WO2022248332A1

WO2022248332A1 - Gurtaufroller mit einem elektromotor

Info

Publication number: WO2022248332A1
Application number: PCT/EP2022/063578
Authority: WO
Inventors: Eric Dreher; Andreas Lucht
Original assignee: Autoliv Development Ab
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2022-05-19
Publication date: 2022-12-01
Also published as: US20240246509A1; DE102021113744A1; DE102021113744B4; CN117355443A

Abstract

Gurtaufroller mit einer in einem fahrzeugfest befestigbaren Rahmen (1) drehbar gelagerten Gurtwelle, auf welcher ein Sicherheitsgurt aufwickelbar ist, und einem Elektromotor (3) zum Antrieb der Gurtwelle zu einer Drehbewegung, und einem die Drehbewegung von dem Elektromotor (3) auf die Gurtwelle übertragenden schaltbaren Planetengetriebe (5), mit einem Planetenträger (17) und einer Mehrzahl von an dem Planetenträger (17) drehbar gelagerten außenverzahnten Planetenrädern (22), welche mit ihren Verzahnungen zur Herstellung einer Antriebsdrehverbindung in eine Verzahnung eines von dem Elektromotor (3) angetriebenen Antriebsrads (16) eingreifen und zur Herstellung einer Antriebsdrehverbindung in eine Verzahnung eines in einer Antriebsdrehverbindung mit der Gurtwelle stehenden Abtriebsrad (25) eingreifen, wobei die Planetenräder (22) in einem Verzahnungseingriff mit einer Innenverzahnung (34) eines ersten Hohlrades (18) stehen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (18) drehbar ausgebildet ist und eine Blockierkontur (19) aufweist, und dass eine gegenüber dem ersten Hohlrad (18) ortsfest gehalterte Blockiereinrichtung (9) mit einem ersten Blockierhebel (11) vorgesehen ist, welche das erste Hohlrad (18) zum Schalten des Planetengetriebes (5) bei einer Betätigung durch eine Einsteuerung des ersten Blockierhebels (11) in die Blockierkontur (19) blockiert.

Description

Gurtaufroller mit einem Elektromotor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Gurtaufroller weisen als Grundbauteile einen lasttragenden Rahmen und eine in dem Rahmen drehbar gelagerte Gurtspule auf, auf welcher ein Sicherheitsgurt aufwickelbar ist. Der Rahmen dient neben der Lagerung der Gurtspule außerdem zur Befestigung des Gurtaufrollers an einer Sitzstruktur oder an einer Fahrzeugstruktur und ist dafür aus einem entspre- chend dicken Stahlblech hergestellt, welches zu einem U-förmigen Rahmen gebogen ist.

Ferner werden Gurtaufroller in modernen Sicherheitsgurteinrichtungen mit Elektromotoren versehen, welche die Gurtwelle bei einer Aktivierung zum Beispiel zu einer reversiblen Gurt straffung in Aufwickelrichtung antreiben. Der Elektromotor ist dabei ebenfalls an dem Rah- men befestigt und seitlich der Gurtwelle mit einer parallel zu der Drehachse der Gurtwelle ausgerichteten Antriebswelle angeordnet. Ferner ist es bekannt, zwischen der Gurtwelle und dem Elektromotor ein Getriebe vorzusehen, durch welches eine hohe Drehzahl des Elektromotors in eine vorbestimmte kleinere Drehzahl der Gurtwelle übersetzt wird. Durch die Verwendung des Getriebes wird es damit ermöglicht, einen möglichst kleinbauenden Elekt- romotor mit einer hohen Drehzahl bei einem gleichzeitig hohen auf die Gurtwelle einwirkenden Drehmoment zu verwenden. Insgesamt ergibt sich dadurch trotz der durch das Getriebe ermöglichten Verwendung des kleinbauenden Elektromotors ein Gurtaufroller mit einem vergrößerten Bauraumbedarf. Ein solcher Gurtaufroller ist z.B. aus der Druckschrift WO 03/099619 A2 bekannt.

Sofern die Gurtwelle mit unterschiedlichen Drehzahlen und Drehmomenten angetrieben werden soll, müssen weitere Getriebestufen vorgesehen werden, welche den Bauraumbe darf weiter vergrößern. Ein solcher Gurtaufroller ist z.B. aus der Druckschrift DE 19927 731 C2 bekannt. Aus der Druckschrift DE 102018219040 Al ist ein Gurtaufroller mit einer in einem fahrzeugfest befestigbaren Gehäuse drehbar gelagerten Gurtwelle, auf welcher ein Sicherheits gurt aufwickelbar ist, und einem Elektromotor zum Antrieb der Gurtwelle zu einer Drehbe wegung, und einem die Drehbewegung von dem Elektromotor auf die Gurtwelle übertra- genden Getriebe bekannt, bei dem das Getriebe durch Schalten einer Kupplung zum Antrieb der Gurtwelle mit einem zweiten Drehmoment antreibbar ist. Das Getriebe umfasst hier ein Planetengetriebe, ein Getriebegehäuse und die Kupplung, wobei die Kupplung das Getriebe durch eine Blockierung eines ersten Teils des Getriebes schaltet. Die Kupplung selbst wird hier in Abhängigkeit von der Antriebsdrehbewegung des Elektromotors drehzahl-, trägheits- kraft- oder drehmomentgesteuert selbsttätig geschaltet. Das Planetengetriebe umfasst un ter anderem einen Planetenträger und mit einer Mehrzahl von an dem Planetenträger drehbar gelagerten außenverzahnten Planetenrädern, welche mit ihren Verzahnungen zur Her stellung einer Antriebsdrehverbindung in eine Verzahnung eines von dem Elektromotor an getriebenen Antriebsrad eingreifen und zur Herstellung einer Abtriebsdrehverbindung in eine Verzahnung eines mit der Gurtwelle in einer Drehverbindung stehenden Abtriebsrad eingreifen, wobei die Planetenräder außerdem in einem Verzahnungseingriff mit einer In nenverzahnung eines feststehenden Hohlrades stehen.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller mit einem Elektromotor zum Antrieb der Gurtwelle zu einer Drehbewegung, und einem die

