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Title:
BELT RETRACTOR WITH A REVERSIBLE BELT TENSIONER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/099732
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a belt retractor (1) having - a belt shaft (3) rotatably mounted in a frame (2) that can be securely fixed to a vehicle, and on which a seat belt can be wound at one end, and - a reversible belt tensioner (4), which, when activated to tension the seat belt, drives the belt shaft (3) in the winding direction via a tensioner drive wheel (5) encompassing the belt shaft (3), and - a torque limiter arranged between the tensioner drive wheel (5) and the belt shaft (3) for limiting the torque that can be transmitted between the tensioner drive wheel (5) and the belt shaft (3), wherein - the torque limiter is formed by a dimensionally-stable ring (6), which is connected in a form-fitting manner to the tensioner drive wheel (5) or to a part connected thereto in a rotationally fixed manner, by a first radially outwards directed locking geometry (7) in the direction of the torque to be transmitted, wherein, according to the invention, - the dimensionally-stable ring (6) is connected in a form-fitting manner to the belt shaft (3) or to a part connected thereto in a rotationally fixed manner by a second radially inwardly directed locking geometry (9) in the direction of the torque to be transmitted.

Inventors:
WITTENBERG GEERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/079105
Publication Date:
May 16, 2024
Filing Date:
October 19, 2023
Export Citation:
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Assignee:
AUTOLIV DEV (SE)
International Classes:
B60R22/46
Domestic Patent References:
WO2008017433A12008-02-14
Foreign References:
DE102005001709A12006-08-10
EP1504971B12008-09-10
DE102005001709A12006-08-10
DE102008060208B42014-10-30
Attorney, Agent or Firm:
KOCH, Henning (DE)
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Claims:
Ansprüche:

1. Gurtaufroller (1) mit

-einer in einem fahrzeugfest befestigbaren Rahmen (2) drehbar gelagerten Gurtwelle (3), auf welcher ein Sicherheitsgurt mit einem Ende aufwickelbar ist, und

-einem reversiblen Gurtstraffer (4), welcher die Gurtwelle (3) bei einer Aktivierung zur Straffung des Sicherheitsgurtes über eine die Gurtwelle (3) umfassendes Straffe- rantriebsrad (5) in Aufwickelrichtung antreibt, und

-einem zwischen dem Strafferantriebsrad (5) und der Gurtwelle (3) angeordneten Drehmomentbegrenzer zur Begrenzung des zwischen dem Strafferantriebsrades (5) und der Gurtwelle (3) übertragbaren Drehmomentes, wobei

-der Drehmomentbegrenzer durch einen formstabilen Ring (6) gebildet ist, welcher durch eine erste radial nach außengerichtet Rastgeometrie (7) in Richtung des zu übertragenden Drehmomentes formschlüssig mit dem Strafferantriebsrad (5) oder mit einem drehfest mit diesem verbundenen Teil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass

-der formstabile Ring (6) durch eine zweite radial nach innen gerichtete Rastgeometrie (9) in Richtung des zu übertragenden Drehmomentes formschlüssig mit der Gurtwelle (3) oder einem drehfest mit dieser verbundenen Teil verbunden ist.

2. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

-die erste Rastgeometrie (7) durch mehrere zueinander beabstandete, radial nach außen gerichtete Vorsprünge (10) gebildet ist.

3. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Vorsprünge (10) der ersten Rastgeometrie (7) jeweils durch Spitzen mit zwei in einem spitzen Winkel aufeinander zulaufende Flanken (11,12) gebildet sind.

4. Gurtaufroller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass -die zweite Rastgeometrie (9) durch mehrere zueinander beabstandete, radial nach innen gerichtete Vorsprünge (13) gebildet ist. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Vorsprünge (13) der zweiten Rastgeometrie (9) im Querschnitt teilkreisförmig geformt sind. Gurtaufroller (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3 und nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Vorsprünge (13) der zweiten Rastgeometrie (9) in Bezug zu der der Drehrichtung des Strafferantriebsrades (5) zwischen den Vorsprüngen (10) der ersten Rastgeometrie (7) angeordnet sind. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Anzahl der Vorsprünge (10) der ersten Rastgeometrie (7) gerade und die Anzahl der Vorsprünge (13) der zweiten Rastgeometrie (9) ungerade oder umgekehrt ist. Gurtaufroller (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass -die Anzahl der Vorsprünge (10) der ersten Rastgeometrie (7) kleiner als die Anzahl der Vorsprünge (13) der zweiten Rastgeometrie (9) ist. Gurtaufroller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass -der formstabile Ring (6) offen ist und unter Ausübung einer Federvorspannung an der Gurtwelle (3) oder an dem mit der Gurtwelle (3) drehfest verbundenen Teil anliegt. Gurtaufroller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass -sich der formstabile Ring (6) mit der ersten Rastgeometrie (7) an dem Strafferan- triebsrad (5) oder an dem drehfest mit diesem verbundenen Teil und mit der zweiten Rastgeometrie (9) an der Gurtwelle (3) oder an dem mit diesem drehfest verbundenen Teil abstützt, und

-die Abschnitte (14) des Ringes (6) zwischen der ersten Rastgeometrie (7) und der zweiten Rastgeometrie (9) kontaktlos zu dem Strafferantriebsrad (5) oder dem drehfest mit diesem verbunden Teil und kontaktlos zu der Gurtwelle (3) oder dem drehfest mit dieser verbundene Teil angeordnet sind.

