoppelt, und zwar über das dritte Zahnrad23 , das drehfest mit dem Antrieb10 in Verbindung steht. - Das zweite Zahnrad
22 steht außerdem mit dem vierten Zahnrad24 in Eingriff, das über ein in der1 nicht weiter gezeigtes Fliehkraftkupplungselement, beispielsweise in Form einer schwenkbaren Masse oder Hebels, mit einer Kupplungsscheibe31 der Betriebskupplung30 und damit mit dem Torsionsstab40 und der Gurtspule (nicht gezeigt) des Gurtaufrollers kuppelbar ist. - Die Betriebskupplung
30 kuppelt vorzugsweise fliehkraftbedingt ein, wenn der Antrieb10 eingeschaltet wird und eine Rotationsbeschleunigung auftritt; die Betriebskupplung30 kuppelt vorzugsweise aus, wenn sich die Kupplungsscheibe31 in Gurtaufwickelrichtung, z. B. infolge einer Drehung der Gurtspule ausgelöst durch einen nicht weiter gezeigten Strafferantrieb des Gurtaufrollers, schneller dreht als das vierte Zahnrad24 . - Die
2 zeigt das erste Zahnrad21 des Getriebes20 gemäß1 näher im Detail. Es lässt sich erkennen, dass das erste Zahnrad21 ein sich axial erstreckendes Durchgangsloch210 aufweist, das durch eine einteilig angeformte ringförmige Erhebung211 in Form eines erhabenen Ringabschnitts des ersten Zahnrads21 begrenzt wird. Die ringförmige Erhebung211 ist koaxial zur Drehachse des ersten Zahnrads21 angeordnet. - Die ringförmige Erhebung
211 weist zwei Durchgangsöffnungen212 auf, die sich jeweils radial durch die ringförmige Erhebung211 hindurch in Richtung auf das Durchgangsloch210 und die Drehachse des ersten Zahnrads21 erstrecken. Der Drehwinkel zwischen den zwei Durchgangsöffnungen212 liegt vorzugsweise zwischen 170° und 190°; besonders bevorzugt liegen die Durchgangsöffnungen212 einander diametral, also mit einem Drehwinkel von circa 180°, gegenüber. - Eine Außenwand
211a der ringförmigen Erhebung211 begrenzt einen Aufnahmebereich in Form einer ringförmigen Vertiefung213 , die innenringseitig durch die Außenwand211a der ringförmigen Erhebung211 und außenringseitig durch einen Außenringabschnitt214 begrenzt wird. An dem Außenringabschnitt214 befindet sich die Außenverzahnung21a des ersten Zahnrads21 . - Die
3 zeigt das zweite Zahnrad22 gemäß1 näher im Detail. Eine in der3 obere Außenverzahnung220 des zweiten Zahnrads22 befindet sich nach einer Montage der beiden Zahnräder21 und22 innerhalb der ringförmigen Erhebung211 und somit im Bereich zwischen den beiden Durchgangsöffnungen212 . Die in der3 untere Außenverzahnung221 steht in Eingriff mit der Außenverzahnung 241 (siehe1 ) des vierten Zahnrads24 des Getriebes20 . - Die
4 zeigt das Federelement25 des Getriebes20 gemäß1 näher im Detail. Es lässt sich ein bogenförmiger Mittelabschnitt250 erkennen, an den sich ein erster Eingriffsabschnitt251 an einem Ende des Federelements25 und ein zweiter Eingriffsabschnitt252 am gegenüberliegenden anderen Ende des Federelements25 anschließt. Der bogenförmige Mittelabschnitt250 erstreckt sich in einem Bogen zwischen 150° und 190°, sodass er nach einer Montage innerhalb der ringförmigen Vertiefung213 des ersten Zahnrads21 circa die Hälfte des äußeren Umfangs der ringförmigen Erhebung211 des ersten Zahnrades umfasst oder umschließt. - Die beiden Eingriffsabschnitte
251 und252 sind am bogenförmigen Mittelabschnitt250 mit einem Drehwinkel zwischen 170° und 190° zueinander angeordnet und liegen vorzugsweise einander diametral (also mit einem Winkel von circa 180°) gegenüber. Mit anderen Worten entspricht die Anordnung der beiden Eingriffsabschnitte251 und252 der Anordnung der Durchgangsöffnungen212 . Diese Anordnung ermöglicht es den Eingriffsabschnitten251 und252 , in die beiden einander ebenfalls gegenüberliegenden Durchgangsöffnungen212 des ersten Zahnrads einzugreifen und sich durch diese hindurch in das Durchgangsloch210 hinein zu erstrecken, wenn der Mittelabschnitt250 in der ringförmigen Vertiefung213 eingesetzt ist. - Die
