DE102022133637A1 - Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem - Google Patents

Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem Download PDF

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Michael Lohmeier
Ingo Decker
Wolfgang Holbein
Johannes König
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ZF Automotive Germany GmbH
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Ein Gurtstraffer (40) für ein Sicherheitsgurtsystem umfassend einen Gurtaufroller (32) und ein Getriebe, wobei das Getriebe ein schaltbares Planetengetriebe (10) ist und ein Sonnenrad (12), zwei Hohlräder (22, 26) und einen Planetenradträger (18) mit mindestens einem gestuften Planetenrad (16) aufweist. Das Planetengetriebe (10) ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Stufe (20) des Planetenrads (16) in dem ersten Hohlrad (22) kämmt und eine zweite Stufe (24) des Planetenrads (16) in dem zweiten Hohlrad (26) kämmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem sowie ein Verfahren zum Straffen eines Sicherheitsgurtes.
  • Gurtstraffer dienen dazu, in einem Rückhaltefall gewisse Einflüsse, die sich negativ auf die Rückhaltung von Fahrzeuginsassen auswirken, zu vermindern, bevor die Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen und gegebenenfalls der Einsatz einer Kraftbegrenzungseinrichtung beginnen. Zu diesen Einflüssen gehören beispielsweise der sogenannte Filmspuleneffekt und die Gurtlose. Der Gurtstraffer reduziert diese Einflüsse innerhalb kürzester Zeit, indem er beispielsweise ein Gurtband auf eine Gurtspule eines Gurtaufrollers aufwickelt und dabei strafft. Dadurch wird gewährleistet, dass der Fahrzeuginsasse frühzeitig an der Fahrzeugverzögerung teilnehmen kann. Außerdem werden so die Bedingungen für den anschließenden Einsatz einer Kraftbegrenzungseinrichtung verbessert.
  • Üblicherweise werden in Fahrzeugen pyrotechnisch angetriebene Gurtstraffer verwendet. Diese ermöglichen es, die zur Gurtstraffung benötigten hohen Kräfte in ausreichend kurzer Zeit bereitzustellen. Nach der Auslösung des Gurtstraffers muss dieser entweder als Ganzes oder zumindest Teile davon ausgetauscht und ersetzt werden. Alternativ gibt es reversible Gurtstraffer, die mittels eines Elektromotors angetrieben werden. Zum Straffen muss der Elektromotor ein hohes Drehmoment bei großer Drehzahl bereitstellen, um den Gurt mit ausreichender Kraft und Geschwindigkeit straffen zu können. Reversible Gurtstraffer bieten den Vorteil, dass sie nicht nach der Auslösung ausgetauscht werden müssen.
  • Allerdings sind die in den Gurtstraffern eingebrachten Elektromotoren mit hoher Leistungsabgabe groß, schwer und teuer in der Herstellung.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtstraffer bereitzustellen, der die pyrotechnische Straffung durch eine elektromechanische Straffung ersetzt und dabei den Einbau eines leichteren, kompakteren und günstigeren Elektromotors ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem umfassend einen Gurtaufroller und ein Getriebe gelöst, wobei das Getriebe ein schaltbares Planetengetriebe ist und ein Sonnenrad, zwei Hohlräder und einen Planetenradträger mit mindestens einem gestuften Planetenrad aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Stufe des Planetenrads in dem ersten Hohlrad kämmt und eine zweite Stufe des Planetenrads in dem zweiten Hohlrad kämmt.
  • Das Planetengetriebe weist eine besonders kompakte Bauweise auf, wodurch es sich insbesondere für den Einbau in Gurtaufrollern eignet. Gleichzeitig können durch die Schaltbarkeit des Getriebes große Drehmomente auf den Gurtaufroller übertragen werden und hohe Übersetzungsverhältnisse erzielt werden, welche wiederum hohen Straffkräften am Gurtband bewirken. Geringere Straffkräfte werden in Gurtaufrollern insbesondere bei der Komfortstraffung des Gurtbandes benötigt. Eine hohe Straffkraft wird hingegen bei einem Unfall benötigt, um die Fahrzeuginsassen optimal zu schützen.
  • Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Planetengetriebes mit dem gestuften Planetenrad und zwei Hohlrädern ist es möglich, den Übersetzungssprung zwischen den beiden Zuständen frei zu wählen und individuell anzupassen. Dadurch kann die Straffkraft in den beiden Zuständen optimal eingestellt werden.
