WO2013167283A1 - Reversible belt tightener with an electric motor - Google Patents

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WO2013167283A1
WO2013167283A1 PCT/EP2013/001395 EP2013001395W WO2013167283A1 WO 2013167283 A1 WO2013167283 A1 WO 2013167283A1 EP 2013001395 W EP2013001395 W EP 2013001395W WO 2013167283 A1 WO2013167283 A1 WO 2013167283A1
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WO
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electric motor
belt
reversible
shaft end
safety belt
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PCT/EP2013/001395
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Hans Otto Kock
Arne Bergmann
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Autoliv Development Ab
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Definitions

  • the invention relates to a reversible belt tensioner with an electric motor having the features of the preamble of claim 1.
  • Reversible seat belt pre-tensioners are commonly used in automotive safety belt systems and serve to pull slackers out of the seat belt in an accidental blower, thereby increasing the occupant's attention and allowing the occupant to be coupled to the vehicle deceleration earlier in a potentially subsequent accident situation.
  • the reversible belt tensioner comprises a conventional belt reel with a belt shaft on which the safety belt can be wound up, and an electric motor which drives the belt shaft in an activation to pull out the belt belt in the winding direction. Since the outer dimensions of the belt tensioner due to the present in modern vehicles very cramped space conditions must be smaller than predetermined maximum external dimensions, therefore, small electric motors are used with low power consumption and very high speeds of 15,000 rpm, for example. In addition, such electric motors are relatively inexpensive to produce in a large series. Furthermore, the electric motors are generally very easy to control, so that the belt forces can be controlled very accurately in the very short time periods available in the pre-accident phase and the belt force can be suddenly increased to the desired level. Despite the described advantages, the electric motor is an important cost factor of the reversible belt tensioner, so that there is a desire to use this except for the actual reversible belt tightening additionally for as many functions.
  • torsion bars have proven to be effective as force limiting devices, which are plastically deformed about their longitudinal axis during the force-limited forward displacement.
  • a disadvantage of this type of force limiting devices is that the force limiting level is constant and unchangeable. Since the belt retractor also has to be designed for the restraint of very heavy occupants, the force limiting level must also be designed for these occupants and thus be chosen correspondingly high.
  • speed-controlled force limiting devices are developed against this background, which have an occupant-dependent and / or a pulse-dependent force limiting characteristic.
  • Such a speed-controlled force limiting device comprises e.g. a frictional element, which is wound around a fixed friction surface and connected to a first end with a belt shaft directly or indirectly by means of movement or connectable.
  • the force limiting level of such a force limiting device can be changed by changing the tensile force exerted counter to the belt extension movement acting on the free second end.
  • a belt retractor with such a force limiting device is known, for example, which is controlled by a pivotable inertial mass acting on the free end.
  • the inertial mass is connected to the friction element via a relatively complex coupling gear and during the accident performs an inertia-controlled movement, which leads to an increase in the tensile force at the second end.
  • the force limiting level can be controlled pulse-dependent.
  • a disadvantage of the proposed solution in addition to the complex structural design, that in this solution a corresponding space must be kept free so that the inertial mass can perform the movement. An occupant-dependent control of the force limiting level is not possible with this solution.
  • the invention has the object to provide a reversible belt tensioner with an electric motor, in which the electric motor for as many functions for optimal retention of the occupant with the least possible additional effort and minimal toastkos can be used.
  • a reversible belt tensioner with an electric motor for the reversible tightening of a safety belt of a motor vehicle is proposed according to the invention with the following features:
  • a second shaft end is led out, via which the electric motor for performing a further function directly or indirectly connected to the seatbelt or is connectable.
  • the basic idea of the invention is to be seen in the fact that a second shaft end is led out of the electric motor, which creates a second movement path between the safety belt and the electric motor. Due to the second movement path, the electric motor can be used to a completely different and independent of the tensioning function.
  • the other function is preferably time before or after the tightening process, so that the electric motor at a time always only one function, ie either for
  • the power consumption of the electric motor during execution of the other function is preferably equal to or less than the power consumption of the electric motor during the tightening, so that it is not necessary to use an electric motor with a higher power consumption despite the additional function.
  • switchable should be understood to mean an automatic circuit as well as an active circuit triggered by an external signal
  • the switchable coupling allows the movement paths to be interrupted or closed, so that the functions are independent of the electric motor - and can be switched off.
  • first and the second shaft end are connected to each other, and the second clutch is a friction clutch.
  • the connection of the shaft ends results in a very simple construction of the electric motor, which differs from conventional belt tensioners used in reversible belt tensioners only in that the Extended shaft of the electric motor and is led out of this on both sides of the electric motor. This means that both shaft ends always rotate at the same speed in the same direction. In this case, the rotational movement of the shaft must be abruptly changed after the end of the tightening movement and in particular be braked to a lower speed, which is particularly easy to implement by means of the proposed friction clutch.
  • the first clutch is opened when the electric motor is connected to the safety belt via the second clutch. This prevents the electric motor, during the execution of the other function, from being affected by parts of the movement path of the tightening movement, e.g. a gear or by still tightened in the straightening belt shaft, obstructed or even blocked.
  • the second shaft end is provided for controlling a controllable force limiting device. Since the electric motor can be controlled very easily and, moreover, very precise motion sequences with different holding forces can be realized, the electric motor enables a particularly good and fast control of the force limiting device with very precise force limiting characteristics.
  • Force limiting device comprises a friction element wound around a fixed approach, which is technically connectable with a first end with the safety belt and with a second end with the second shaft end.
  • the force limiting level of such a force limiting device depends on the wrap angle 1 of the friction belts. tes and from acting on the second end of the friction element tensile force. Due to the friction laws, very high force limitation levels can already be achieved by means of low tensile forces.
  • the electric motor connected to the second end in terms of motion engineering, the holding force directed counter to the pull-out movement and thus the force limiting level can be controlled very simply. In this case, both vehicle-specific data as well as accident-specific or vehicle-specific data can be used to control the force limiting device.
  • the electric motor is connected either to the reversible tightening of the safety belt or to the execution of the other function with the safety belt.
  • the electric motor can be used to an additional function without this has disadvantages for the tightening process, since the operation is not overlapping in time. Unless the power required to perform the other function is greater than the power consumed during the tightening, Moreover, it is not necessary to use an electric motor with a larger power consumption, so that the additional function can be realized by using an electric motor with an unchanged power consumption.
  • a period of time is provided between the end of the reversible tightening and the beginning of the execution of the other function.
  • the time span should be at least 20 ms in order to take the necessary measures.
  • an irreversible belt tensioner may also be provided, which is activated during the period of time.
  • the coupling of the occupant to the vehicle deceleration can be further improved, in which case the very high acceleration of the irreversible belt tensioner can be used to connect the first clutch between the seatbelt and the second shaft end.
  • the first switchable clutch is a pawl clutch
  • the pawls are urged upon activation of the electric motor for engagement with a toothing of the belt shaft or a drive wheel and by driving the belt shaft on the irreversible belt tensioner with the much higher speed are automatically disengaged.
  • a switchable clutch for the transmission of the rotational movement of the first shaft end and for transmitting the rotational movement of the second shaft end is provided in each case a switchable clutch, and that both the first and the second clutch are switched in the period.
  • Fig. 1 a reversible belt tensioner according to the invention
  • Fig. 2 an enlarged section of the reversible
  • Fig. 3 a timing of the functions of the reversible belt tensioner.
  • a belt retractor 1 with a vehicle-fixed U-shaped frame 3 with two opposite legs 4 and 5 and a rotatably mounted in openings of the legs 4 and 5 belt shaft 2 can be seen.
  • a seat belt 15 can be wound, which is provided in a known manner for restraining an occupant in a vehicle.