5 zeigt das erste Zahnrad21 , das zweite Zahnrad22 und das Federelement25 im montierten Zustand. Es lässt sich erkennen, dass der bogenförmige Mittelabschnitt250 in der ringförmigen Vertiefung213 liegt und sich die beiden Eingriffsabschnitte251 und252 des Federelements25 durch die zwei sich radial erstreckenden Durchgangsöffnungen212 in der ringförmigen Erhebung211 hindurch erstrecken und in die obere Außenverzahnung220 des zweiten Zahnrades22 eingreifen. - Durch das Eingreifen der beiden Eingriffsabschnitte
251 und252 kommt es zu einer form- und reibschlüssigen Verkopplung des ersten Zahnrades21 und des zweiten Zahnrades22 miteinander, sodass sich das zweite Zahnrad22 mit dem ersten Zahnrad21 mitdrehen wird, solange keine Überlastsituation vorliegt. Greifen die Eingriffsabschnitte251 und252 also durch die Durchgangsöffnungen212 hindurch in die obere Außenverzahnung220 des zweiten Zahnrads22 hinein, so befindet sich die durch das Federelement25 gebildete Überlastkupplung in ihrem Einkuppelzustand, in dem sie das erste und zweite Zahnrad21 und22 drehfest verbindet. - Im Falle einer Überlastsituation wird aufgrund der federnden Eigenschaft des Federelements
25 das Federelement25 bzw. deren beiden Eingriffsabschnitte251 und252 aus der oberen Außenverzahnung220 des zweiten Zahnrads22 herausgedrückt, sodass das Federelement bzw. die durch diese gebildete Überlastkupplung in ihren Auskuppelzustand gelangt. - Aufgrund der federnden Eigenschaft des Federelements
25 ist das Ein- und Auskuppeln reversibel, es kommt also zu keiner Zerstörung der Überlastkupplung im Überlastfall. - Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
- Bezugszeichenliste
-
- 10
- Antrieb
- 20
- Getriebe
- 21
- erstes Zahnrad
- 21a
- Außenverzahnung
- 22
- zweites Zahnrad
- 23
- drittes Zahnrad
- 24
- viertes Zahnrad
- 25
- Federelement
- 30
- Betriebskupplung
- 31
- Kupplungsscheibe
- 40
- Torsionsstab
- 210
- Durchgangsloch
- 211
- ringförmige Erhebung
- 211a
- Außenwand
- 212
- Durchgangsöffnung
- 213
- ringförmige Vertiefung
- 214
- Außenringabschnitt
- 220
- Außenverzahnung
- 221
- Außenverzahnung
- 240
- Außenverzahnung des vierten Zahnrades 24
- 250
- bogenförmiger Mittelabschnitt
- 251
- Eingriffsabschnitt
- 252
- Eingriffsabschnitt
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2009/086818 A2 [0002]
Claims (13)
- Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit - einer Gurtspule zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts, - einem Antrieb (10), der die Gurtspule zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes antreiben kann, und - einem Getriebe (20) zwischen dem Antrieb (10) und der Gurtspule, dadurch gekennzeichnet, dass - das Getriebe (20) zumindest ein erstes Zahnrad (21), ein zweites Zahnrad (22) und ein eine Überlastkupplung bildendes Federelement (25) aufweist, das in einem Einkuppelzustand das erste und zweite Zahnrad (21, 22) drehfest verbindet und bei Überlast, insbesondere bei einem Überschreiten einer vorgegebenen, in Gurtbandauszugsrichtung wirkenden Gurtauszugskraft, einen Auskuppelzustand einnimmt, bei dem das erste und zweite Zahnrad (21, 22) relativ zueinander drehbar sind und dadurch der Antrieb (10) und die Gurtspule voneinander entkoppelt sind, - wobei das Federelement (25) an dem ersten Zahnrad (21) angeordnet ist und mit diesem formschlüssig verbunden ist, indem es mit zumindest einem Abschnitt durch zumindest eine sich radial erstreckende Durchgangsöffnung (212) im ersten Zahnrad (21) hindurch greift, - wobei das Federelement (25) in seinem Einkuppelzustand durch die Durchgangsöffnung (212) hindurch in eine Verzahnung des zweiten Zahnrads (22) eingreift und dadurch das erste und zweite Zahnrad (21, 22) drehfest verbindet und - wobei das Federelement (25) bei Überlast in seinen Auskuppelzustand gelangt, indem es aus der Verzahnung des zweiten Zahnrads (22) herausgedrückt wird, wodurch die drehfeste Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad (21, 22) getrennt wird.