  • Die Verwendung eines Planetengetriebes ermöglicht es, dass leistungsschwächere Elektromotoren in dem Gurtaufroller eingebaut werden können. Diese sind meist leichter und kompakter, was zu einem leichteren und kompakteren Gurtaufroller führt.
  • Die Erfindung ermöglicht dabei die Beibehaltung der bisherigen Funktionen eines reversiblen Gurtaufrollers beispielsweise das Reduzieren der Gurtlose sowie den Einbau haptischer Warnsignale.
  • Erfindungsgemäß weist der Gurtstraffer einen Schaltmechanismus auf, der in einem ersten Zustand den Planetenradträger drehfest abstützt und in einem zweiten Zustand das zweite Hohlrad drehfest abstützt.
  • Durch das drehfeste Abstützen entweder des Planetenradträgers oder des zweiten Hohlrades werden innerhalb des Planetengetriebes unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse und verschiedene Drehmomente realisiert.
  • In einem Aspekt der Erfindung weist der Gurtstraffer einen elektrischen Aktor auf, mit dem der Schaltmechanismus aus einem Zustand in einen anderen Zustand geschaltet werden kann.
  • Der elektromechanische Aktor kann einen Hubmagneten aufweisen oder auch einen Gasgenerator und einen Kolben. Im Gurtaufroller wird der elektromechanische Aktor über eine externe Stromquelle mit Strom versorgt.
  • Des Weiteren ist das Sonnenrad axialfest auf einer Eingangswelle gelagert, das mindestens eine Planetenrad ist axialfest auf dem Planetenradträger gelagert und die Hohlräder sind ebenfalls axialfest gelagert.
  • Dies ist die Voraussetzung dafür, dass der Schaltmechanismus zuverlässig das Hohlrad oder den Planetenradträger drehfest fixieren kann und weiterhin Drehmomente innerhalb des Planetengetriebes übertragen werden können. Durch die axialfeste Fixierung des Sonnenrads, des Planetenrads und der Hohlräder wird sichergestellt, dass alle Teile des Planetengetriebes zuverlässig ineinander kämmen.
  • In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Sonnenrad unmittelbar auf der Eingangswelle eines Motors angebracht und über die Eingangswelle kinematisch mit dem Motor gekoppelt.
  • Dies ist vorteilhaft, da das Sonnenrad direkt mit dem Motor gekoppelt ist. Sobald der Motor eingeschaltet wird und sich dreht, wird das Drehmoment direkt auf das Sonnenrad und somit auf das Planetengetriebe übertragen. In besonders vorteilhafter Weise stellt ausschließlich das Sonnenrad den Antrieb des Planetengetriebes dar, wodurch zusätzlich Bauraum eingespart werden kann.
  • Die Hohlräder des Planetengetriebes sind nebeneinander angeordnet und weisen unterschiedliche Zähnezahlen der Verzahnung auf.
  • Dabei ist das zweite Hohlrad zwischen dem ersten Hohlrad und dem Planetenradträger angeordnet. Der Schaltmechanismus schaltet nur zwischen dem Planetenradträger und dem benachbarten zweiten Hohlrad, wodurch ein besonders platzsparender Schaltmechanismus eingesetzt werden kann. Des Weiteren führt diese Konstruktion zu einer Gewichtseinsparung des Planetengetriebes.
  • Vorteilhafterweise weist das erste Hohlrad eine größere Zähnezahl auf als das zweite Hohlrad. Dadurch können unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse am ersten Hohlrad und am zweiten Hohlrad realisiert werden.
  • Ferner weist das erste Hohlrad einen Abtrieb auf, und zwar sowohl im ersten Zustand als auch im zweiten Zustand. Der Abtrieb am ersten Hohlrad stellt dabei den einzigen Abtrieb des Planetengetriebes dar. Da nur das erste Hohlrad des Planetengetriebes einen Abtrieb aufweist, ergibt sich eine besonders platzsparende Anordnung des Planetengetriebes.
  • Erfindungsgemäß ist das erste Hohlrad beispielsweise über ein Zwischenzahnrad mit einer Kupplung gekoppelt, die wiederum mit einer Gurtbandspule gekoppelt ist.