Drehbewegung von dem Elektromotor auf die Gurtwelle übertragenden schaltbaren Planetengetriebe mit einem innverzahnten Hohlrad und darin kämmenden Planetenrädern bereit zustellen, welcher eine konstruktiv einfach zu verwirklichende und zuverlässige Schaltung des Planetengetriebes aufweisen soll.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das erste Hohlrad drehbar ausgebildet ist und eine Blockierkontur aufweist, und dass eine gegenüber dem ersten Hohlrad ortsfest gehalterte Blockiereinrichtung mit einem ersten Blockierhebel vorgese hen ist, welche das erste Hohlrad zum Schalten des Planetengetriebes bei einer Betätigung durch eine Einsteuerung des ersten Blockierhebels in die Blockierkontur blockiert. Das erste Hohlrad ist gemäß der erfindungsgemäßen Lösung drehbar ausgeführt, so dass das erste Hohlrad in der nicht-blockierten Stellung angetrieben durch die Drehbewegung der Planetenräder umlaufen kann. Der Planetenträger dreht in dieser Stellung nicht und die Planetenräder führen eine Drehbewegung allein um ihre Drehachsen gegenüber dem stillste- henden Planetenträger aus. Dadurch wird das Abtriebsrad und damit die Gurtwelle über die drehenden Planetenräder in einem ersten Übersetzungsverhältnis angetrieben. Ferner ist eine ortsfest gehalterte also in Bezug zu dem ersten Hohlrad feststehende Blockiereinrichtung mit einem ersten Blockierhebel vorgesehen, und an dem ersten Hohlrad ist zusätzlich eine Blockierkontur vorgesehen, so dass das erste Hohlrad durch den Eingriff des ersten Blo- ckierhebels in die Blockierkontur gegen eine weitere Drehung blockiert werden kann. Das erste Hohlrad bildet dann in der blockierten Stellung ein festes Widerlager für die in die In nenverzahnung eingreifenden Planetenräder, und die Planetenräder werden dadurch zu einer umlaufenden Drehbewegung mit einer anderen Drehzahl gezwungen. Diese umlaufende Drehbewegung der Planetenräder wird dann zur Verwirklichung eines zweiten Überset- Zungsverhältnisses auf das Abtriebsrad übertragen.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der erste Blockierhebel in Eingriffsrichtung in die Blockierkontur über eine erste Feder federbelastet ist, und die Blockiereinrichtung einen zweiten Blockierhebel aufweist, welcher den ersten Blockierhebel entgegen der von der ersten Feder ausgeübten Federkraft in Richtung einer Außereingriffsstellung der Blockierkontur blockiert.

Der zweite Blockierhebel blockiert den ersten Blockierhebel in seiner das erste Hohlrad nicht blockierenden Stellung entgegen der von der ersten Feder ausgeübten Federkraft. Die Eingriffsbewegung des ersten Blockierhebels kann dadurch sehr einfach ausgelöst werden, indem der zweite Blockierhebel aus seiner den ersten Blockierhebel blockierenden Stellung heraus bewegt wird. Der erste Blockierhebel führt dann aufgrund seiner Federvorspannung die weitere Blockierbewegung bis zum Eingriff in die Blockierkontur selbsttätig aus. Durch die vorgeschlagene Lösung kann die Blockierbewegung des ersten Blockierhebels in einer sehr kurzen Zeitspanne und mit sehr einfachen mechanischen Mitteln verwirklicht und zuverlässig ausgelöst werden. Dabei kann der zweite Blockierhebel bevorzugt durch eine zweite Feder in Richtung der den ersten Blockierhebel blockierenden Stellung federbelastet sein. Damit sind die beiden Blo ckierhebel so gegeneinander verspannt, dass der zweite Blockierhebel den ersten Blockier hebel in Richtung der Blockierstellung vorspannt. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass der erste Blockierhebel sehr einfach dadurch freigegeben wird, indem der zweite Blockierhebel entgegen der Kraft der zweiten Feder verschwenkt wird. Sofern der erste Blockierhebel über die erste Feder gleichzeitig in Richtung der Eingriffsstellung in die Blockierkontur durch die erste Freder federbelastet ist, führt die Freigabe des ersten Blockierhebels automatisch dazu, dass der erste Blockierhebel selbsttätig in die Eingriffsstellung in die Blockierkontur verschwenkt und das erste Hohlrad blockiert.