  • an irreversible belt tensioner 6 is provided on the outside of the leg 4, which is connected via an unillustrated drive wheel with the belt shaft 2 or connectable and the belt shaft 2 abruptly drives in an activation in the winding and thus pulls out existing belt slack from the seat belt , Furthermore, a reversible belt tensioner 22 is provided on the frame 3, which comprises an electric motor 8 as a drive device.
  • the electric motor 8 has a first shaft end 9, which is connectable via a gear 7 with the belt shaft 2.
  • the transmission 7 is connected via a first switchable coupling, not shown, with the belt shaft 2, which is formed from two in an actuation of the electric motor 8 due to inertia and / or due to friction and thereby extending outwardly pawls.
  • the pawls control in an internal toothing of a rotatably connected to the belt shaft 2 clutch bell, and close the path of movement between the first shaft end 9 of the electric motor 8 and the belt shaft 2 and the seat belt wound thereon 15.
  • the pawls form due to their inertia or friction Movement an automatically switching clutch, which is closed only upon actuation of the electric motor 8.
  • the irreversible belt tensioner 6 is activated. Since the irreversible belt tensioner 6 drives the belt shaft 2 at a considerably higher speed in the direction of winding, the pawls are automatically disengaged again, so that the first clutch is automatically reopened and the movement path between the belt shaft 2 and the electric motor 8 via the transmission 7 is then interrupted again.
  • the phase of activation of the reversible belt tensioner 22 is identified as PP in the timeline shown in FIG.
  • the irreversible belt tensioner 6 is activated at the time tss by igniting a pyrotechnic propellant.
  • the phase of activation of the irreversible belt tensioner 6 is identified as RP, while the process of handle the pawls of the first switchable coupling is marked with CPL.
  • the electric motor 8 has a second led out shaft end 10, which is non-rotatably connected to the first shaft end 9.
  • the shaft ends 9 and 10 can of course also be the shaft ends of the same shaft, so that the shaft ends 9 and 10 always rotate at the same speed.
  • the second shaft end 10 has a rotatably connected thereto brake disk 16, which is arranged in a second clutch 11. Since the second clutch 11 is open at the time of the first activation of the electric motor 8, the second shaft end 10 can rotate freely with the brake disc 16, so that the reversible tightening movement is not disturbed.
  • the second clutch 11 is closed at the same time with the activation of the irreversible belt tensioner 6, which takes place in the present embodiment by the release of a spring biased open spring ring 21, which then abruptly contracts and one or more brake elements 17 presses radially on the outside of the brake disc 16. Since the spring ring 21 and the brake elements 17 are stationary at the time of release of the spring ring 21, the brake disk 16 and thereby also the second shaft end 10 is decelerated abruptly together with the rotor of the electric motor, in this case from 15,000 U / min to a few U / min within a braking time of less than 10 ms.
  • the spring ring 21 and the brake elements 17 are in turn rotatably connected to a housing 24 to which a coil spring 23 is mounted with one end.
  • the coil spring 23 is hooked with the other end to a disc 25 on which a second end 20 of a friction element 18 is held.
  • the friction element 18 is here as a Rope formed, which is wound around a fixed neck 26.
  • the first end 19 of the friction element 18 is mounted on a gear 13, which engages with the external teeth in a toothing of a second gear 12.
  • the second gear 12 has, in addition to the outer toothing, with which it is in engagement with the gear 13, a blocking toothing, not shown, in which a likewise not recognizable vehicle-sensitive or belt-sensitive controllable blocking pawl for blocking the belt shaft 2 in Gurtauszugsraum ein litigt.
  • the friction element 18 forms here a controllable force limiting device whose force limiting level can be controlled by the pull-out force directed counter to the belt pull-out force acting on the second end 20.
  • the pulling force at the second end 20 can be controlled by the electric motor 8 in the present invention with the clutch 11 closed.
  • the force limiting device After the activation of the reversible belt tensioner, the force limiting device is first brought into a standby position by first braking the electric motor 8 (phase S, FIG. 3), and then closing the clutch 11 (phase C in FIG. Since the path of movement between the electric motor 8 and the belt shaft 2 is disengaged by the pawls (phase CPL in FIG. 3) (switchable first clutch) due to overtaking of the drive wheel of the irreversible belt tensioner 6 in an early phase of the action.
  • the second switchable coupling 11 and thus the movement path between the electric motor and the belt shaft 2 can be closed via the force limiting device, without that taking place during the activation of the irreversible belt tensioner 6 rotational movement of the belt shaft 2 in the winding direction would disturb. Since the belt shaft 2 is not yet blocked in this phase by the engagement of the blocking pawl in the internal toothing of the gear 12, the movement path from the second shaft end 10 to the belt shaft 2 via the force limiting device is not completely closed.
  • the force limiting device is practically in a standby position and is automatically activated when the belt shaft 2 is blocked in the gear 12 and the belt pullout force exceeds a predetermined value, ie
  • Force limiting device is here 20 ms, which simultaneously or at least overlapping at the time of Akti vation of the irreversible belt tensioner 6 is.
  • the time span dt here is 20 ms and serves to open the movement path from the electric motor 8 via the gear 7 to the belt shaft 2 and to close the movement path from the electric motor 8 via the force limiting device to the gear 12th
  • FIG. 3 also shows the phase of the belt retraction movement during activation of the tensioning devices with I and the phase of the belt extraction movement during the activation of the controllable force limiting device with II.
  • the time lag between the lock of the belt shaft 2 at the time tiiL p and the beginning of the belt extension movement can be explained by the locking path of the belt shaft 2 and the inertia of the system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

The invention relates to a reversible belt tightener (22) with an electric motor (8) for reversibly tightening a seat belt (15) of a motor vehicle, comprising - a first shaft end (9) which is led out of the electric motor (8) and via which the electric motor (8) is directly or indirectly connected to the seat belt (15) in a movable manner during the reversible tightening process, wherein - a second shaft end (10) is led out of the electric motor (8), and the electric motor (8) is directly or indirectly connected or can be directly or indirectly connected to the seat belt (15) via said second shaft end in order to carry out another function.

Description

Reversibler Gurtstraffer mit einem Elektromotor  Reversible belt tensioner with an electric motor
Die Erfindung betrifft einen reversiblen Gurtstraffer mit einem Elektromotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. The invention relates to a reversible belt tensioner with an electric motor having the features of the preamble of claim 1.
Reversible Gurtstraffer werden im Allgemeinen in SicherheitsgurtSystemen von Kraftfahrzeugen verwendet und dienen dazu, in einer Vorunfallphäse vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt herauszuziehen, wodurch die Aufmerksamkeit des Insassen erhöht wird und der Insasse bei einer möglicherweise nachfolgenden Unfallsituation frühzeitiger an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt wird. Reversible seat belt pre-tensioners are commonly used in automotive safety belt systems and serve to pull slackers out of the seat belt in an accidental blower, thereby increasing the occupant's attention and allowing the occupant to be coupled to the vehicle deceleration earlier in a potentially subsequent accident situation.
