DE19940034A1

DE19940034A1 - Gurtaufroller

Info

Publication number: DE19940034A1
Application number: DE19940034A
Authority: DE
Inventors: Martin Specht
Original assignee: HS Technik und Design Technische Entwicklungen GmbH
Current assignee: HS Technik und Design Technische Entwicklungen GmbH
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 1999-08-24
Publication date: 2001-04-26
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: KR100440107B1; CA2374194A1; KR20020029108A; US6360981B1; JP3581865B2; EP1206377B1; WO2001014176A1; BR0011023A; DE19940034C2; EP1206377A1; JP2003507252A; MXPA01012220A

Abstract

Ein Gurtaufroller mit einer an einem Rahmen 1 um eine Achse drehbar gelagerten Gurtspule 2 für einen Sicherheitsgurt, einem an die Gurtspule 2 kuppelbaren Elektromotor 4, welcher ein innen liegendes Planetengetriebe aufweist, dessen Planetenradträger 8 einen mit der Gurtspule 2 verbindbaren Abtrieb bildet, wobei der Planetenträger 8 außen in einem zylindrischen Außenlager 11 gelagert ist, welches drehfest mit dem Rahmen 1 verbunden ist, und innen an einem axial von der Gurtspule 2 abstehenden Lagerbolzen 14 gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller nach dem Oberbe griff des Patentanspruches 1. Ein derartiger Gurtaufroller ist aus der EP 0 893 313 A2 bekannt.

Stand der Technik

Bei einem derartigen Gurtaufroller ist an einer Rahmenseite ein Elektromotor vorgesehen, welcher als Flachmotor ausgebil det sein kann, wie er beispielsweise aus der DE 43 32 205 A1 bekannt ist. Beim bekannten Gurtaufroller werden vom Elektro motor gelieferte Drehmomente über ein Schaltgetriebe auf die Wickelwelle zur Einwirkung gebracht. Der bekannte Flachmotor besitzt ein koaxial im Stator angeordnetes Planetengetriebe, dessen Planetenradträger den Abtrieb des Flachmotors bildet.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei direkter Drehverbindung, beispielsweise durch Ankoppelung des Planetenradträgers an die Gurtspule, eine kraftaufnehmende Lagerung zu schaffen, durch die im Crashfall von der Gurtspule ausgehende Kräfte die Funktion des Elektromotors, insbesondere im Bereich des Spaltes zwischen den Stator- und Rotorpolen, nicht beeinflus sen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der Erfindung wird der Planetenradträger außen in einem zylindrischen Außenlager gelagert, welches an einem drehfest mit dem einen Rahmenschenkel verbundenen Adapterflansch gebildet ist. Innen wird der Planetenradträger an einem axial von der Gurtspule abstehenden Lagerbolzen gelagert. Dieser Lagerbolzen kann gegebenenfalls einstückig mit einem sich im Innern der Gurtspule axial erstreckenden Torsionsstab, wel cher einen Lastbegrenzer bildet, verbunden sein. Bei der Ankupplung des Elektromotors bzw. des Planetenradträgers an die Gurtspule werden Kräfte, die zwischen dem Elektromotor bzw. Planetenradträger und der Gurtspule, insbesondere im Crashfall wirksam sind, von der aus dem Rahmenschenkel und dem Adapterflansch gebildeten Stütze aufgenommen. In bevor zugter Weise liegen Adapterflansch und Rahmenschenkel mit Formschluß aneinander und bilden so eine starre Stütze. Von der Gurtspule ausgehende Kräfte, insbesondere bei der Vorver lagerung des Fahrzeuginsassen nach dem Blockieren der Gurt spule, werden von dieser Stütze aufgenommen, ohne daß Einwir kungen im Bereich des Luftspalts zwischen den Stator- und Rotorpolen sich ergeben.

Der Rotor des Elektromotors kann ferner an einem am Adapter flansch befestigten Gehäuse, insbesondere mittels eines zylindrischen am Gehäuse vorgesehenen Außenlagers drehgela gert sein. Durch den von der Gurtspule abstehenden Lagerbol zen kann ferner ein zylindrisches Innenlager am Rotor gebil det werden.

Eine zwischen dem Planetenradträger und der Gurtspule wirken de Kupplung kann zwischen einer Stirnfläche der Gurtspule und einer Seitenfläche des Adapterflansches, insbesondere in der Ebene des seitlichen Rahmenschenkels angeordnet sein. Durch den Adapterflansch wird somit eine formschlüssige Abdeckung der Kupplung nach außen hin erreicht.