Weiter wird vorgeschlagen, dass an dem Planetenträger eine Steuerkontur vorgesehen ist, an welcher der zweite Blockierhebel anliegt, wobei die Steuerkontur eine Formgebung auf weist, welche den zweiten Blockierhebel bei einer Drehbewegung des Planetenträgers zu einer den ersten Blockierhebel freigebenden Schwenkbewegung zwingt. Der Elektromotor treibt das Abtriebsrad und damit die Gurtwelle in Aufwickelrichtung bei einem nicht blo ckiertem ersten Hohlrad in dem ersten Übersetzungsverhältnis an. Wenn die von dem Sicherheitsgurt ausgeübte Gegenkraft ansteigt, wirkt auf den Planetenträger automatisch ein ansteigendes Reaktionsmoment, welches dazu führt, dass der Planetenträger eine geringfü gige Drehbewegung ausführt. Diese Drehbewegung des Planetenträgers wird durch die daran vorgesehene Steuerkontur dazu genutzt, den zweiten Blockierhebel gegen die von der zweiten Feder ausgeübte Federkraft zu der den ersten Blockierhebel freigebenden Bewe gung zu zwingen, und der erste Blockierhebel wird durch die von der ersten Feder ausgeüb ten Federkraft automatisch zu der Eingriffsbewegung in die Blockierkontur des ersten Hohl rades bewegt. Die Blockiereinrichtung und das Planetengetriebe schalten damit praktisch von selbst, wenn der Planetenträger die geringfügige Drehbewegung ausführt. Nach der Schaltung des Planetengetriebes wird das Abtriebsrad und damit die Gurtwelle in dem zweiten Übersetzungsverhältnis mit einer geringeren Drehzahl dafür aber mit einem höheren Drehmoment angetrieben. Dabei weist der Planetenträger bevorzugt an seiner Außenseite eine im Querschnitt kreisförmige Ringfläche mit einem konstanten Durchmesser auf, und die Steuerkontur ist durch wenigstens eine darin vorgesehene Nut gebildet. Durch die vorgeschlagene Formgebung der Außenkontur und der Steuerkontur kann der Planetenträger anschließend frei gegenüber dem zweiten Blockierhebel drehen, ohne von diesem ungewollt wieder blockiert zu werden.

Dabei ist die Steuerkontur in Form der Nut in Verbindung mit der vorgeschlagene Außen form besonders vorteilhaft, da der zweite Blockierhebel dadurch an der Außenkontur abgleitet und die Nut lediglich überfährt ohne darin einzutauchen. Dazu ist die zweite Feder in ihrer Federkraft und die Masse des zweiten Blockierhebels bewusst so ausgelegt, dass die Zeitspanne, während der der zweite Blockierhebel die Nut überfährt, nicht ausreicht damit der Blockierhebel in die Nut eintaucht und den Planetenträger wieder blockiert.

Dies kann bevorzugt dadurch erreicht werden, indem der durch die Nut vertiefte Umfangs abschnitt der Ringfläche weniger als 10 Grad des Umfanges beträgt.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Abtriebsrad durch ein zweites Hohlrad mit einer Innen verzahnung gebildet ist, und die Planetenräder in einem Verzahnungseingriff mit der Innen verzahnung des zweiten Hohlrades im Eingriff stehen. Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass das Abtriebsrad in Form des zweiten Hohlrades durch eine An- Ordnung neben dem ersten Hohlrad einen besonders einfachen Verzahnungseingriff der Planetenräder sowohl in das erste Hohlrad als auch in das Abtriebsrad ermöglicht, indem die Planetenräder axial verlängert werden und dadurch sowohl in die Innenverzahnung des ersten Hohlrades als auch in die Innenverzahnung des als zweites Hohlrad ausgebildeten Ab- triebsrads eingreifen.

Dabei können die Planetenräder bevorzugt einen ersten und einen zweiten Verzahnungsab schnitt aufweisen, wobei sie mit dem ersten Verzahnungsabschnitt im Eingriff mit der Innenverzahnung des ersten Hohlrades und mit dem zweiten Verzahnungsabschnitt im Eingriff mit der Innenverzahnung des zweiten Hohlrades stehen, und der zweite Verzahnungsabschnitt einen größeren Verzahnungsdurchmesser als der erste Verzahnungsabschnitt aufweist. Die Planetenräder können dadurch bei einem kompakten und einem gleichzeitig einfachen Auf- bau des Getriebes zu einer zusätzlichen Übersetzung der Drehbewegung genutzt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Antriebsrad durch ein zweistufiges Zahnrad mit einer Antriebsverzahnung und einer Abtriebsverzahnung ausgebildet ist, wobei das Antriebsrad mit der Abtriebsverzahnung in einem Verzahnungseingriff mit den Planetenrädern und mit der Antriebsverzahnung in einem Verzahnungseingriff mit einem von dem Elektromotor an getriebenen Antriebszahnrad steht. Das Antriebsrad bildet damit die Drehantriebsverbindung von dem Antriebszahnrad, welches von dem Elektromotor angetrieben wird, zu den Planetenrädern des Planetengetriebes,

Dabei weist die Antriebsverzahnung des Antriebsrades bevorzugt einen größeren Verzahnungsdurchmesser als die Abtriebsverzahnung auf. Dadurch kann das Antriebsrad zur Ver wirklichung eines kompakten Aufbaus über die Antriebsverzahnung radial von außen angetrieben werden, während es mit der Abtriebsverzahnung mit dem kleineren Verzahnungs- durchmesser an der Radialinnenseite in die Verzahnungen der Planetenräder eingreift.