Der reversible Gurtstraffer umfasst einen herkömmlichen Gurt- aufroller mit einer Gurtwelle, auf der der Sicherheitsgurt aufwickelbar ist, und einen Elektromotor, der die Gurtwelle bei einer Aktivierung zum Herausziehen der Gurtlose in Aufwickelrichtung antreibt. Da die Außenabmaße des Gurtstraffers aufgrund der in den modernen Fahrzeugen vorhandenen sehr beengten Bauraumverhältnisse kleiner als vorgegebene maximale Außenabmaße sein müssen, werden daher kleine Elektromotoren mit einer geringen Leistungsaufnahme und sehr hohen Drehzahlen von z.B. 15.000 U/min verwendet. Außerdem sind solche Elektromotoren verhältnismäßig kostengünstig in einer Großserie herstellbar. Ferner sind die Elektromotoren allgemein sehr einfach anzusteuern, so dass die Gurtkräfte in den sehr kurzen zur Verfügung stehenden Zeitspannen in der Vorunfallphase sehr genau gesteuert werden können und die Gurtkraft sprungartig auf das gewünschte Niveau erhöht werden kann. Trotz der beschriebenen Vorteile bildet der Elektromotor einen wichtigen Kostenfaktor des reversiblen Gurtstraffers , so dass das Bestreben besteht, diesen außer für die eigentliche reversible Gurtstraffung zusätzlich für möglichst viele Funktionen zu nutzen. The reversible belt tensioner comprises a conventional belt reel with a belt shaft on which the safety belt can be wound up, and an electric motor which drives the belt shaft in an activation to pull out the belt belt in the winding direction. Since the outer dimensions of the belt tensioner due to the present in modern vehicles very cramped space conditions must be smaller than predetermined maximum external dimensions, therefore, small electric motors are used with low power consumption and very high speeds of 15,000 rpm, for example. In addition, such electric motors are relatively inexpensive to produce in a large series. Furthermore, the electric motors are generally very easy to control, so that the belt forces can be controlled very accurately in the very short time periods available in the pre-accident phase and the belt force can be suddenly increased to the desired level. Despite the described advantages, the electric motor is an important cost factor of the reversible belt tensioner, so that there is a desire to use this except for the actual reversible belt tightening additionally for as many functions.
Ferner weisen moderne Gurtaufroller Kraftbegrenzungseinrichtungen auf, welche im Unfall eine kraftbegrenzte Vorwärtsverlagerung des Insassen zur Begrenzung der Insassenbelastung ermöglichen. Dabei haben sich z.B. Torsionsstäbe als Kraftbegrenzungseinrichtungen bewährt, welche während der kraftbegrenzten Vorverlagerung plastisch um ihre Längsachse verformt werden. Ein Nachteil dieser Art von Kraftbegrenzungseinrichtungen ist, dass das Kraftbegrenzungsniveau konstant und nicht veränderbar ist. Da der Gurtaufroller auch für die Rückhaltung von sehr schweren Insassen ausgelegt werden muss, muss das Kraftbegrenzungsniveau auch für diese Insassen ausgelegt werden und damit entsprechend hoch gewählt werden. Daraus ergeben sich zwangsläufig Nachteile für sehr leichte Insassen, da diese aufgrund des hohen Kraftbegrenzungsniveaus mit einer sehr hohen Rückhaltekraft, also einer sehr hohen Insassenbelastung, zurückgehalten werden und dadurch den zur Verfügung stehenden Vorwär sverlagerungsweg nicht ausnutzen. Ferner kann es für die verschiedenen Insassenpositionen sinnvoll sein, die Kraft - begrenzung für eine optimale Rückhaltung bei einer geringstmöglichen Insassenbelastung degressiv oder progressiv zu gestalten. Vor diesem Hintergrund wurden konstruktiv aufwendige Lösungen umgesetzt, um mehrere Kraftbegrenzungseinrichtungen zu kombinieren, so dass der Kraftbegrenzungsverlauf entsprechend ansteigend oder abfallend ist. Dabei können die Kraftbegrenzungseinrichtungen parallel oder auch in Reihe wirken, wodurch der Verlauf entsprechend eines vorbestimmten Verlaufs ausgelegt werden kann. Der durch die Kombination der verschiedenen Kraftbegrenzungseinrichtungen erreichte Kraftbegrenzungsverlauf ist anschließend nicht mehr veränderbar. Furthermore, modern belt retractors on Kraftbegrenzungseinrichtungen, which allow a force-limited forward displacement of the occupant to limit the occupant load in the accident. For example, torsion bars have proven to be effective as force limiting devices, which are plastically deformed about their longitudinal axis during the force-limited forward displacement. A disadvantage of this type of force limiting devices is that the force limiting level is constant and unchangeable. Since the belt retractor also has to be designed for the restraint of very heavy occupants, the force limiting level must also be designed for these occupants and thus be chosen correspondingly high. This inevitably results in disadvantages for very light occupants, since they are withheld due to the high force limitation levels with a very high retention force, ie a very high occupant load, and thus do not take advantage of the available Vorwär sverlagerungsweg. Furthermore, it may be useful for the various occupant positions to make the force limitation for optimal restraint at the lowest possible occupant load degressive or progressive. Against this background, structurally complex solutions have been implemented in order to combine a plurality of force limiting devices, so that the force limiting course is correspondingly rising or falling. The force limiting devices may act in parallel or in series, whereby the course corresponding to a predetermined course can be designed. The force limitation curve achieved by the combination of the various force limiting devices is then no longer changeable.
Ferner werden vor diesem Hintergrund auch geschwindigkeitsgeregelte Kraftbegrenzungseinrichtungen entwickelt, welche eine insassenabhängige und/oder eine impulsabhängige Kraftbegrenzungscharakteristik aufweisen. Furthermore, speed-controlled force limiting devices are developed against this background, which have an occupant-dependent and / or a pulse-dependent force limiting characteristic.
Eine mögliche Ausbildung einer solchen geschwindigkeitsgeregelten Kraftbegrenzungseinrichtung umfasst z.B. ein Reibungs- element, welches um eine feststehende Reibfläche gewickelt ist und mit einem ersten Ende mit einer Gurtwelle mittelbar oder unmittelbar bewegungstechnisch verbunden bzw. verbindbar ist. Das Kraftbegrenzungsniveau einer solchen Kraftbegrenzungseinrichtung kann dadurch verändert werden, indem die an dem freien zweiten Ende wirkende der Gurtauszugsbewegung entgegen gerichtete Zugkraft verändert wird. One possible embodiment of such a speed-controlled force limiting device comprises e.g. a frictional element, which is wound around a fixed friction surface and connected to a first end with a belt shaft directly or indirectly by means of movement or connectable. The force limiting level of such a force limiting device can be changed by changing the tensile force exerted counter to the belt extension movement acting on the free second end.
Aus der DE 10 2008 025 977 B3 ist z.B. ein Gurtaufroller mit einer derartigen Kraftbegrenzungseinrichtung bekannt, welche durch eine an dem freien Ende angreifende schwenkbare Trägheitsmasse gesteuert wird. Die Trägheitsmasse ist über ein verhältnismäßig aufwendiges Koppelgetriebe mit dem Reibungs- element verbunden und führt während des Unfalls eine trägheitsgesteuerte Bewegung aus, welche zu einer Erhöhung der Zugkraft an dem zweiten Ende führt. Damit kann das Kraftbegrenzungsniveau impulsabhängig gesteuert werden. Ein Nachteil der vorgeschlagenen Lösung ist neben dem aufwendigen konstruktiven Aufbau, dass bei dieser Lösung ein entsprechender Bauraum freigehalten werden muss, damit die Trägheitsmasse die Bewegung ausführen kann. Eine insassenabhängige Steuerung des Kraftbegrenzungsniveaus ist mit dieser Lösung nicht möglich. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen reversiblen Gurtstraffer mit einem Elektromotor zu schaffen, bei dem der Elektromotor für möglichst viele Funktionen für eine optimale Rückhaltung des Insassen mit möglichst geringem Zusatzaufwand und möglichst geringen Zusatzkos en genutzt werden kann. From DE 10 2008 025 977 B3 a belt retractor with such a force limiting device is known, for example, which is controlled by a pivotable inertial mass acting on the free end. The inertial mass is connected to the friction element via a relatively complex coupling gear and during the accident performs an inertia-controlled movement, which leads to an increase in the tensile force at the second end. Thus, the force limiting level can be controlled pulse-dependent. A disadvantage of the proposed solution, in addition to the complex structural design, that in this solution a corresponding space must be kept free so that the inertial mass can perform the movement. An occupant-dependent control of the force limiting level is not possible with this solution. Against this background, the invention has the object to provide a reversible belt tensioner with an electric motor, in which the electric motor for as many functions for optimal retention of the occupant with the least possible additional effort and minimal Zusatzkos can be used.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein reversibler Gurtstraffer mit einem Elektromotor zur reversiblen Straffung eines Sicherheitsgurtes eines Kraftfahrzeuges mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen: To achieve the object, a reversible belt tensioner with an electric motor for the reversible tightening of a safety belt of a motor vehicle is proposed according to the invention with the following features:
-einem ersten aus dem Elektromotor herausgeführten Wellenende, über welches der Elektromotor während der reversiblen Straffung bewegungstechnisch unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist, wobei  a first outgoing from the electric motor shaft end, via which the electric motor during the reversible tightening motion is directly or indirectly connected to the seat belt, wherein
-aus dem Elektromotor ein zweites Wellenende herausgeführt ist, über welches der Elektromotor zur Ausführung einer weiteren Funktion unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt verbunden oder verbindbar ist .  from the electric motor, a second shaft end is led out, via which the electric motor for performing a further function directly or indirectly connected to the seatbelt or is connectable.