Der Adapterflansch kann an jeweilige seitliche Rahmenschenkel serienüblicher Gurtaufroller angepaßt werden, so daß eine verdrehsichere Verbindung zwischen Gurtaufrollerahmen und Adapterflansch erreicht wird. Der Adapterflansch kann hierzu auch spiegelsymmetrisch ausgebildet sein. Zur Verbesserung der Verdrehsicherung können am Adapterflansch Flanschleisten vorgesehen sein, welche formschlüssig die Außenkontur des jeweiligen seitlichen Rahmenschenkels umfassen. Hierdurch wird ferner eine lagegenaue Montage des Adapterflansches am seitlichen Rahmenschenkel erreicht.

Beispiele

Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in schnittbildlicher Darstellung ein Ausführungs beispiel; und

Fig. 2 eine beim Ausführungsbeispiel verwendete Kupplung.

Der als Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 dargestellte Gurtaufroller besitzt eine Gurtspule 2, welche in einem Gurtaufrollerrahmen, von welchem die beiden seitlichen Rah menschenkel 1 schematisch dargestellt sind, drehbar gelagert ist. An einem der beiden Rahmenschenkel 1 (in der Figur der rechte Rahmenschenkel) ist ein Elektromotor befestigt, wel cher beispielsweise als Flachmotor ausgebildet ist, wie es in der DE 43 02 042 A1 beschrieben ist.

Dieser Elektromotor 4 besitzt in einem haubenförmigen Gehäuse 12 einen Rotor 3. Am Rotor 3, welcher glockenförmig bzw. haubenförmig ausgebildet ist, sind an der Innenseite des zylindrischen Teils des Rotors 3, Rotorpole 5 bevorzugt in Form von Permanentmagneten, vorgesehen. Die Rotorpole 5 liegen bezüglich Statorpolen 6 auf einem äußeren Radius. Zwischen den auf einem innen liegenden Radius angeordneten Statorpolen 6 und den Rotopolen 5 wird ein Spalt 19 gebildet.

Beim Speisen der Statorpole 6 wird der Rotor 3 in Bewegung gesetzt.

Die Drehbewegung des Rotors 3 wird auf ein Planetengetriebe, welches innerhalb der Statorpole 6 angeordnet ist, übertra gen.

Das Planetengetriebe, welches als Untersetzungsgetriebe wirkt, besitzt ein Sonnenrad 9, welches drehfest mit dem Rotor 3 verbunden ist. Das Sonnenrad 9 kann gleichzeitig eine Lagerbuchse bilden, mit welcher der Rotor 3 zusätzlich an einem Lagerbolzen 14 gelagert ist, der sich axial von der Gurtspule 2 weg erstreckt. Beim dargestellten Ausführungsbei spiel ist der Lagerbolzen 14 einstückig mit einem Torsions stab 16 verbunden, der in axialer Richtung sich im Innern der Gurtspule 2 erstreckt. Der Torsionsstab 16 wirkt als Lastbe grenzer, wie im einzelnen noch erläutert wird. Mit dem Son nenrad 9 kämmt ein Planetenrad 7, das auf einem Planetenrad träger 8 drehbar gelagert ist. Das Planetenrad 7 kämmt ferner mit einem Hohlrad 17, welches an der Innenseite eines die Statorpole 6 tragenden Statorträgers 18 ortfest angeordnet ist. Durch Planetengetriebe wird die Drehung des Rotors 3 mit Untersetzung in eine Drehung des Planetenträgers 8, welcher beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Abtriebsseite bildet, umgewandelt. Der Planetenträger 8 besitzt ein zylin drisches Teil, welches innen am Lagerbolzen 14 gelagert ist. An der Aussenseite wird das zylindrische Teil des Planeten radträgers 8 von einem zylindrischen Außenlager 11 gelagert. Das zylindrische Außenlager 11 besteht aus einem Stück mit einem Adapterflansch 10. Der Adapterflansch 10 ist form schlüssig und verdrehsicher mit dem Rahmenschenkel 1 verbun den. Die flachen Seiten des Adapterflansches 10 und des Rahmenschenkels 1 liegen plan aneinander. Am Adapterflansch 10 können äußere Flanschleisten 20 vorgesehen sein, welche formschlüssig die Außenkontur des Rahmenschenkels 1 umfassen. Mit dem Adapterflansch 10 ist ferner das Gehäuse 12 des Elektromotors 4 fest verbunden. Hierzu können gemeinsame Verbindungsstellen 21 vorgesehen sein, in denen ferner die Verbindung zwischen dem Adapterflansch 10 und dem Rahmen schenkel 1 erfolgt.