Ferner kann das Abtriebsrad bevorzugt durch ein zweistufiges Zahnrad mit einer Antriebsverzahnung und einer Abtriebsverzahnung ausgebildet sein, wobei das Abtriebsrad mit der Abtriebsverzahnung in einem Verzahnungseingriff mit einem Zahnrad eines die Gurtwelle antreibenden Zahnradgetriebes und mit der Antriebsverzahnung in einem Verzahnungseingriff mit den Planetenrädern steht. Das Abtriebsrad bildet damit die Drehantriebsverbindung von den Planetenrädern zu dem ersten Zahnrad des die Drehbewegung weiter auf die Gurt welle übertragenden Zahnradgetriebes. Dabei kann die Antriebsverzahnung bevorzugt einen größeren Verzahnungsdurchmesser als die Abtriebsverzahnung aufweisen, so dass das Abtriebsrad zur Verwirklichung eines kompakten und einfachen Aufbaus des Gurtaufrollers mit der Antriebsverzahnung auf dem grö ßeren Verzahnungsdurchmesser im Eingriff mit den Verzahnungen der Planetenräder und auf dem kleineren Verzahnungsdurchmesser in dem Verzahnungseingriff mit dem Zahnrad des die Drehbewegung weiter übertragenden Zahnrades steht. Sofern das Abtriebsrad als zweites Hohlrad ausgebildet ist, wäre die Innenverzahnung die Antriebsverzahnung mit dem größeren Verzahnungsdurchmesser, und die Planetenräder würden zur Verwirklichung eines kompakten Aufbaus und zur Verwirklichung einer Übersetzungsstufe von der Radialinnenseite in die Innenverzahnung eingreifen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Getriebegehäuse mit einem Elektromotor und einem Getriebe mit einem schalt baren Planetengetriebe eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers in Explosi- onsdarstellung; und

Fig. 2 das schaltbare Planetengetriebe in Explosionsdarstellung; und

Fig. 3 das Getriebe mit einer Blockiereinrichtung in einer ersten Schaltstellung; und

Fig. 4 das Getriebe mit der Blockiereinrichtung in einer zweiten Schaltstellung; und

Fig. 5 der Elektromotor mit dem Getriebe in einer schematischen Darstellung. In der Figur 1 ist ein Teil eines Rahmens 1 eines Gurtaufrollers, ein Getriebegehäuse 2, ein darin angeordnetes Getriebe 4 und darin angeordneter Elektromotor 3 zu erkennen. Der Rahmen 1 dient zu einer fahrzeugfesten Halterung des Gurtaufrollers und zu einer Aufnahme und Weiterleitung der im Rückhaltefall wirkenden Kräfte in die Fahrzeugstruktur. Der Gurtaufroller weist eine nicht dargestellte Gurtwelle auf, welche in dem Rahmen 1 drehbar gelagert ist und zur Aufwicklung eines Sicherheitsgurtes dient. Die Gurtwelle ist über eine sich an dem Rahmen 1 abstützende Wickelfeder in Aufwickelrichtung des darauf aufwickel baren Sicherheitsgurtes federbelastet und kann zusätzlich über eine irreversible Straffein richtung antreibbar sein. Ferner ist die Gurtwelle mit Blockiereinrichtungen und entsprechende Sensoreinrichtungen versehen, und es können zusätzliche Kraftbegrenzungseinrich tungen vorgesehen sein, welche bei aktivierten Blockiereinrichtungen einen kraftbegrenzten Gurtbandauszug ermöglichen. Die Gurtwelle selbst ist nicht dargestellt kann aber gedanklich ohne Weiteres hinzugedacht werden, ohne dass hierzu noch weitere konstruktive Probleme zu lösen wären. Das Getriebegehäuse 2 dient der Halterung des Getriebes 4 und des Elekt romotors 3 an dem Rahmen 1 und ist darüber in der befestigten Stellung des Gurtaufrollers ebenfalls fahrzeugfest befestigt. Der Elektromotor 3 ist ebenfalls fest in dem Getriebegehäu- se 2 gehalten und stützt sich darüber bei einer Aktivierung fahrzeugfest ab. An der einen

Seite des Elektromotors 3 ist eine Antriebswelle herausgeführt, an deren Ende ein Antriebs zahnrad 6 drehfest befestigt ist.

Das Getriebe 4 umfasst ein schaltbares Planetengetriebe 5, eine Blockiereinrichtung 9 und ein die Drehbewegung weiter auf die Gurtwelle übertragendes Zahnradgetriebe 7, welche in dem Getriebegehäuse 2 gelagert bzw. gehalten und darüber auch gegenüber dem Rahmen 1 des Gurtaufrollers gehalten sind. Das schaltbare Planetengetriebe 5 ist hier als Wolfrom- Getriebe oder auch Umlaufrädergetriebe ausgebildet. Die Blockiereinrichtung 9 umfasst zwei Blockierhebel 11 und 12, zwei Federn 13 und 14 sowie einen Rahmen 15 zu einer fahrzeugfesten Halterung der Blockiereinrichtung 9 in dem Getriebegehäuse 2.

Das in der Figur 2 vergrößert dargestellte Planetengetriebe 5 umfasst ein Antriebsrad 16, einen Planetenträger 17 mit axial vorstehenden Lagerzapfen 21 und daran drehbar gelagerten Planetenrädern 22, ein Abtriebsrad 25 und eine Lagereinheit 10. Das Antriebsrad 16 weist eine radiale Außenverzahnung 39 und eine auf einem axialen Fortsatz 37 angeordnete radiale Abtriebsverzahnung 36 auf, wobei die Antriebsverzahnung 39 einen größeren Verzahnungsdurchmesser als die Abtriebsverzahnung 36 aufweist. Das Antriebsrad 16 befindet sich mit der Antriebsverzahnung 39 in einem Verzahnungseingriff mit dem Antriebszahnrad

6 des Elektromotors 3 und wird über dieses bei einer Aktivierung des Elektromotors 3 angetrieben.