Der Grundgedanke der Erfindung ist dabei darin zu sehen, dass ein zweites Wellenende aus dem Elektromotor herausgeführt ist, welches einen zweiten Bewegungspfad zwischen dem Sicherheitsgurt und dem Elektromotor schafft. Durch den zweiten Bewegungspfad kann der Elektromotor zu einer gänzlich anderen und zwar von der Straffbewegung unabhängigen Funktion genutzt werden. Dabei ist die andere Funktion vorzugsweise zeitlich vor oder nach dem StraffVorgang, so dass der Elektromotor zu einem Zeitpunkt immer nur zu einer Funktion, also entweder zum The basic idea of the invention is to be seen in the fact that a second shaft end is led out of the electric motor, which creates a second movement path between the safety belt and the electric motor. Due to the second movement path, the electric motor can be used to a completely different and independent of the tensioning function. The other function is preferably time before or after the tightening process, so that the electric motor at a time always only one function, ie either for
Straffen oder zu der anderen Funktion, genutzt wird. Ferner ist die Leistungsaufnahme des Elektromotors während der Ausführung der anderen Funktion bevorzugt gleich oder kleiner als die Leistungsaufnahme des Elektromotors während des Straffens, so dass es trotz der zusätzlichen Funktion nicht erforderlich ist, einen Elektromotor mit einer höheren Leistungsaufnahme zu verwenden. Tighten or to the other function, is used. Further, the power consumption of the electric motor during execution of the other function is preferably equal to or less than the power consumption of the electric motor during the tightening, so that it is not necessary to use an electric motor with a higher power consumption despite the additional function.
Weiter wird vorgeschlagen, dass zwischen dem ersten Wellenende und dem Sicherheitsgurt eine erste schaltbare Kupplung It is further proposed that between the first shaft end and the seat belt, a first switchable coupling
und/oder zwischen dem zweiten Wellenende und dem Sicherheitsgurt eine zweite schaltbare Kupplung vorgesehen ist. Unter dem Begriff „schaltbar" soll im Sinne der Erfindung sowohl eine selbsttätige Schaltung als auch eine aktive durch ein externes Signal ausgelöste Schaltung verstanden werden. Durch die schaltbare Kupplung können die Bewegungspfade jeweils unterbrochen oder geschlossen werden, so dass die Funktionen unabhängig von dem Elektromotor zu- und abgeschaltet werden können.  and / or a second switchable coupling is provided between the second shaft end and the safety belt. For the purposes of the invention, the term "switchable" should be understood to mean an automatic circuit as well as an active circuit triggered by an external signal The switchable coupling allows the movement paths to be interrupted or closed, so that the functions are independent of the electric motor - and can be switched off.
Dabei ist es sinnvoll, dass die zweite Kupplung während der reversiblen Straffung des Sicherheitsgurtes geöffnet ist, so dass der Bewegungspfad der anderen Funktion zu diesem Zeitpunkt unterbrochen ist. Dadurch wird die Straffbewegung erstens nicht gestört, und es wird zweitens verhindert, dass die Bauteile des zweiten Bewegungspfades durch die Straffbewegung beschädigt werden. Dies ist besonders zweckmäßig, wenn die beiden Bewegungspfade für unterschiedliche Drehzahlen und Geschwindigkeiten ausgelegt sind. It makes sense that the second clutch is opened during the reversible tightening of the seat belt, so that the movement path of the other function is interrupted at this time. Firstly, the tensioning movement is not disturbed, and secondly it is prevented that the components of the second movement path are damaged by the tensioning movement. This is particularly useful when the two motion paths are designed for different speeds and speeds.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das erste und das zweite Wellenende miteinander verbunden sind, und die zweite Kupplung eine Reibungskupplung ist. Durch die Verbindung der Wellenenden ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Elektromotors, welcher sich von herkömmlichen in reversiblen Gurtstraffern verwendeten Gurtstraffern nur dadurch unterscheidet, dass die Welle des Elektromotors verlängert und an beiden Seiten des Elektromotors aus diesem herausgeführt ist. Damit drehen beide Wellenenden grundsätzlich mit derselben Drehzahl in dieselbe Richtung. In diesem Fall muss die Drehbewegung der Welle nach dem Ende der Straffbewegung schlagartig verändert und insbesondere auf eine geringere Drehzahl abgebremst werden, was mittels der vorgeschlagenen Reibungskupplung besonders einfach zu realisieren ist. It is further proposed that the first and the second shaft end are connected to each other, and the second clutch is a friction clutch. The connection of the shaft ends results in a very simple construction of the electric motor, which differs from conventional belt tensioners used in reversible belt tensioners only in that the Extended shaft of the electric motor and is led out of this on both sides of the electric motor. This means that both shaft ends always rotate at the same speed in the same direction. In this case, the rotational movement of the shaft must be abruptly changed after the end of the tightening movement and in particular be braked to a lower speed, which is particularly easy to implement by means of the proposed friction clutch.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die erste Kupplung geöffnet ist, wenn der Elektromotor über die zweite Kupplung mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist. Dadurch wird verhindert, dass der Elektromotor während der Ausführung der anderen Funktion durch Teile des Bewegungspfades der Straffbewegung, wie z.B. ein Getriebe oder durch eine in Straffrichtung noch angekuppelte Gurtwelle, behindert oder sogar blockiert wird. It is also proposed that the first clutch is opened when the electric motor is connected to the safety belt via the second clutch. This prevents the electric motor, during the execution of the other function, from being affected by parts of the movement path of the tightening movement, e.g. a gear or by still tightened in the straightening belt shaft, obstructed or even blocked.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das zweite Wellenende zur Steuerung einer steuerbaren Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist. Da der Elektromotor sehr einfach angesteuert werden kann und überdies sehr genaue Bewegungsabläufe mit unterschiedlichen Haltekräften realisiert werden können, ermöglicht der Elektromotor eine besonders gute und schnelle Ansteuerung der Kraftbegrenzungseinrichtung mit sehr genauen Kraftbegrenzungsverläufen. It is also proposed that the second shaft end is provided for controlling a controllable force limiting device. Since the electric motor can be controlled very easily and, moreover, very precise motion sequences with different holding forces can be realized, the electric motor enables a particularly good and fast control of the force limiting device with very precise force limiting characteristics.