  • Auf der einen Seite des Planetengetriebes ist der Antrieb des Planetengetriebes angeordnet und auf der vom Antrieb abgewandten Seite des Planetengetriebes ist der Planetenradträger angeordnet, wobei das erste Hohlrad, das Zwischenzahnrad und die Kupplung auf der Seite des Antriebs angeordnet sind.
  • Dadurch entsteht eine besonders platzsparende Anordnung, was insgesamt zu einem kleineren Gurtaufroller führt.
  • Erfindungsgemäß weist der Sicherheitsgurt mit einem Gurtstraffer ein Verfahren zum Schalten des Planetengetriebes auf, wobei im ersten Zustand der Planetenradträger drehfest abgestützt ist und die zwei Hohlräder über das Sonnenrad und die Planetenräder angetrieben werden und der Abtrieb über das Zwischenzahnrad auf die Kopplung übertragen wird, sodass ein Gurtband auf der Gurtbandspule des Gurtaufrollers mit geringerer Straffkraft und höherer Geschwindigkeit verglichen mit dem zweiten Zustand eingezogen wird. Im zweiten Zustand ist das zweite Hohlrad drehfest abgestützt, wobei der Planetenradträger zusammen mit dem ersten Hohlrad über das Sonnenrad und die Planetenräder angetrieben wird und ein höheres Drehmoment als im ersten Zustand über das Zwischenzahnrad auf die Kupplung übertragen wird, sodass das Gurtband mit einer höheren Straffkraft verglichen mit dem ersten Zustand eingezogen wird.
  • Durch das hohe auf den Gurtaufroller übertragene Drehmoment im zweiten Zustand ist die Straffleistung vergleichbar mit einer pyrotechnischen Straffung.
  • Durch den Einbau des erfindungsgemäßen Gurtstraffer mit dem Planetengetriebe ist es daher nicht mehr notwendig, Pyrotechnik in den Gurtstraffer einzubauen. Folglich werden bekannte Nachteile von pyrotechnisch angetriebener Gurtstraffern umgangen, insbesondere, dass ein pyrotechnischer Gurtstraffer nur einmal ausgelöst werden kann oder dass es bei der Rettung von Fahrzeuginsassen nach einem Unfall zu Verletzungen kommt, wenn die Pyrotechnik des Gurtstraffers versehentlich gezündet wird.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
    • - 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen schaltbaren Planetengetriebes;
    • - 2 eine schematische Ansicht eines schaltbaren Planetengetriebes in einem ersten Zustand, das an einem Gurtaufroller angebracht ist;
    • - 3 eine schematische Ansicht des schaltbaren Planetengetriebes aus 2 in einem zweiten Zustand, das an einem Gurtaufroller angebracht ist;
  • Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines schaltbaren Planetengetriebes 10.
  • In der 1 befindet sich im Zentrum des Planetengetriebes 10 ein Sonnenrad 12. Das Sonnenrad 12 ist auf einer Eingangswelle 14 angebracht und stellt einen Antrieb 15 des Planetengetriebes 10 dar.
  • Das Sonnenrad 12 kämmt mit einem Planetenrad 16, das auf einem Planetenradträger 18 drehbar gelagert ist. Der Planetenradträger 18 befindet sich in dem in 1 skizzierten Aufbau auf der gleichen Seite wie der Antrieb 15 des Planetengetriebes 10. Es ist jedoch auch möglich, den Antrieb auf der Seite des Hohlrades 22 anzuschließen.
  • Das Planetenrad 16 ist ein Stufenplanetenrad mit zwei Stufen (Stufenzahnrad). Eine erste Stufe 20 des Planetenrads 16 kämmt mit dem Sonnenrad 12 und einem ersten Hohlrad 22, eine zweite Stufe 24 des Planetenrads 16 kämmt mit einem zweiten Hohlrad 26.
  • Die erste Stufe 20 des Planetenrads 16 ist auf der vom Planetenradträger 18 abgewandten Seite des Planetengetriebes 10 angeordnet, und die zweite Stufe 24 ist auf der zum Planetenradträger 18 zugewandten Seite des Planetengetriebes 10 angeordnet.
  • Der Durchmesser des Planetenrads 16 (genauer gesagt der Teilkreisdurchmesser) an der ersten Stufe 20 ist größer als an der zweiten Stufe 24.