Der Planetenträger 17 ist ringförmig ausgebildet und weist eine Öffnung 20 auf, durch die das Antriebsrad 16 mit dem Fortsatz 37 hindurchragt, so dass es mit der Abtriebsverzahnung

36 in einer Ebene mit ersten Verzahnungsabschnitten 23 der Planetenräder 22 angeordnet ist und in die Verzahnungen der ersten Verzahnungsabschnitte 23 der Planetenräder 22 eingreift. Ferner ist ein erstes Hohlrad 18 mit einer Innenverzahnung 34 vorgesehen, in welche die Planetenräder 22 radial außen mit ihren ersten Verzahnungsabschnitten 23 eingreifen. Die Planetenräder 22 sind jeweils axial verlängert und weisen jeweils einen neben dem ers- ten Verzahnungsabschnitt 23 angeordneten zweiten Verzahnungsabschnitt 24 auf. Die zwei ten Verzahnungsabschnitte 24 weisen einen größeren Verzahnungsdurchmesser als die ersten Verzahnungsabschnitte 23 auf und bilden im Verbund mit den ersten Verzahnungsab schnitten 23 damit jeweils einstückige Planetenräder 22 mit einer gestuften Außenverzah nung. Weiter ist ein Abtriebsrad 25 mit einer nur in der Figur 5 zu erkennenden, schematisch dargestellten Innenverzahnung 35 vorgesehen, in welche die Planetenräder 22 mit ihren zweiten Verzahnungsabschnitten 24 eingreifen. Das Antriebsrad 25 kann damit auch als ein zweites Hohlrad des Planetengetriebes 5 angesehen werden. Da die zweiten Verzahnungsabschnitte 24 der Planetenräder 22 einen größeren Verzahnungsdurchmesser als die ersten Verzahnungsabschnitte 23 aufweisen, gleichzeitig aber einstückig und koaxial mit den ersten Verzahnungsabschnitten 23 ausgebildet sind, weist die Innenverzahnung 35 des Abtriebsra des 25 auch einen größeren Verzahnungsdurchmesser als die Innenverzahnung 34 des ersten Hohlrades 18 auf. Das Abtriebsrad 25 weist weiter eine radial nach außen gerichtete Abtriebsverzahnung 26 auf, mit dem es in einem Verzahnungseingriff mit einem ersten Zahnrad 31 des Zahnradgetriebes 7 steht, das seinerseits wiederum in einem Verzahnungs- eingriff mit einem zweiten Zahnrad 32 steht. Weiter ist zwischen dem zweiten Zahnrad 32 des Zahnradgetriebes 7 und der nicht dargestellten Gurtwelle eine Freilaufkupplung 8 vorge sehen, welche in der gekuppelten Stellung eine Drehverbindung von dem zweiten Zahnrad 32 zu der Gurtwelle in Aufwickelrichtung des auf der Gurtwelle aufgewickelten Sicherheitsgurtes herstellt und in der nicht-gekuppelten Stellung eine freie Drehung der Gurtwelle ge- genüber dem zweiten Zahnrad 32 sowohl in Aufwickel- als auch in Abwickelrichtung des Sicherheitsgurtes ermöglicht.

Der Planetenträger 17 weist radial außen eine kreisförmige Ringfläche 38 mit einer Steuerkontur 29 in Form einer Nut auf, wobei sich die Nut über einen sehr kurzen Umfangsabschnitt von weniger als 10 Grad erstreckt. Die Steuerkontur 29 in Form der Nut bildet damit nur eine sehr kurze, radial nach innen gerichtete Vertiefung in der Ringfläche 38 die ansons- ten ringförmig mit einem über den Umfang konstanten Durchmesser ausgebildet ist. Das erste Hohlrad 18 weist an seiner Radialaußenseite eine Blockierkontur 19 in Form von je weils gleichgerichteten Rampen mit gekrümmten Außenflächen auf. Die Blockierkontur 19 kann damit auch als einseitig ausgerichtete Verzahnung angesehen werden.

Die Blockiereinrichtung 9 ist über den Rahmen 15 so in dem Getriebegehäuse 2 gehaltert, dass sie mit den beiden Blockierhebeln 11 und 12 radial außen an dem ersten Hohlrad 18 und dem Planetenträger 17 angeordnet ist. Ferner sind die beiden Blockierhebel 11 und 12 drehbar an den Rahmen 15 gelagert, und der erste Blockierhebel 11 ist zusätzlich mittels einer ersten Feder 13 in Richtung einer Blockierstellung federbelastet, in der er mit einer

Spitze in die Blockierkontur 19 des ersten Hohlrades 18 eingreift und das erste Hohlrad 18 gegen eine weitere Drehung blockiert. Dabei stützt sich der zweite Blockierhebel 12 über die zweite Feder 14 so an dem Getriebegehäuse 2 ab, dass er mit einem Nocken 30 in die Steuerkontur 29 also in die Nut des Planetenträgers 17 hineingedrängt wird und den Planeten- träger 17 dadurch gegen eine Drehung in Umfangsrichtung blockiert. Ferner wird der zweite

Blockierhebel 12 durch die zweite Feder 14 gleichzeitig in eine Stellung gedrängt, in welcher er den ersten Blockierhebel 11 entgegen der von der ersten Feder 13 ausgeübten Federkraft in einer Stellung blockiert, in der dieser nicht in die Blockierkontur 19 des ersten Hohlrades 18 eingreift, so dass das erste Hohlrad 18 frei gegenüber dem Getriebegehäuse 2 drehen kann, wie auch in der Figur 3 zu erkennen ist.