Eine solche Ansteuerung ist besonders sinnvoll, wenn die Such a control is particularly useful if the
Kraftbegrenzungseinrichtung ein um einen feststehenden Ansatz gewickeltes Reibungselement umfasst, welches bewegungstechnisch mit einem ersten Ende mit dem Sicherheitsgurt und mit einem zweiten Ende mit dem zweiten Wellenende verbindbar ist . Das Kraftbegrenzungsniveau einer solchen Kraftbegrenzungseinrichtung hängt von dem Umschlingungswinke1 des Reibungseiemen- tes und von der an dem zweiten Ende des Reibungselementes wirkenden Zugkraft ab. Dabei können aufgrund der Reibungsgesetze schon durch geringe Zugkräfte sehr hohe Kraftbegrenzungsniveaus verwirklicht werden. Durch den mit dem zweiten Ende bewegungstechnisch verbundenen Elektromotor kann die der Aus- zugsbewegung entgegen gerichtete Haltekraft und damit das Kraftbegrenzungsniveau sehr einfach gesteuert werden. Dabei können zur Ansteuerung der Kraftbegrenzungseinrichtung sowohl insassenspezifische Daten als auch unfallspezifische oder fahrzeugspezifische Daten verwendet werden. Force limiting device comprises a friction element wound around a fixed approach, which is technically connectable with a first end with the safety belt and with a second end with the second shaft end. The force limiting level of such a force limiting device depends on the wrap angle 1 of the friction belts. tes and from acting on the second end of the friction element tensile force. Due to the friction laws, very high force limitation levels can already be achieved by means of low tensile forces. By virtue of the electric motor connected to the second end in terms of motion engineering, the holding force directed counter to the pull-out movement and thus the force limiting level can be controlled very simply. In this case, both vehicle-specific data as well as accident-specific or vehicle-specific data can be used to control the force limiting device.
Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zur Steuerung eines reversiblen Gurtstraffers mit einem Elektromotor zur reversiblen Straffung eines Sicherheitsgurtes eines Kraftfahrzeuges mit folgenden Merkmalen vorgeschlagen: Furthermore, a method for controlling a reversible belt tensioner with an electric motor for the reversible tightening of a safety belt of a motor vehicle with the following features is proposed for achieving the object:
-einem ersten aus dem Elektromotor herausgeführten Wellenende, über welches der Elektromotor während der reversiblen Straffung bewegungstechnisch unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist, und  a first outgoing from the electric motor shaft end, via which the electric motor during the reversible tightening motion is directly or indirectly connected to the seat belt, and
-einem aus dem Elektromotor herausgeführten zweiten Wellenende, über welches der Elektromotor zur Ausführung einer weiteren Funktion unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt verbunden oder verbindbar ist, wobei  einem out of the electric motor second shaft end, via which the electric motor for performing a further function directly or indirectly connected to the seatbelt or is connectable, wherein
-der Elektromotor entweder zum reversiblen Straffen des Sicherheitsgurtes oder zur Ausführung der anderen Funktion mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist.  the electric motor is connected either to the reversible tightening of the safety belt or to the execution of the other function with the safety belt.
Durch die vorgeschlagene Lösung kann der Elektromotor zu einer zusätzlichen Funktion verwendet werden, ohne dass dies Nachteile für den Straffvorgang zur Folge hat, da die Betätigung nicht zeitlich überlappend erfolgt. Sofern die zur Ausführung der anderen Funktion erforderliche Leistungsaufnahme nicht größer als die Leistungsaufnahme während des Straffens ist, ist es darüber hinaus nicht erforderlich, einen Elektromotor mit einer größeren Leistungsaufnahme zu verwenden, so dass die zusätzliche Funktion unter Verwendung eines Elektromotors mit einer unveränderten Leistungsaufnahme realisiert werden kann. By the proposed solution, the electric motor can be used to an additional function without this has disadvantages for the tightening process, since the operation is not overlapping in time. Unless the power required to perform the other function is greater than the power consumed during the tightening, Moreover, it is not necessary to use an electric motor with a larger power consumption, so that the additional function can be realized by using an electric motor with an unchanged power consumption.
Weiter wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Ende des reversiblen Straffens und dem Beginn der Ausführung der anderen Funktion eine Zeitspanne vorgesehen ist. Durch die vorgesehene Zeitspanne ist es z.B. möglich, den Elektromotor auf eine niedrigere Drehzahl schlagartig herunter zu bremsen oder sogar gänzlich anzuhalten, damit er anschließend zu der anderen Funktion genutzt werden kann. It is further proposed that a period of time is provided between the end of the reversible tightening and the beginning of the execution of the other function. By the intended period of time it is e.g. possible to suddenly slow down the electric motor to a lower speed or even stop completely, so that it can then be used to the other function.
Dabei hat sich herausgestellt, dass die Zeitspanne wenigstens 20 ms betragen sollte, um die erforderlichen Maßnahmen zu ergreifen. It has been found that the time span should be at least 20 ms in order to take the necessary measures.
Insbesondere kann ferner ein irreversibler Gurtstraffer vorgesehen sein, welcher während der Zeitspanne aktiviert ist. In particular, an irreversible belt tensioner may also be provided, which is activated during the period of time.
Durch die Aktivierung des irreversiblen Gurtstraffers kann die Ankopplung des Insassen an die Fahrzeugverzögerung weiter verbessert werden, wobei in diesem Fall die sehr hohe Beschleunigung des irreversiblen Gurtstraffers zur Schaltung der ersten Kupplung zwischen dem Sicherheitsgurt und dem zweiten Wellenende genutzt werden kann. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, indem die erste schaltbare Kupplung eine Klinkenkupplung ist, deren Klinken bei der Aktivierung des Elektromotors zur Schaltung in Eingriff mit einer Verzahnung der Gurtwelle bzw. eines Antriebsrades gedrängt werden und durch den Antrieb der Gurt- welle über den irreversiblen Gurtstraffer mit der wesentlich höheren Drehzahl selbsttätig außer Eingriff gedrängt werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass zur Übertragung der Drehbewegung des ersten Wellenendes und zur Übertragung der Drehbewegung des zweiten Wellenendes jeweils eine schaltbare Kupplung vorgesehen ist, und dass sowohl die erste als auch die zweite Kupplung in der Zeitspanne geschaltet werden. By activating the irreversible belt tensioner, the coupling of the occupant to the vehicle deceleration can be further improved, in which case the very high acceleration of the irreversible belt tensioner can be used to connect the first clutch between the seatbelt and the second shaft end. This can be done, for example, by the first switchable clutch is a pawl clutch, the pawls are urged upon activation of the electric motor for engagement with a toothing of the belt shaft or a drive wheel and by driving the belt shaft on the irreversible belt tensioner with the much higher speed are automatically disengaged. It is also proposed that for the transmission of the rotational movement of the first shaft end and for transmitting the rotational movement of the second shaft end is provided in each case a switchable clutch, and that both the first and the second clutch are switched in the period.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt: The invention will be explained below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying figures. Showing:
Fig. 1: einen erfindungsgemäßen reversiblen Gurtstraffer, und Fig. 1: a reversible belt tensioner according to the invention, and
Fig. 2: einen vergrößerten Ausschnitt des reversiblen Fig. 2: an enlarged section of the reversible
Gurtstraffers , und  Belt tensioner, and
Fig. 3: einen zeitlichen Ablauf der Funktionen des reversiblen Gurtstraffers . Fig. 3: a timing of the functions of the reversible belt tensioner.
In der Figur 1 ist ein Gurtaufroller 1 mit einem fahrzeugfest befestigbaren U- förmigen Rahmen 3 mit zwei sich gegenüber stehenden Schenkeln 4 und 5 und einer drehbar in Öffnungen der Schenkel 4 und 5 gelagerten Gurtwelle 2 zu erkennen. Auf der Gurtwelle 2 ist ein Sicherheitsgurt 15 aufwickelbar, welcher in bekannter Weise zur Rückhaltung eines Insassen in einem Fahrzeug vorgesehen ist . 1 shows a belt retractor 1 with a vehicle-fixed U-shaped frame 3 with two opposite legs 4 and 5 and a rotatably mounted in openings of the legs 4 and 5 belt shaft 2 can be seen. On the belt shaft 2, a seat belt 15 can be wound, which is provided in a known manner for restraining an occupant in a vehicle.