  • Jede Stufe des Planetenrads 16 weist Zähne auf. Die Anzahl der Zähne der ersten Stufe 20 ist höher als die der zweiten Stufe 24. Durch die unterschiedliche Anzahl an Zähnen in beiden Stufen können unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse im Planetengetriebe 10 realisiert werden. Die genaue Anzahl und das Verhältnis der Anzahl der Zähne der ersten Stufe 20 zu der zweiten Stufe 24 kann frei gewählt werden.
  • Das Planetengetriebe 10 weist ferner zwei Hohlräder auf. Das erste Hohlrad 22 befindet sich auf der Seite des Sonnenrads 12, und das zweite Hohlrad 26 ist auf der Seite des Planetenradträger 18 angeordnet.
  • Das erste Hohlrad 22 kämmt mit der ersten Stufe 20 des Planetenrads 16, das zweite Hohlrad 26 kämmt mit der zweiten Stufe 24 des Planetenrads 16.
  • In dem Planetengetriebe 10 weist das erste Hohlrad 22 einen größeren Teilkreisdurchmesser der Verzahnung auf als das zweite Hohlrad 26.
  • Beide Hohlräder weisen eine Innenverzahnung auf, wobei das erste Hohlrad 22 mehr Zähne aufweist als das zweite Hohlrad 26. Dementsprechend ist das Übersetzungsverhältnis der ersten Stufe 20 des Planetenrads und dem ersten Hohlrad 22 anders als das Übersetzungsverhältnis der zweiten Stufe 24 des Planetenrads und dem zweiten Hohlrad 26. Das genaue Übersetzungsverhältnis ist abhängig von dem Verhältnis der Zähne der jeweiligen Stufe des Planetenrads 16 zu der Anzahl der Zähne des mit dieser Stufe zusammenwirkenden Hohlrades und kann frei gewählt werden.
  • Das Planetengetriebe 10 weist ferner einen Abtrieb 27 auf. Der Abtrieb 27 erfolgt stets durch das erste Hohlrad 22. Weder das zweite Hohlrad 26 noch der Planetenradträger 18 dienen als Abtrieb des Getriebes.
  • Ferner weist das Planetengetriebe 10 einen Schaltmechanismus 28 auf.
  • Der Schaltmechanismus 28 dient dazu, eines der beiden Hohlräder (oder ggfls. auch keines) fest an einem Gehäuse 30 des Planetengetriebes 10 abzustützen.
  • Der Schaltmechanismus 28 kann sich in zwei Zuständen befinden, wobei er entweder den Planetenradträger 18 oder das zweite Hohlrad 26 des Planetengetriebes 10 drehfest abstützt. Der Schaltmechanismus 28 kann dabei wie eine Bremse oder eine Kupplung beispielsweise eine formschlüssige Kupplung mit einer Schalthülse oder Klaue an den Bauteilen angreifen und diese drehfest fixieren.
  • In einem ersten Zustand kontaktiert der Schaltmechanismus 28 den Planetenradträger 18 und stützt diesen drehfest ab. Dabei wird über den Schaltmechanismus 28 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Planetenradträger 18 und dem Gehäuse 30 hergestellt.
  • In einem zweiten Zustand kontaktiert der Schaltmechanismus 28 das zweite Hohlrad 26 und stützt dieses drehfest ab, wodurch eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten Hohlrad 26 und dem Gehäuse 30 hergestellt wird.
  • Der Schaltmechanismus 28 kann in der hier dargestellten Ausführung immer nur eines der beiden Planetengetriebeteile kontaktieren und drehfest abstützen. Ein gleichzeitiges Abstützen mehrerer Getriebeteile ist nicht möglich.
  • Bei alternativen Anwendungen oder Aufbaukonzepten wäre es jedoch möglich, das Getriebe zu blockieren, wenn beide Planetengetriebeteile blockiert werden. Ebenfalls kann durch beidseitige Freigabe bzw. beidseitige Öffnung auch ein Frei- oder Leerlauf ermöglicht werden. D er Schaltmechanismus 28 kann beliebig häufig und in einer beliebigen Reihenfolge in einen der beiden Zustände geschaltet werden.
  • Während des Schaltprozesses des Schaltmechanismus 28 von dem einen Zustand in den anderen Zustand ist der Schaltmechanismus 28 gegenüber dem Gehäuse 30 verstellbar. Sobald der Schaltprozess abgeschlossen ist, verbleibt der Schaltmechanismus 28 in seiner Position, sodass entweder das zweite Hohlrad 26 oder der Planetenradträger 18 drehfest abgestützt sind.