Die Lagereinheit 10 umfasst eine Lagerwelle 27, mit der sie das Abtriebsrad 25, das erste Hohlrad 18, den Planetenträger 17 und das Antriebsrad 16 durchgreift. Ferner weist die Lagerwelle 27 an dem Ende, welches dem Abtriebsrad 25 zugeordnet ist, eine Lagerscheibe 33 mit einem darauf angeordnete Lagerring 28 zur Vergrößerung des Lagerdurchmessers auf, auf dem das Abtriebsrad 25 gelagert ist.

Damit erfolgt die Übertragung der Antriebsdrehbewegung des Elektromotors 3 bei einem durch den zweiten Blockierhebel 12 blockierten Planetenträger 17 nach dem folgenden Be wegungsablauf, wobei die Drehrichtungen in Bezug auf die in den Figuren 3 und 4 gezeigte Perspektive mit der vor dem zweiten Zahnrad 32 hinzudenkenden Gurtwelle beschrieben sind. Die Perspektive entspricht der Blickrichtung auf das Getriebe 4 bzw. das Planetenge triebe 5 in den Figuren 1 und 2 von der linken Seite. Der Elektromotor 3 treibt das Antriebs rad 16 über das in die Antriebsverzahnung 39 eingreifende Antriebszahnrad 6 in der Perspektive der Figur 3 entgegen dem Uhrzeigersinn an. Der Planetenträger 17 ist über den in die Steuerkontur 29 eingreifenden zweiten Blockierhebel 12 blockiert, so dass die Planetenräder 22 durch den Eingriff der Abtriebsverzahnung 36 des Antriebsrades 16 in die Verzahnungen der ersten Verzahnungsabschnitte 23 der Planetenräder zu einer Drehbewegung um ihre eigenen, durch die Zapfen 21 definierten Drehachsen angetrieben werden, ohne dabei um die Drehachse des Antriebsrades 16 umzulaufen. Gleichzeitig wird das erste Hohlrad 18 durch den Eingriff der ersten Verzahnungsabschnitte 23 in die Innenverzahnung 34 unter einer Drehrichtungsumkehr zu einer Drehbewegung im Uhrzeigersinn angetrieben. Dabei wird die Drehbewegung des ersten Hohlrades 18 bewusst dadurch ermöglicht, indem dieses nicht durch den ersten Blockierhebel 11 blockiert ist. Die Drehbewegung der Planetenräder 22 wird weiter durch den Verzahnungseingriff der zweiten Verzahnungsabschnitte 24 in die Innenverzahnung 35 des Abtriebsrades 25 übertragen, wobei das Abtriebsrad 25 dabei eben falls im Uhrzeigersinn dreht. Die Drehbewegung des Abtriebsrades 25 wird dann weiter über die beiden Zahnräder 31 und 32 des Zahnradgetriebes 7 und die Freilaufkupplung 8 auf die Gurtwelle in einem ersten Übersetzungsverhältnis II in Aufwickelrichtung des Sicherheits gurtes übertragen, wobei die Freilaufkupplung 8 die Drehverbindung mit der einsetzenden Drehbewegung des zweiten Zahnrades 32 selbsttätig herstellt. Dabei wird der Sicherheitsgurt z.B. in eine Parkposition oder auch in einem ersten reversiblen Straffvorgang zum Her ausziehen von Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt durch die in Aufwickelrichtung angetriebene Gurtwelle aufgerollt. Dabei wird eine vergleichsweise geringe Rückzugskraft von z.B. bis zu 100 N auf den Sicherheitsgurt ausgeübt.

Wenn die von dem Sicherheitsgurt ausgeübte Gegenkraft ansteigt, z.B. weil der Sicherheitsgurt bereits eng an den Insassen herangezogen ist, der Elektromotor 3 aber weiterhin ein Antriebsdrehmoment über das Getriebe 4 auf die Gurtwelle ausübt, führt dies zu einem Ansteigen des auf die Planetenräder 22 wirkenden Reaktionsmomentes. Für den Fall, dass die ses Reaktionsmoment das durch den in die Steuerkontur 29 eingreifenden zweiten Blockierhebel 12 ausgeübten Haltemoment übersteigt, beginnt der Planetenträger 17 durch einen Antrieb über die Planetenräder 22 eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn auszuführen. Dadurch gleitet der zweite Blockierhebel 12 an der Steuerkontur 29 ab und wird zu einer Schwenkbewegung entgegen der von der zweiten Feder 14 ausgeübten Federkraft gezwun gen. Durch diese Schwenkbewegung des zweiten Blockierhebels 12 gelangt dieser in die in der Figur 4 gezeigten Stellung, in der er nicht mehr mit dem Nocken 30 in die Steuerkontur 29 eingreift und gleichzeitig den ersten Blockierhebel 11 nicht mehr blockiert. Da der erste Blockierhebel 11 über die erste Feder 13 in Richtung seiner Blockierstellung federbelastet ist, gelangt dieser dabei selbsttätig in eine Stellung, in der er mit seiner Spitze in die Blockierkontur 19 des ersten Hohlrades 18 eingreift und dieses gegen eine weitere Drehbewegung im Uhrzeigersinn blockiert. Das erste Hohlrad 18 bildet dann nachfolgend ein festes Widerlager für die Planetenräder 22. Die Antriebsdrehbewegung des Elektromotors 3 kann dann nur noch dadurch übertragen werden, indem der Planetenträger 17 mit den Planetenrädern 22 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, während die Planetenräder 22 im Uhrzeigersinn um ihre durch die Zapfen 21 definierten Drehachsen drehen. Diese Drehbewegung der Planetenräder 22 wird dann zur Verwirklichung eines zweiten Übersetzungsverhältnisses 12 auf demselben Kraftübertragungsweg wieder über das Abtriebsrad 25, das Zahnradgetriebe 7 und die Freilaufkupplung 8 auf die Gurtwelle übertragen. Dabei wird die Gurtwelle mit einer ge ringeren Drehzahl, dafür aber mit einem höheren Drehmoment in Aufwickelrichtung angetrieben.