An dem Rahmen 3 ist an der Außenseite des Schenkels 4 ein irreversibler Gurtstraffer 6 vorgesehen, welcher über ein nicht dargestelltes Antriebsrad mit der Gurtwelle 2 verbunden oder verbindbar ist und die Gurtwelle 2 bei einer Aktivierung schlagartig in Aufwickelrichtung antreibt und dadurch vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt herauszieht. Ferner ist an dem Rahmen 3 ein reversibler Gurtstraffer 22 vorgesehen, welcher einen Elektromotor 8 als Antriebseinrichtung umfasst . Der Elektromotor 8 weist ein erstes Wellenende 9 auf, das über ein Getriebe 7 mit der Gurtwelle 2 verbindbar ist. Das Getriebe 7 ist über eine erste schaltbare nicht dargestellte Kupplung mit der Gurtwelle 2 verbindbar, welche aus zwei bei einer Betätigung des Elektromotors 8 trägheitsbedingt und/oder reibungsbedingt zurückbleibenden und dabei nach außen ausfahrenden Klinken gebildet ist. Dabei steuern die Klinken in eine Innenverzahnung einer drehfest mit der Gurtwelle 2 verbundenen Kupplungsglocke ein, und schließen den Bewegungspfad zwischen dem ersten Wellenende 9 des Elektromotors 8 und der Gurtwelle 2 und dem darauf aufgewickelten Sicherheitsgurt 15. Die Klinken bilden aufgrund ihrer trägheits- bzw. reibungsbedingten Bewegung eine selbsttätig schaltende Kupplung, welche erst bei einer Betätigung des Elektromotors 8 geschlossen wird. On the frame 3, an irreversible belt tensioner 6 is provided on the outside of the leg 4, which is connected via an unillustrated drive wheel with the belt shaft 2 or connectable and the belt shaft 2 abruptly drives in an activation in the winding and thus pulls out existing belt slack from the seat belt , Furthermore, a reversible belt tensioner 22 is provided on the frame 3, which comprises an electric motor 8 as a drive device. The electric motor 8 has a first shaft end 9, which is connectable via a gear 7 with the belt shaft 2. The transmission 7 is connected via a first switchable coupling, not shown, with the belt shaft 2, which is formed from two in an actuation of the electric motor 8 due to inertia and / or due to friction and thereby extending outwardly pawls. In this case, the pawls control in an internal toothing of a rotatably connected to the belt shaft 2 clutch bell, and close the path of movement between the first shaft end 9 of the electric motor 8 and the belt shaft 2 and the seat belt wound thereon 15. The pawls form due to their inertia or friction Movement an automatically switching clutch, which is closed only upon actuation of the electric motor 8.
Sofern das Unfallgeschehen zum Zeitpunkt der Betätigung des reversiblen Gurtstraffers 22 nicht beendet ist und ein Aufprall nicht mehr zu vermeiden ist, wird der irreversible Gurtstraffer 6 aktiviert. Da der irreversible Gurtstraffer 6 die Gurtwelle 2 mit einer erheblich höheren Geschwindigkeit in Auf ickelrichtung antreibt, werden die Klinken selbsttätig wieder außer Eingriff gedrängt, so dass die erste Kupplung selbsttätig wieder geöffnet wird und der Bewegungspfad zwischen der Gurtwelle 2 und dem Elektromotor 8 über das Getriebe 7 daraufhin wieder unterbrochen wird. If the accident at the time of operation of the reversible belt tensioner 22 is not completed and an impact can no longer be avoided, the irreversible belt tensioner 6 is activated. Since the irreversible belt tensioner 6 drives the belt shaft 2 at a considerably higher speed in the direction of winding, the pawls are automatically disengaged again, so that the first clutch is automatically reopened and the movement path between the belt shaft 2 and the electric motor 8 via the transmission 7 is then interrupted again.
Die Phase der Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers 22 ist in dem in der Figur 3 dargestellten Zeitstrahl als PP gekennzeichnet. Der irreversible Gurtstraffer 6 wird zum Zeitpunkt tss durch Zünden eines pyrotechnischen Treibsatzes aktiviert. Die Phase der Aktivierung des irreversiblen Gurtstraffers 6 ist als RP gekennzeichnet, während der Vorgang des außer Ein- griffbringens der Klinken der ersten schaltbaren Kupplung mit CPL gekennzeichnet ist. The phase of activation of the reversible belt tensioner 22 is identified as PP in the timeline shown in FIG. The irreversible belt tensioner 6 is activated at the time tss by igniting a pyrotechnic propellant. The phase of activation of the irreversible belt tensioner 6 is identified as RP, while the process of handle the pawls of the first switchable coupling is marked with CPL.
Ferner weist der Elektromotor 8 ein zweites herausgeführtes Wellenende 10 auf, welches drehfest mit dem ersten Wellenende 9 verbunden ist. Die Wellenenden 9 und 10 können selbstverständlich auch die Wellenenden ein und derselben Welle sein, so dass die Wellenenden 9 und 10 immer mit derselben Drehzahl drehen. Das zweite Wellenende 10 weist eine drehfest mit diesem verbundene Bremsscheibe 16 auf, welche in einer zweiten Kupplung 11 angeordnet ist. Da die zweite Kupplung 11 zum Zeitpunkt der ersten Aktivierung des Elektromotors 8 geöffnet ist, kann das zweite Wellenende 10 mit der Bremsscheibe 16 ungehindert drehen, so dass die reversible Straffbewegung nicht gestört wird. Furthermore, the electric motor 8 has a second led out shaft end 10, which is non-rotatably connected to the first shaft end 9. The shaft ends 9 and 10 can of course also be the shaft ends of the same shaft, so that the shaft ends 9 and 10 always rotate at the same speed. The second shaft end 10 has a rotatably connected thereto brake disk 16, which is arranged in a second clutch 11. Since the second clutch 11 is open at the time of the first activation of the electric motor 8, the second shaft end 10 can rotate freely with the brake disc 16, so that the reversible tightening movement is not disturbed.
Die zweite Kupplung 11 wird zeitgleich mit der Aktivierung des irreversiblen Gurtstraffers 6 geschlossen, was in der vorliegenden Ausführungsform durch das Freigeben eines federvorgespannten offenen Federringes 21 erfolgt, der sich daraufhin schlagartig zusammenzieht und ein oder mehrere Bremselemente 17 radial außen an die Bremsscheibe 16 anpresst . Da der Federring 21 und die Bremselemente 17 zum Zeitpunkt der Freigabe des Federringes 21 stillstehen, wird die Bremsscheibe 16 und dadurch auch das zweite Wellenende 10 zusammen mit dem Rotor des Elektromotors schlagartig abgebremst, und zwar in diesem Fall von 15.000 U/min auf wenige U/min innerhalb einer Bremszeit von weniger als 10 ms. Der Federring 21 und die Bremselemente 17 sind ihrerseits drehfest mit einem Gehäuse 24 verbunden, an dem eine Schraubenfeder 23 mit einem Ende eingehängt ist. Die Schraubenfeder 23 ist mit dem anderen Ende an einer Scheibe 25 eingehängt, an dem ein zweites Ende 20 eines Reibelementes 18 gehalten ist. Das Reibelement 18 ist hier als ein Seil ausgebildet, welches um einen feststehenden Ansatz 26 gewickelt ist. Das erste Ende 19 des Reibelementes 18 ist an einem Zahnrad 13 eingehängt, welches mit der äußeren Verzahnung in eine Verzahnung eines zweiten Zahnrades 12 eingreift. Das zweite Zahnrad 12 weist neben der äußeren Verzahnung, mit der es sich im Eingriff mit dem Zahnrad 13 befindet, eine nicht dargestellte Blockierverzahnung auf, in die eine ebenfalls nicht zu erkennende fahrzeugsensitiv oder gurtbandsensitiv ansteuerbare Blockierklinke zur Blockierung der Gurtwelle 2 in Gurtauszugsrichtung einsteuert. The second clutch 11 is closed at the same time with the activation of the irreversible belt tensioner 6, which takes place in the present embodiment by the release of a spring biased open spring ring 21, which then abruptly contracts and one or more brake elements 17 presses radially on the outside of the brake disc 16. Since the spring ring 21 and the brake elements 17 are stationary at the time of release of the spring ring 21, the brake disk 16 and thereby also the second shaft end 10 is decelerated abruptly together with the rotor of the electric motor, in this case from 15,000 U / min to a few U / min within a braking time of less than 10 ms. The spring ring 21 and the brake elements 17 are in turn rotatably connected to a housing 24 to which a coil spring 23 is mounted with one end. The coil spring 23 is hooked with the other end to a disc 25 on which a second end 20 of a friction element 18 is held. The friction element 18 is here as a Rope formed, which is wound around a fixed neck 26. The first end 19 of the friction element 18 is mounted on a gear 13, which engages with the external teeth in a toothing of a second gear 12. The second gear 12 has, in addition to the outer toothing, with which it is in engagement with the gear 13, a blocking toothing, not shown, in which a likewise not recognizable vehicle-sensitive or belt-sensitive controllable blocking pawl for blocking the belt shaft 2 in Gurtauszugsrichtung einsteuert.