  • Die 2 und 3 zeigen eine weitere mögliche Ausführungsform des schaltbaren Planetengetriebes 10. Dabei ist das schaltbare Planetengetriebe 10 an einem Gurtaufroller 32 angebracht.
  • Das Sonnenrad 12 des Planetengetriebes 10 befindet sich im Zentrum des Planetengetriebes 10 und ist über eine Eingangswelle 14 mit einem Motor 34 gekoppelt. Der Motor 34 ist hier auf der Seite des ersten Hohlrades 22 und damit auf der vom Planetenradträger 18 abgewandten Seite angeordnet.
  • Der Motor 34 kann insbesondere ein Elektromotor sein.
  • Das Planetengetriebe 10 weist zwei gestufte Planetenräder 16 auf. Es ist jedoch ohne Probleme möglich, dass das Planetengetriebe 10 mehr als zwei gestufte Planetenräder aufweist.
  • In dem Sonnenrad 12 kämmt die erste Stufe 20 des Planetenrads 16, die sich auf der Seite des Antriebs 15 des Planetengetriebes 10 befindet.
  • Die erste Stufe 20 des Planetenrads 16 kämmt mit dem ersten Hohlrad 22 und die zweite Stufe 24 des Planetenrads 16 kämmt mit dem zweiten Hohlrad 26.
  • Die Planetenräder 16 sind auf dem Planetenradträger 18 drehbar gelagert. Der Planetenradträger 18 befindet sich auf der vom Antrieb 15 abgewandten Seite des Planetengetriebes 10.
  • Ferner weist das Planetengetriebe 10 den Schaltmechanismus 28 auf. Der Schaltvorgang des Schaltmechanismus 28 wird über einen elektromechanischen Aktor 35 gesteuert. Der elektromechanische Aktor 35 muss dafür an einer Stromquelle 36, insbesondere über einen an einem Fahrzeug befindlichen Fahrzeugstecker, angeschlossen sein.
  • Der elektromechanische Aktor 35 ist beispielsweise ein Elektromagnet, insbesondere einen Hubmagneten oder enthält elektrisch entzündbare Pyrotechnik. Der elektromechanische Aktor 35 schaltet, nachdem er ein entsprechendes Signal erhalten hat, den Schaltmechanismus 28 von dem einen Zustand, vorzugsweise dem ersten Zustand in den anderen Zustand, vorzugsweise den zweiten Zustand.
  • Wird als elektromechanischer Aktor 35 ein Elektromagnet eingesetzt, ist der Schaltvorgang des Schaltmechanismus 28 reversibel und kann beliebig oft wiederholt werden. Handelt es sich bei dem elektromechanischen Aktor 35 um Pyrotechnik, so kann dieser den Schaltmechanismus 28 nur einmal vom ersten Zustand in den zweiten Zustand schalten. Nach dem Schalten muss der elektromechanische Aktor ersetzt werden.
  • Das Planetengetriebe 10 ist über ein Zwischenzahnrad 38 mit einem Gurtstraffer 40 des Gurtaufroller 32 verbunden.
  • Der Gurtaufroller 32 weist ein Gurtaufrollergehäuse 42, eine im Gurtaufrollergehäuse 42 um eine Achse drehbar gelagerte Gurtspule 44 und den Gurtstraffer 40 auf.
  • Die Gurtspule 44 des Gurtaufrollers 32 dient zum Auf- und Abwickeln eines Gurtbands 46. Die Gurtspule 44 kann in zwei Richtungen gedreht werden.
  • Zumindest ein Ende des Gurtbands 46 ist an der Gurtspule 44 fixiert und auf dieser aufgewickelt.
  • Der Gurtaufroller weist einen Kraftbegrenzer auf Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kraftbegrenzer ein Torsionsstab 48, der in der Gurtspule 44 gelagert und an einer Seite fest mit der Gurtspule 44 verbunden ist. An der anderen Seite ist der Torsionsstab 48 fest mit einem Sperrbauteil 50 verbunden.
  • Die Gurtspule 44 ist an der dem Sperrbauteil 50 gegenüberliegenden Seite über eine Triebfeder 52 in Aufwickelrichtung des Gurtbands 46 federvorgespannt. Die Triebfeder 52 ist an dem Gurtaufrollergehäuse 42 abgestützt, sodass beim Abrollen des Gurtbands 46 die Triebfeder 52 gespannt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das Gurtband 46 nach dem Ablegen selbstständig auf die Gurtspule 44 aufgewickelt wird.