Der Vorteil der beschriebenen Lösung liegt darin, dass das Planetengetriebe 5 durch die Blockiereinrichtung 9 bei einer Erhöhung der auszuübenden Rückzugskraft in dem Sicherheits gurt praktisch selbsttätig geschaltet wird. Dabei ist die Zugkraft in dem Sicherheitsgurt, bei dem das Planetengetriebe 5 geschaltet wird, durch die Auslegung des auf den Planetenträger 17 auszuübenden Drehmomentes definiert, welches erforderlich ist, um die Blockierung von dem zweiten Blockierhebel 12 zu lösen. Dazu steht insbesondere die von der zweiten Feder 14 ausgeübte Federkraft, die Form der Steuerkontur 29 und die Form des Nockens 30 also die Form der formschlüssigen Verbindung zwischen dem zweiten Blockierhebel 12 und dem Planetenträger 17 also z.B. die Tiefe der Nut und die Höhe des darin eingreifenden Nockens 30 zur Verfügung. Der Planetenträger 17 weist an seiner Radialaußenseite eine kreisförmige Ringfläche mit einem über den Umfang konstanten Durchmesser auf, welche durch die Steuerkontur 29 in Form der Nut nur über einen sehr kurzen Umfangsabschnitt von vorzugsweise weniger als 10 Grad unterbrochen ist. Damit kann der Planetenträger 17 die Drehbewegung unter dem ver- schwenkten zweiten Blockierhebel 12 ausführen, ohne dabei in seiner Drehbewegung be hindert zu werden. Insbesondere ist die Steuerkontur 29 also die Nut nur über einen sehr kleinen Abschnitt des Umfanges von vorzugsweise weniger als 10 Grad ausgebildet, so dass der zweite Blockierhebel 12 die Nut trotz der von der zweiten Feder 14 ausgeübten Federkraft überfährt und nicht in dieser wieder verriegelt,

Die verschiedenen Übersetzungsstufen des Planetengetriebes 5 ergeben sich damit dadurch, indem entweder der Planetenträger 17 blockiert ist und das erste Hohlrad 18 frei drehen kann, oder indem das erste Hohlrad 18 blockiert ist und der Planetenträger 17 freigegeben ist.

In der Figur 5 ist das Getriebe 4 mit dem Elektromotor 3 nochmals schematisch dargestellt. Die Übersetzung in dem Getriebe 4 kann in eine Übersetzung il zwischen den Antriebszahn rad 6 und dem Antriebsrad 16 und eine Übersetzung i2 von dem Abtriebsrad 25 über das Zahnradgetriebe 7 auf die Gurtwelle unterteilt werden, welche jeweils unveränderlich sind.

Die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses erfolgt hier nur durch Schalten des Planetengetriebes 5 nach dem oben beschriebenen Prinzip, wobei je nachdem, ob der Planetenträger 17 mit den Planetenrädern 22 gegen eine Umlaufbewegung blockiert ist oder das ers te Hohlrad 18 gegen eine Drehbewegung blockiert ist, unterschiedliche Übersetzungsver- hältnisse iOl oder i02 realisiert werden können. Dabei können in der Gesamtübersetzung II

= il x i2 x iOl oder 12 = il x i2 x i02 je nach dem Schaltzustand des Planetengetriebes 5 eine Übersetzung von 11=10 und 12=120 verwirklicht werden.

Insbesondere ist dabei die Ausbildung des Abtriebsrades 25 als zweites Hohlrad mit einer Innenverzahnung 35 von Vorteil, da hierdurch durch eine Anordnung neben dem ersten

Hohlrad 18 und eine axiale Verlängerung der Planetenräder 22 mit den beiden Verzahnungs- abschnitten 23 und 24 ein sehr kompakter Aufbau des Planetengetriebes 5 ermöglicht wird. Die Innenverzahnung 35 bildet hier die Antriebsverzahnung für das Abtriebsrad 25, welche bewusst einen größeren Verzahnungsdurchmesser als die Abtriebsverzahnung 26 aufweist, so dass hier allein durch das gestufte Abtriebsrad 25 eine Übersetzung der Drehbewegung in eine langsamere Drehzahl erfolgt. Gleiches gilt für das Antriebsrad 16 bei der die Antriebs verzahnung 39 ebenfalls einen größeren Verzahnungsdurchmesser als die Abtriebsverzah nung 36 aufweist.