Am Adapterflansch 10 ist ferner der Statorträger 18, bei spielsweise durch Nietverbindungen befestigt. Der Statorträ ger 18 ist ringförmig ausgebildet und verdrehsicher an der vom Rahmenschenkel 1 und dem Adapterflansch 10 gebildeten Stütze festgelegt. Hierdurch wird eine lagesichere Positio nierung des Statorträgers 18, welcher an seiner Innenseite das Hohlrad 17 und an seiner Außenseite die Statorpole 6 trägt, gewährleistet. In bevorzugter Weise ist die das Hohl rad 17 bildende Innenverzahnung am Statorträger 18, entlang der gesamten axialen Ausdehnung des Statorträgers 18 vorgese hen. Diese Innenverzahnung ist auf eine ortfeste Außenverzah nung 33, welche einstückig am Adapterflansch 11 vorgesehen, aufgepreßt. Es entsteht hierdurch zusätzlich zur Nietverbin dung ein Formschloß zwischen dem Adapterflansch 11 und dem Statorträger 18. Die Außenverzahnung 33 ist in bevorzugter Weise an der Außenseite des lasttragenden zylindrischen Außenlagers 11, am Adapterflansch 10 vorgesehen. In Verbin dung mit dem Planetengetriebe wird hierdurch eine starre und auch hohe Kräfte aufnehmende Abstützung der Gurtspule 2 erreicht. Von der Gurtspule ausgehende Kräfte wirken sich daher auf den Rotor 3 des Elektromotors nicht aus.

Der Rotor 3 besitzt an seiner Außenseite eine Federkassette 22, in welcher eine Triebfeder 23 angeordnet ist. Die Trieb feder 23 stützt sich an ihrer Außenseite am Innenumfang der Federkassette 22 ab. An ihrer Innenseite ist die Triebfeder 23 über ein Federherz 24 mit der Gurtspule 2 verbunden. Die Verbindung mit der Gurtspule 2 erfolgt über den Lagerbolzen 14 bzw. den Torsionsstab 16, der an der Innenseite der Gurt spule 2 über eine oder mehrere Verbindungsstellen 25 drehfest mit der Gurtspule verbunden ist. An der Federkassette 22 ist ein Deckel 32 besfestigt. Durch diesen Deckel wird die Feder kassette nach außen hin abgedeckt. Der Deckel 32 ist über ein Lager 13 am Gehäuse 12 gelagert. Das Lager 13 bildet wegen der drehfesten Verbindung des Deckels 32 mit dem Rotor 3 ein äußeres Lager für den Rotor 3. Es wird hierdurch ein zylin drisches äußeres Rotorlager 13 gebildet. Der Lagerbolzen 14, an welchem das Federherz 24 drehfest befestigt ist, kann an seinem Ende zusätzlich im Gehäuse 12 gelagert sein. Da das Ende des Lagerbolzens 14 sich bis in den Deckel 26 der Feder kassette erstreckt, ist der Bolzen 14 über das äußere zylin drische Rotorlager 13 ebenfalls am Gehäuse 12 abgestützt.

Durch Drehen des Rotors 3 kann die Kraft der Triebfeder 23 verstellt werden. Hierdurch läßt sich beispielsweise ein gewünschter Tragekomfort bei angelegtem Sicherheitsgurt durch Verringerung der Rückstellkraft der Triebfeder 23 erreichen. Beim Einziehen des Gurtbandes in die Parkposition kann die Rückstellkraft der Feder 23 durch entsprechende Rotordrehung erhöht werden, so daß das Sicherheitsgurtband beim Ablegen mit erhöhter Einholkraft auf die Gurtspule 2 aufgerollt wird.

Ferner kann die Rotordrehung 3 zum Straffen des Sicherheits gurts dienen, wobei die Triebfeder 23 zunächst auf Block gewickelt wird und das vom Elektromotor erzeugte Drehmoment über den Lagerbolzen 14 und den Torsionsstab 16 auf die Gurtspule 2 übertragen wird. Es kann sich dabei um eine Vorstraffung oder Leistungsstraffung des Sicherheitsgurtes handeln.