- Gurtaufroller nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (25) sowohl in seinem Einkuppelzustand als auch in seinem Auskuppelzustand mit dem ersten Zahnrad (21) drehfest verbunden bleibt und mit diesem gemeinsam rotieren kann. - Gurtaufroller nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (25) durch eine federnde Klammer gebildet ist, die mit einem Eingriffsabschnitt (251, 252) durch die Durchgangsöffnung (212) hindurch in die Verzahnung (220) des zweiten Zahnrads (21) eingreift.
- Gurtaufroller nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (25) durch eine federnde Metallklammer gebildet ist.
- Gurtaufroller nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das erste Zahnrad (21) zumindest zwei sich radial erstreckende Durchgangsöffnungen (212) aufweist und - das Federelement (25) mit einem an einem Ende des Federelements (25) befindlichen ersten Eingriffsabschnitt (251) in eine der zumindest zwei Durchgangsöffnungen (212) hindurch in die Verzahnung des zweiten Zahnrads (22) eingreift und mit einem am anderen Ende des Federelements (25) angeordneten zweiten Eingriffsabschnitt (252) in die andere der zumindest zwei Durchgangsöffnungen (212) hindurch in die Verzahnung des zweites Zahnrads (22) eingreift.
- Gurtaufroller nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (21) ein sich axial erstreckendes Durchgangsloch (210) aufweist, das durch eine, vorzugsweise einteilig angeformte, ringförmige Erhebung (211) des ersten Zahnrads (21) begrenzt wird, wobei die ringförmige Erhebung (211) koaxial zur Drehachse des ersten Zahnrads (21) angeordnet ist.
- Gurtaufroller nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Zahnrad (22) mit seiner Außenverzahnung (220) innerhalb der ringförmigen Erhebung (211) angeordnet ist oder zumindest in diese hineinragt und - sich die zumindest eine Durchgangsöffnung (212) im ersten Zahnrad (21) in radialer Richtung durch die ringförmige Erhebung (211) hindurch in Richtung der Drehachse des ersten Zahnrads (21) erstreckt. - Gurtaufroller nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das erste Zahnrad (21) zumindest zwei sich radial erstreckende Durchgangsöffnungen (212) aufweist, die auf der ringförmigen Erhebung (211) einander gegenüberliegen und vorzugsweise einen Drehwinkel zwischen einander zwischen 170° und 190° aufweisen.
- Gurtaufroller nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das Federelement (25) einen bogenförmigen Mittelabschnitt (250) aufweist, der den ersten und den zweiten Eingriffsabschnitt (251, 252) des Federelements (25) miteinander verbindet und in einem Bogen zwischen 150° und 190° außen um die ringförmige Erhebung (211) herum verläuft und - der erste Eingriffsabschnitt (251) des Federelements (25) durch eine der Durchgangsöffnungen (212) und der zweite Eingriffsabschnitt (252) des Federelements (25) durch die dieser gegenüberliegenden Durchgangsöffnung (212) hindurchgreift.
- Gurtaufroller nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (25) innerhalb eines durch eine Außenwand (211a) der ringförmigen Erhebung (211) begrenzten Aufnahmebereichs des ersten Zahnrads (21) angeordnet ist.
- Gurtaufroller nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich eine ringförmige Vertiefung (213) ist, die innenringseitig durch die ringförmige Erhebung (211) des ersten Zahnrads (21) und außenringseitig durch einen Außenringabschnitt (214), an dem eine Außenverzahnung (21a) des ersten Zahnrads (21) angeordnet ist, begrenzt wird.
- Gurtaufroller nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das erste Zahnrad (21) mit dem Antrieb (10) drehfest gekoppelt ist und - das zweite Zahnrad (22) mit einer Betriebskupplung (30) in Verbindung steht, die in ihrem Kuppelbetrieb das zweite Zahnrad (22) mit der Gurtspule drehfest verbindet und in ihrem Auskuppelbetrieb eine Relativdrehung zwischen der Gurtspule und dem zweiten Zahnrad (22) erlaubt.
- Gurtaufroller nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10) ein Elektroantrieb ist.
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