Nach dem Schließen der zweiten Kupplung 11 durch Freigeben des Federringes 21 wird die Schraubenfeder 23 über das in Drehung versetzte Gehäuse 24 so weit verdreht, bis eine drehfeste Verbindung zwischen dem Gehäuses 24 und der Scheibe 25 bzw. dem zweiten Ende 20 des Reibelementes 18 und dem zweiten Wellenende 10 geschaffen ist. Das Reibelement 18 bildet hier eine steuerbare Kraftbegrenzungseinrichtung, dessen Kraftbegrenzungsniveau durch die der Gurtauszugskraft entgegen gerichtete an dem zweiten Ende 20 wirkende Zugkraft gesteuert werden kann. Die Zugkraft an dem zweiten Ende 20 kann bei der vorliegenden Erfindung bei geschlossener Kupplung 11 durch den Elektromotor 8 gesteuert werden. After closing the second clutch 11 by releasing the spring ring 21, the coil spring 23 is rotated so far over the rotated housing 24 until a rotationally fixed connection between the housing 24 and the disc 25 and the second end 20 of the friction element 18 and second shaft end 10 is created. The friction element 18 forms here a controllable force limiting device whose force limiting level can be controlled by the pull-out force directed counter to the belt pull-out force acting on the second end 20. The pulling force at the second end 20 can be controlled by the electric motor 8 in the present invention with the clutch 11 closed.
Die Kraftbegrenzungseinrichtung wird nach der Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers zunächst in eine Bereitschaftsstellung gebracht, indem der Elektromotor 8 zunächst abgebremst wird (Phase S Figur 3) , und anschließend die Kupplung 11 geschlossen wird (Phase C in Figur) . Da der Bewegungspfad zwischen dem Elektromotor 8 und der Gurtwelle 2 durch das außer Eingriff Drängen der Klinken (Phase CPL in Figur 3) (schaltbare erste Kupplung) aufgrund des Überholens des Antriebsrades des irreversiblen Gurtstraffers 6 in einer Frühphase der Akti- vierung des irreversiblen Gurtstraffers 6 unterbrochen wird, kann die zweite schaltbare Kupplung 11 und damit der Bewegungspfad zwischen dem Elektromotor und der Gurtwelle 2 über die Kraftbegrenzungseinrichtung geschlossen werden, ohne dass die während der Aktivierung des irreversiblen Gurtstraffers 6 stattfindende Drehbewegung der Gurtwelle 2 in Aufwickelrich- tung stören würde. Da die Gurtwelle 2 in dieser Phase noch nicht durch den Eingriff der Blockierklinke in die Innenverzahnung des Zahnrades 12 blockiert ist, ist der Bewegungspfad von dem zweiten Wellenende 10 zu der Gurtwelle 2 über die Kraftbegrenzungseinrichtung noch nicht vollständig geschlossen. Die Kraftbegrenzungseinrichtung befindet sich praktisch in einer Bereitschaftsstellung und wird automatisch aktiviert, wenn die Gurtwelle 2 in das Zahnrad 12 blockiert wird und die Gurtauszugskraft einen vorbestimmten Wert übersteigt, d.h. After the activation of the reversible belt tensioner, the force limiting device is first brought into a standby position by first braking the electric motor 8 (phase S, FIG. 3), and then closing the clutch 11 (phase C in FIG. Since the path of movement between the electric motor 8 and the belt shaft 2 is disengaged by the pawls (phase CPL in FIG. 3) (switchable first clutch) due to overtaking of the drive wheel of the irreversible belt tensioner 6 in an early phase of the action. Vibration of the irreversible belt tensioner 6 is interrupted, the second switchable coupling 11 and thus the movement path between the electric motor and the belt shaft 2 can be closed via the force limiting device, without that taking place during the activation of the irreversible belt tensioner 6 rotational movement of the belt shaft 2 in the winding direction would disturb. Since the belt shaft 2 is not yet blocked in this phase by the engagement of the blocking pawl in the internal toothing of the gear 12, the movement path from the second shaft end 10 to the belt shaft 2 via the force limiting device is not completely closed. The force limiting device is practically in a standby position and is automatically activated when the belt shaft 2 is blocked in the gear 12 and the belt pullout force exceeds a predetermined value, ie
wenn die Gurtwelle 2 aufgrund der Überschreitung der durch die Kraftbegrenzungseinrichtung vorgegebenen Gurtauszugskraft beginnt in Gurtauszugsrichtung zu drehen. Der Zeitpunkt des Beginnes des Verriegelungsvorganges der Gurtwelle 2 ist in dem in der Figur 3 gezeigten Diagramm als tLLzp gekennzeichnet . Nachdem die Gurtwelle 2 vollständig verriegelt ist und nachdem bestimmte nicht zu vermeidende Elastizitäten aus dem System herausgezogen sind, beginnt die Gurtwelle 2 in Gurtauszugsrichtung eine kraftbegrenzte Drehbewegung auf einem Kraftbegrenzungsniveau auszuführen, welches durch die von dem Elektromotor 8 auf das Ende 20 des Reibungselementes 18 ausgeübte Zugkraft gesteuert wird. Diese Phase ist mit kin.LL gekennzeichnet . when the belt shaft 2 begins to rotate in the belt extension direction due to the exceeding of the force defined by the force limiting device belt pullout. The timing of the beginning of the locking process of the belt shaft 2 is indicated in the diagram shown in Figure 3 as tLLzp. After the belt shaft 2 is fully locked and after certain unavoidable elasticities are pulled out of the system, the belt shaft 2 begins to perform in the belt extension direction a force-limited rotational movement at a Kraftbegrenzungsniveau, which by the force exerted by the electric motor 8 on the end 20 of the friction element 18 traction is controlled. This phase is marked kin.LL.