Zur Durchführung der Leistungsstraffung kann auch ein zusätz licher Gurtstraffer vorgesehen sein. Nach der Straffung des Sicherheitsgurtes wird die Gurtspule 2 durch eine Bloc kiereinrichtung in bevorzugter Weise an beiden Stirnseiten blockiert. Die Blockierung erfolgt beispielsweise durch Eingriff einer an den Rahmenschenkeln 1 abgestützten Bloc kierklinke in an den beiden Stirnflächen der Gurtspule 2 vorgesehene Blockierverzahnungen 26. In der Figur ist nur die rechte Blockierverzahnung 26 dargestellt. An der linken Seite ist ebenfalls eine Blockierverzahnung vorgesehen, die dreh fest mit dem linken Ende des Torsionsstabes 16 verbunden ist. Bei einer Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen kann sich die Gurtspule 2 gegenüber dem linken blockierten Ende des Tor sionsstabes 16 verdrehen. Der Teil des Torsionsstabes 16 zwischen seinem linken Ende und der an der rechten Seite der Gurtspule 2 vorgesehenen Verbindungsstelle 25 verdreht sich mit Energieverbrauch, wodurch der angelegte Sicherheitsgurt mit Lastbegrenzung auf den Körper des vorverlagerten Fahrzeu ginsassen wirkt.

In Abhängigkeit von der Größe des Fahrzeuginsassen (5%-Frau bis 95%-Mann) kann diese Kraftbegrenzerwirkung durch den Elektromotor beeinflußt werden. Hierzu wird das Drehmoment des Elektromotors 4 additiv oder subtraktiv über eine Kupp lung 15 auf die Gurtspule 2 übertragen. Die Kupplung 15, von welcher in der Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, wirkt, wie folgt, mit der Blockierverzahnung 26 an der rechten Seite der Gurtspule 2 zusammen. Innerhalb eines die Blockierverzahnung 26 tragenden Ringes befindet sich ein weiterer Ring 27, welcher einstückig mit der Gurtspule 2 ausgebildet ist. Im Ring 27 befinden sich in radialer Rich tung bewegliche Rollen 28. Die Rollen 28 ragen ferner in Ausnehmungen des die Blockierverzahnung 26 tragenden Ringes. Auf diese Weise ist die Blockierverzahnung über die Rollen 28 und den Ring 27 drehfest mit der Gurtspule 2 verbunden. Diese radial außen liegende Position nehmen die Kupplungsrollen im Normalbetrieb ein.

Beim Blockieren der Blockierverzahnung 26 und einer sich daran anschließenden Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen wird der Ring 27 durch die Spulendrehung gegenüber der Blockier verzahnung 26 gedreht, wobei die Rollen 28 radial nach innen gedrückt werden. Hierdurch kommen Rollen 28 mit Ausnehmungen 29 in Eingriff, welche im Planetenradträger 8 vorgesehen sind. Hierdurch ist der Planetenradträger über den Ring 27 an die Gurtspule 2 drehfest angeschlossen. Das vom Elektromotor 4 erzeugte Drehmoment kann dann additiv oder subtraktiv der Lastbegrenzerwirkung des Torsionsstabes 16 hinzugefügt wer den. Beim Übergang der Kräfte, welche zwischen der Gurtspule 2 und dem Elektromotor 4 wirken, erfolgt eine wirkungsvolle Abstützung dieser Kräfte durch den Lagerbolzen 14 und den Adapterflansch 10. Dieser bildet ein lasttragendes Außenlager 11 um den als Abtrieb des Elektromotors 4 wirkenden Planeten radträger 8. Da auch der Statorträger 18 fest mit dem Adap terflansch 10 verbunden ist, wird gewährleistet, daß auch bei hohen Kräften, insbesondere bei einem Crash der Spalt 19 zwischen den Statorpolen 6 und den Rotorpolen 5 beibehalten wird. Der starre Zusammenbau von Rotor 3 und Stator 18 wird noch dadurch unterstützt, daß der Rotor 3, wie oben erläu tert, am Gehäuse 12 zusätzlich abgestützt ist. Ferner wird durch den Lagerbolzen 14, welcher eine innere Abstützung des Planetengetriebes und des Rotors 3 bewirkt, eine stabile Positionierung der Rotorpole 5 und der Statorpole 6 unter Einhaltung des Luftspaltes 19 gewährleistet.