  • An der der Triebfeder 52 gegenüberliegenden Seite der Gurtspule 44 ist die Gurtspule 44 drehfest mit einer Abtriebsseite einer Kupplung 54 des Gurtstraffers 40 verbunden. Die Antriebsseite der Kupplung ist über das Zwischenzahnrad 38 mit dem Abtrieb 27 des Planetengetriebes gekoppelt.
  • Die Kupplung 54 ist im Normalzustand geöffnet, so dass die Gurtspule frei drehbar ist. Wenn die Antriebsseite der Kupplung angetrieben wird, schließt die Kupplung, so dass eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Planetengetriebe 10 und dem Gurtstraffer 40 hergestellt ist. Somit ist der Motor 34 über das Planetengetriebe 10 und den Gurtstraffer 40 mit dem Gurtaufroller 32 verbunden.
  • Als Kupplung 54 kann jede beliebige Kupplung, die sich für den Einsatz in einem Gurtstraffer eignet, verwendet werden.
  • Wenn kein Drehmoment mehr über die Kupplung übertragen wird, öffnet sie automatisch, so dass die Gurtspule wieder frei drehbar ist.
  • Alternativ wäre es denkbar, anstelle der Kupplung die Schaltung 28 komplett zu öffnen.
  • 2 zeigt den ersten Zustand des Planetengetriebes 10. Dieser Zustand dient dazu, die Gurtspule mit hoher Geschwindigkeit, aber geringem Drehmoment in der Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes anzutreiben. Hierdurch kann eine Vorstraffung oder Komfortstraffung des Gurtes erzielt werden.
  • Falls sich, wenn eine Vorstraffung durchgeführt werden soll, das Planetengetriebe 10 nicht im ersten Zustand befindet, wird der elektromechanischen Aktor 35 verwendet, um es in den ersten Zustand zu bringen.
  • In dem ersten Zustand wird der Planetenradträger 18 durch den Schaltmechanismus 28 drehfest abgestützt. Daher ist der Planetenradträger 18 fest mit dem Gehäuse 30 verbunden, also drehfest gehalten.
  • Wenn der Motor 34 betrieben wird, erzeugt er ein Drehmoment, das über die Eingangswelle 14 auf das Sonnenrad 12 übertragen wird. Das Drehmoment wird über das gestufte Planetenrad 16 auf die beiden Hohlräder 22 und 26 übertragen. Der Planetenradträger 18 ist drehfest über den Schaltmechanismus 28 fixiert.
  • Durch die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse innerhalb des Planetengetriebes 10 überträgt der Abtrieb 27 ein niedriges Drehmoment. Mit anderen Worten, am Abtrieb 27 wird Leistung des Motors mit hoher Drehgeschwindigkeit, aber geringem Drehmoment bereitgestellt.
  • Über den Abtrieb 27 am ersten Hohlrad 22 wird das Drehmoment über das Zwischenzahnrad 38 auf die Kupplung 54 übertragen, die sich schließt und die Gurtspule antreibt.
  • Wenn die durch die Vorstraffung erhöhte Sicherheitsgurtkraft nicht mehr benötigt wird, kann der Motor 34 in der entgegengesetzten Richtung betrieben werden, um das vorher aufgewickelte Gurtband wieder freizugeben.
  • Wenn kein Drehmoment mehr anliegt, öffnet die Kupplung 54 automatisch, so dass die Gurtspule wieder frei drehbar ist.
  • In 3 ist der zweite Zustand des Planetengetriebes 10 gezeigt. Dieser Zustand wird dazu verwendet, wenn der Sicherheitsgurt vor einem Unfall stark gestrafft werden muss (sogenannte Leistungsstraffung).
  • Der Schaltmechanismus 28 wird dafür über den elektromechanischen Aktor 35 von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand geschaltet. Das Gurtband wird im zweiten Zustand mit einer hohen Kraft aufgewickelt, vergleichbar mit einem pyrotechnischen Gurtstraffer.
  • In dem zweiten Zustand wird das zweite Hohlrad 26 durch den Schaltmechanismus 28 drehfest abgestützt. Daher ist das zweite Hohlrad 26 fest mit dem Gehäuse 30 verbunden, also drehfest fixiert.