Claims

Ansprüche:

1. Gurtaufroller mit

-einer in einem fahrzeugfest befestigbaren Rahmen (1) drehbar gelagerten Gurtwelle, auf welcher ein Sicherheitsgurt aufwickelbar ist, und

-einem Elektromotor (3) zum Antrieb der Gurtwelle zu einer Drehbewegung, und -einem die Drehbewegung von dem Elektromotor (3) auf die Gurtwelle übertragen den schaltbaren Planetengetriebe (5), mit

-einem Planetenträger (17) und einer Mehrzahl von an dem Planetenträger (17) drehbar gelagerten außenverzahnten Planetenrädern (22), welche mit ihren Verzahnungen zur Herstellung einer Antriebsdrehverbindung in eine Verzahnung eines von dem Elektromotor (3) angetriebenen Antriebsrads (16) eingreifen und zur Herstellung einer Antriebsdrehverbindung in eine Verzahnung eines in einer Antriebsdrehverbindung mit der Gurtwelle stehenden Abtriebsrad (25) eingreifen, wobei -die Planetenräder (22) in einem Verzahnungseingriff mit einer Innenverzahnung (34) eines ersten Hohlrades (18) stehen, dadurch gekennzeichnet, dass

-das erste Hohlrad (18) drehbar ausgebildet ist und eine Blockierkontur (19) aufweist, und dass -eine gegenüber dem ersten Hohlrad (18) ortsfest gehalterte Blockiereinrichtung (9) mit einem ersten Blockierhebel (11) vorgesehen ist, welche das erste Hohlrad (18) zum Schalten des Planetengetriebes (5) bei einer Betätigung durch eine Einsteuerung des ersten Blockierhebels (11) in die Blockierkontur (19) blockiert.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

-der erste Blockierhebel (11) in Eingriffsrichtung in die Blockierkontur (19) über eine erste Feder (13) federbelastet ist, und

-die Blockiereinrichtung (9) einen zweiten Blockierhebel (12) aufweist, welcher den ersten Blockierhebel (11) entgegen der von der ersten Feder (13) ausgeübten Federkraft in Richtung einer Außereingriffsstellung der Blockierkontur (19) blockiert.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

-der zweite Blockierhebel (12) durch eine zweite Feder (14) in Richtung der den ersten Blockierhebel (11) blockierenden Stellung federbelastet ist.

4. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass

-an dem Planetenträger (17) eine Steuerkontur (29) vorgesehen ist, an welcher der zweite Blockierhebel (12) anliegt, wobei

-die Steuerkontur (29) eine Formgebung aufweist, welche den zweiten Blockierhebel (12) bei einer Drehbewegung des Planetenträgers (17) zu einer den ersten Blockier- hebel (11) freigebenden Schwenkbewegung zwingt.

5. Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass -der Planetenträger (17) an seiner Außenseite eine im Querschnitt kreisförmige Ring fläche (38) mit einem konstanten Durchmesser aufweist, und die Steuerkontur (29) durch wenigstens eine darin vorgesehene Nut gebildet ist.

6. Gurtaufroller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass

-der durch die Nut vertiefte Umfangsabschnitt der Ringfläche (38) weniger als 10 Grad des Umfanges beträgt.

7. Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

-das Abtriebsrad (25) durch ein zweites Hohlrad mit einer Innenverzahnung (35) gebildet ist, und

-die Planetenräder (22) in einem Verzahnungseingriff mit der Innenverzahnung (35) des zweiten Hohlrades im Eingriff stehen.

8. Gurtaufroller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass -die Planetenräder (22) einen ersten und einen zweiten Verzahnungsabschnitt (23,24) aufweisen, wobei sie mit dem ersten Verzahnungsabschnitt (23) im Eingriff mit der Innenverzahnung (34) des ersten Hohlrades (18) und mit dem zweiten Ver- zahnungsabschnitt (24) im Eingriff mit der Innenverzahnung (35) des zweiten Hohlra des stehen, und

-der zweite Verzahnungsabschnitt (24) einen größeren Verzahnungsdurchmesser als der erste Verzahnungsabschnitt (23) aufweist.

9. Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

-das Antriebsrad (16) durch ein zweistufiges Zahnrad mit einer Antriebsverzahnung (39) und einer Abtriebsverzahnung (36) ausgebildet ist, wobei das Antriebsrad (16) mit der Abtriebsverzahnung (36) in einem Verzahnungseingriff mit den Planetenrädern (22) und mit der Antriebsverzahnung (39) in einem Verzahnungseingriff mit ei nem von dem Elektromotor (5) angetriebenen Antriebszahnrad (6) steht.

10. Gurtaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Antriebsverzahnung (39) einen größeren Verzahnungsdurchmesser als die Ab triebsverzahnung (36) aufweist.

11. Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass -das Abtriebsrad (25) durch ein zweistufiges Zahnrad mit einer Antriebsverzahnung und einer Abtriebsverzahnung (26) ausgebildet ist, wobei das Abtriebsrad (25) mit der Abtriebsverzahnung (26) in einem Verzahnungseingriff mit einem Zahnrad (31) eines die Gurtwelle antreibenden Zahnradgetriebes (7) und mit der Antriebsverzah nung in einem Verzahnungseingriff mit den Planetenrädern (22) steht.

12. Gurtaufroller nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass -die Antriebsverzahnung einen größeren Verzahnungsdurchmesser als die Abtriebs verzahnung (26) aufweist.