Am Adapterflansch 10 kann ein zusätzlicher umlaufender An schlag 30 vorgesehen sein, um welchen in überlappender Anord nung ein Randbereich des Rotors 3 geführt ist.

Ferner bildet der Adapterflansch 10 ein zusätzliches lasttra gendes Gurtspulenlager bei einem Crashgurtbandauszug, insbe sondere mit Lastbegrenzerwirkung.

Wie aus der Fig. 1 ferner zu ersehen ist, bildet die Seiten fläche des Adapterflansches 10 eine seitliche Abdeckung der Kupplung 15 nach außen hin. Es kann hierdurch eine insbeson dere formschlüssige Abdeckung der Kupplung 15 erreicht wer den. 1 Rahmenschenkel
2 Gurtspule
3 Rotor
4 Elektromotor
5 Rotorpol
6 Statorpol
7 Planetenrad
8 Planetenradträger
9 Sonnenrad
10 Adapterflansch
11 zylindrisches Lager
12 Gehäuse
13 Rotorlager
14 Lagerbolzen
15 Kupplung
16 Torsionsstab
17 Hohlrad
18 Stator
19 Spalt
20 Flanschleiste
21 Verbindungsstelle
22 Federkassette
23 Triebfeder
24 Federherz
25 Verbindungsstelle
26 Blockierverzahnung
27 Ring
28 Rollen
29 Ausnehmungen
30 ringförmiger Anschlag
31 Randbereich des Rotors
32 Deckel
33 Außenverzahnung

Claims

1. Gurtaufroller mit einer an einem Rahmen um eine Achse drehbar gelagerten Gurtspule für einen Sicherheitsgurt, einem an die Gurtspule kuppelbaren Rotor eines Elektro motors, der koaxial zur Gurtspule drehbar gelagert ist und dessen Rotorpole auf einem äußeren Radius um auf einem inneren Radius liegende Statorpole des Elektromotors an geordnet sind, und einem innerhalb der Statorpole liegen den Planetengetriebe, dessen Planetenradträger einen mit der Gurtspule verbindbaren Abtrieb bildet, dadurch ge kennzeichnet, daß der Planetenradträger (8) außen in ei nem zylindrischen Außenlager (11), welches an einem dreh fest mit einem der Rahmenschenkel (1) verbundenen Adap terflansch (10) gebildet ist, und innen an einem axial von der Gurtspule (2) abstehenden Lagerbolzen (14) gela gert ist.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Adapterflansch (10) die Statorpole (6) befestigt sind.

3. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Rotor (3) an einem am Adapterflansch (10) befestigten Gehäuse (12) drehgelagert ist.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das am Gehäuse (12) vorgesehene Rotorlager (13) ein zylindrisches Außenlager bildet.

5. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3), ferner am axial von der Gurtspule (2) abstehenden Lagerbolzen (14), der ein zylindrisches Innenlager bildet, gelagert ist.

6. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenradträger (8) über eine Kupplung (15) mit der Gurtspule (2) drehfest verbindbar ist.

7. Gurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (15) zwischen einer Stirnseite der Gurt spule (2) und einer Seitenfläche des Adapterflansches (10) angeordnet ist.

8. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterflansch (10) mit Flansch leisten (16) die Rahmenschenkelaußenkontur formschlüssig umfaßt.

9. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbolzen (14) einstückig mit einem sich axial im Gurtspuleninnern erstreckenden Tor sionsstab (16), welcher als Lastbegrenzer wirkt, verbun den ist.

10. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Adapterflansch (10) ein umlaufen der Anschlag (30) vorgesehen ist, um welchen ein Randbe reich (31) des haubenförmigen Rotor (3) angeordnet ist.

11. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Statorträger (18) an seiner In nenseite mit Formschluß mit der Außenseite des zylindri schen Außenlagers (11) am Adapterflansch (10) mit Press sitz fest verbunden ist.

12. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Statorträger (18) eine Innenver zahnung aufweist, die mit Presssitz in eine Außenverzah nung (33) des zylindrischen Außenlagers (11) eingreift.

13. Gurtaufroller nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerte Innenverzahnung des Statorträgers (18) das Hohlrad (17) des Planetengetriebes bildet.