Die Zeitspanne dt zwischen der Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers 22 (PP) und der Aktivierung der steuerbaren The time span dt between the activation of the reversible belt tensioner 22 (PP) and the activation of the controllable
Kraftbegrenzungseinrichtung (kin.LL) ist hier 20 ms, welche gleichzeitig oder wenigstens überlappend zu der Zeit der Akti- vierung des irreversiblen Gurtstraffers 6 ist. Die Zeitspanne dt ist hier 20 ms und dient zum Öffnen des Bewegungspfades von dem Elektromotor 8 über das Getriebe 7 zu der Gurtwelle 2 und zum Schließen des Bewegungspfades von dem Elektromotor 8 über die Kraftbegrenzungseinrichtung bis zu dem Zahnrad 12. Force limiting device (kin.LL) is here 20 ms, which simultaneously or at least overlapping at the time of Akti vation of the irreversible belt tensioner 6 is. The time span dt here is 20 ms and serves to open the movement path from the electric motor 8 via the gear 7 to the belt shaft 2 and to close the movement path from the electric motor 8 via the force limiting device to the gear 12th
In der Figur 3 sind ferner die Phase der Gurteinzugsbewegung während der Aktivierung der Straffeinrichtungen mit I und die Phase der Gurtauszugsbewegung während der Aktivierung der steuerbaren Kraftbegrenzungseinrichtung mit II gekennzeichnet.FIG. 3 also shows the phase of the belt retraction movement during activation of the tensioning devices with I and the phase of the belt extraction movement during the activation of the controllable force limiting device with II.
Der zeitliche Versatz zwischen der Verriegelung der Gurtwelle 2 zum Zeitpunkt tiiL p und dem Beginn der Gurtauszugsbewegung ist durch den Verriegelungsweg der Gurtwelle 2 und die Trägheiten des Systems zu erklären. The time lag between the lock of the belt shaft 2 at the time tiiL p and the beginning of the belt extension movement can be explained by the locking path of the belt shaft 2 and the inertia of the system.

Claims

Ansprüche : Claims :
1. Reversibler Gurtstraffer (22) mit einem Elektromotor (8) zur reversiblen Straffung eines Sicherheitsgurtes (15) eines Kraftfahrzeuges mit 1. Reversible belt tensioner (22) with an electric motor (8) for the reversible tightening of a safety belt (15) of a motor vehicle with
-einem ersten aus dem Elektromotor (8) herausgeführten Wellenende (9) , über welches der Elektromotor (8) während der reversiblen Straffung bewegungstechnisch unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass  a first out of the electric motor (8) led out shaft end (9), via which the electric motor (8) during the reversible tightening motion directly or indirectly connected to the safety belt (15), characterized in that
-aus dem Elektromotor (8) ein zweites Wellenende (10) herausgeführt ist, über welches der Elektromotor (8) zur Ausführung einer weiteren Funktion unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden oder verbindbar ist.  a second shaft end (10) is led out of the electric motor (8), via which the electric motor (8) is directly or indirectly connected or connectable to the safety belt (15) for carrying out a further function.
2. Reversibler Gurtstraffer (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 2. Reversible belt tensioner (22) according to claim 1, characterized in that
-zwischen dem ersten Wellenende (9) und dem Sicherheitsgurt (15) eine erste schaltbare Kupplung vorgesehen ist.  between the first shaft end (9) and the safety belt (15), a first switchable coupling is provided.
3. Reversibler Gurtstraffer (22) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 3. Reversible belt tensioner (22) according to one of the preceding claims, characterized in that
-zwischen dem zweiten Wellenende (10) und dem Sicherheitsgurt (15) eine zweite schaltbare Kupplung (11) vorgesehen ist .  between the second shaft end (10) and the safety belt (15), a second switchable coupling (11) is provided.
4. Reversibler Gurtstraffer (22) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass 4. Reversible belt tensioner (22) according to claim 3, characterized in that
-die zweite Kupplung (11) während der reversiblen Straffung des Sicherheitsgurtes (15) geöffnet ist.  the second clutch (11) is open during the reversible tightening of the safety belt (15).
5. Reversibler Gurtstraffer (22) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass -das erste und das zweite Wellenende (9,10) miteinander verbunden sind, und 5. Reversible belt tensioner (22) according to any one of claims 3 or 4, characterized in that -the first and second shaft ends (9, 10) are connected together, and
-die zweite Kupplung (11) eine Reibungskupplung ist.  the second clutch (11) is a friction clutch.
Reversibler Gurtstraffer (22) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Reversible belt tensioner (22) according to one of claims 3 to 5, characterized in that
-die erste Kupplung geöffnet ist, wenn der Elektromotor ü- ber die zweite Kupplung (11) mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden ist .  the first clutch is opened when the electric motor is connected via the second clutch (11) to the safety belt (15).
Reversibler Gurtstraffer (22) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Reversible belt tensioner (22) according to one of the preceding claims, characterized in that
-das zweite Wellenende (10) zur Steuerung einer steuerbaren Kraftbegrenzungseinrichtung (14) vorgesehen ist.  the second shaft end (10) is provided for controlling a controllable force limiting device (14).
Reversibler Gurtstraffer (22) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Reversible belt tensioner (22) according to claim 7, characterized in that
-die Kraftbegrenzungseinrichtung (14) ein um einen feststehenden Ansatz gewickeltes Reibungselement (18) umfasst, welches bewegungstechnisch mit einem ersten Ende (19) mit dem Sicherheitsgurt (15) und mit einem zweiten Ende (20) mit dem zweiten Wellenende (10) verbindbar ist.  the force limiting device (14) comprises a friction element (18) wound around a stationary extension and movably connected to the safety belt (15) by a first end (19) and to the second shaft end (10) by a second end (20) ,
Verfahren zur Steuerung eines reversiblen Gurtstraffers (22) mit einem Elektromotor (8) zur reversiblen Straffung eines Sicherheitsgurtes (15) eines Kraftfahrzeuges mit -einem ersten aus dem Elektromotor (8) herausgeführten Wellenende (9) , über welches der Elektromotor (8) während der reversiblen Straffung bewegungstechnisch unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden ist, und -einem aus dem Elektromotor (8) herausgeführten zweiten Wellenende (10) , über welches der Elektromotor (8) zur Ausführung einer weiteren Funktion unmittelbar oder mittelbar mit dem Sicherheitsgurt (15) verbunden oder verbindbar ist, wobei Method for controlling a reversible belt tensioner (22) with an electric motor (8) for reversibly tightening a safety belt (15) of a motor vehicle with a first shaft end (9) guided out of the electric motor (8), via which the electric motor (8) moves during the reversible tightening movement is directly or indirectly connected to the safety belt (15), and -einem from the electric motor (8) led out second shaft end (10), via which the electric motor (8) for performing a further function directly or indirectly connected to the seat belt (15) or connectable, wherein
-der Elektromotor (8) entweder zum reversiblen Straffen des Sicherheitsgurtes oder zur Ausführung der anderen Funktion mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist.  the electric motor (8) is connected either to the reversible tightening of the safety belt or to the execution of the other function with the safety belt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass 10. The method according to claim 9, characterized in that
-zwischen dem Ende des reversiblen Straffens (PP) und dem Beginn der Ausführung der anderen Funktion eine Zeitspanne (dt) vorgesehen ist.  a period of time (dt) is provided between the end of the reversible tightening (PP) and the beginning of the execution of the other function.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne (dt) wenigstens 20 ms beträgt. 11. The method according to claim 10, characterized in that the time period (dt) is at least 20 ms.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass 12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that
-ein irreversibler Gurtstraffer (6) vorgesehen ist, welcher während der Zeitspanne (dt) aktiviert ist.  an irreversible belt tensioner (6) is provided, which is activated during the period of time (dt).
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass 13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that
-zur Übertragung der Drehbewegung des ersten Wellenendes (9) und zur Übertragung der Drehbewegung des zweiten Wellenendes (10) jeweils eine schaltbare Kupplung (11) vorgesehen ist, und  is provided for transmitting the rotational movement of the first shaft end (9) and for transmitting the rotational movement of the second shaft end (10) each have a switchable coupling (11), and
-dass sowohl die erste als auch die zweite Kupplung (11) in der Zeitspanne geschaltet werden.  in that both the first and the second clutch (11) are switched in the period of time.
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