  • Das Sonnenrad 12 wird über den Motor 34 angetrieben und überträgt ein Drehmoment auf das Planetenrad 16. Das Drehmoment wird auf das erste Hohlrad 22 und den Planetenradträger 18 übertragen. Auf das zweite Hohlrad 26 kann keine Drehung übertragen werden, da dieses drehfest mit dem Gehäuse 30 fixiert ist.
  • Durch die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse innerhalb des Planetengetriebes 10 stellt der Abtrieb 27 bei gleichbleibender Motorleistung im zweiten Zustand eine niedrigere Drehgeschwindigkeit, dafür jedoch ein höheres Drehmoment als im ersten Zustand bereit.
  • Über den Abtrieb 27 am ersten Hohlrad 22 wird das Drehmoment über das Zwischenzahnrad 38 auf die Kupplung 54 übertragen.
  • Die Kupplung 54 schließt und überträgt das Drehmoment auf die Gurtspule 44, die in der Aufwickelrichtung gedreht wird.

Claims (10)

  1. Gurtstraffer (40) für ein Sicherheitsgurtsystem umfassend einen Gurtaufroller (32) und ein Getriebe, wobei das Getriebe ein schaltbares Planetengetriebe (10) ist und ein Sonnenrad (12), zwei Hohlräder (22, 26) und einen Planetenradträger (18) mit mindestens einem gestuften Planetenrad (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Stufe (20) des Planetenrads (16) in dem ersten Hohlrad (22) kämmt und eine zweite Stufe (24) des Planetenrads (16) in dem zweiten Hohlrad (26) kämmt.
  2. Gurtstraffer (40) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (40) einen Schaltmechanismus (28) aufweist, der in einem ersten Zustand den Planetenradträger (18) drehfest abstützt, in einem zweiten Zustand das zweite Hohlrad (26) drehfest abstützt.
  3. Gurtstraffer (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (40) einem elektrischen Aktor (35) aufweist, mit dem der Schaltmechanismus (28) aus einem Zustand in einen anderen Zustand geschaltet werden kann.
  4. Gurtstraffer (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (12) axialfest auf einer Eingangswelle (14) gelagert ist, das mindestens eine Planetenrad (16) axialfest auf dem Planetenradträger (18) gelagert ist und die Hohlräder (22, 26) axialfest gelagert sind.
  5. Gurtstraffer (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (12) unmittelbar auf der Eingangswelle (14) eines Motors (34) angebracht ist und über die Eingangswelle (14) kinematisch mit dem Motor (34) gekoppelt ist.
  6. Gurtstraffer (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräder (22, 26) nebeneinander angeordnet sind und unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen.
  7. Gurtstraffer (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (22) einen Abtrieb (27) aufweist.
  8. Gurtstraffer (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (22) über ein Zwischenzahnrad (38) mit einer Kupplung (54) gekoppelt ist, die mit einer Gurtspule (44) gekoppelt ist.
  9. Gurtstraffer (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen Seite des Planetengetriebes (10) der Antrieb (15) angeordnet ist und auf der vom Antrieb (15) abgewandten Seite der Planetenradträger (18) angeordnet ist, wobei das erste Hohlrad (22), das Zwischenzahnrad (38) und die Kupplung (54) auf der Seite des Antriebs (15) angeordnet sind.
  10. Verfahren zum Straffen eines Sicherheitsgurtes mit einem Gurtstraffer (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Zustand der Planetenradträger (18) drehfest abgestützt ist und die zwei Hohlräder (22, 26) über das Sonnenrad (12) und die Planetenräder (16) angetrieben werden, der Abtrieb (27) über das Zwischenzahnrad (38) auf die Kupplung (54) übertragen wird, sodass ein Gurtband (46) auf der Gurtspule (44) des Gurtaufrollers (32) mit geringerer Straffkraft und höherer Geschwindigkeit verglichen mit dem zweiten Zustand eingezogen wird und im zweiten Zustand das zweite Hohlrad (26) drehfest abgestützt ist, wobei der Planetenradträger (18) zusammen mit dem ersten Hohlrad (22) über das Sonnenrad (12) und die Planetenräder (16) angetrieben wird und ein höheres Drehmoment als im ersten Zustand über das Zwischenzahnrad (38) auf die Kupplung (54) übertragen wird, sodass das Gurtband (46) mit einer höheren Straffkraft verglichen mit dem ersten Zustand eingezogen wird.
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