11. Gurtaufroller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass -an dem Strafferantriebsrad (5) oder an dem drehfest mit diesem verbundenen Teil eine zu der ersten Rastgeometrie (7) formkorrespondierende Rastkontur (15) und -an der Gurtwelle (3) oder dem drehfest mit dieser verbundenen Teil eine zu der zweiten Rastgeometrie (9) formkorrespondierende Rastkontur (16) vorgesehen ist.

12. Gurtaufroller (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass -an dem Strafferantriebsrad (5) oder an dem drehfest mit diesem verbundenen Teil wenigstens ein radial nach innen gerichteter erster Steg (17) vorgesehen ist, an dem der Ring (6) seitlich anliegt.

13. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass

-an dem Strafferantriebsrad (5) oder an dem drehfest mit diesem verbundenen Teil wenigstens ein zweiter radial nach innen gerichteter Steg (18) vorgesehen ist, welcher in Axialrichtung beabstandet zu dem ersten Steg (17) angeordnet ist, und -der Ring (6) zwischen dem ersten und dem zweiten Steg (17,18) angeordnet ist.

14. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass

-der erste Steg (17) und der zweite Steg (18) in Umfangsrichtung des Strafferantriebs- rades (5) oder des drehfest mit diesem verbundenen Teils versetzt zueinander angeordnet sind.

Description:
Gurtaufroller mit einem reversiblen Gurtstraffer

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einem reversiblen Gurtstraffer mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Gurtaufroller mit reversiblen Gurtstraffern werden in Kraftfahrzeugen verwendet und haben die Aufgabe, in einer Vorphase eines Unfalles die Gurtkraft zu erhöhen und eventuell vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurtsystem herauszuziehen, damit der Sicherheitsgurt bei einem möglichen nachfolgenden Unfall möglichst dicht an dem Insassen anliegt und der Insasse möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt ist. Für den Fall, dass im Anschluss an die Vorphase kein Unfall eintritt, wird die Gurtkraft anschließend wieder gesenkt, und der Gurtaufroller kann seine vorgesehene Funktion wieder uneingeschränkt wahrnehmen. Als Antriebe für den reversiblen Gurtstraffer haben sich bevorzugt kleine Elektromotoren bewährt, deren Drehzahl über ein Getriebe auf die Gurtwelle des Gurtaufrollers übertragen wird. Damit der Gurtaufroller während des Normalbetriebes nicht durch den reversiblen Gurtstraffer gestört wird, muss ferner ein Kupplungsmechanismus vorgesehen werden, durch den erst bei Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers eine Verbindung zwischen dem Gurtstraffer und der Gurtwelle des Gurtaufrollers hergestellt wird.

Unfälle werden je nach Relativgeschwindigkeit und Typ des Hindernisses in verschiedene Kategorien eingeteilt. Eine Unfallkategorie ist der sogenannte „low speed crash" oder auch AZT-Crash (Allianz-Zentrum-für-Technik-Crashtest) genannt, bei dem das Fahrzeug mit relativ niedriger Geschwindigkeit auf ein relativ hartes Hindernis trifft. Bei diesem Test dürfen irreversible Rückhaltemittel wie Airbags oder irreversible Gurtstraffer nicht auslösen. Hingegen dürfen oder sollen reversible Rückhaltemittel wie reversible Gurtstraffer auslösen.

Nachteilig bei der Verwendung von reversiblen Gurtstraffern ist, dass sie bei Aktivierung bei einem Crash mit geringer Geschwindigkeit, wie dem AZT-Crash, aufgrund der zwischen dem reversiblen Gurtstraffer und der Gurtwelle geschaffenen Verbindung, während einer an- schließenden Vorwärtsverlagerung des Insassen bis zur Blockierung des Gurtaufrollers unerwünscht hohe Gurtkräfte von bis zu 3 kN auf den Insassen ausüben.

Aus der EP 1 504 971 Bl ist hierzu bereits ein Gurtaufroller mit einem reversiblen Gurtstraffer bekannt, bei dem der Kupplungsmechanismus zwischen Gurtwelle und reversiblem Gurtstraffer eine Einrichtung zur Begrenzung des zu übertragenden Drehmomentes aufweist. Diese Einrichtung ist gebildet durch der Gurtwelle zugeordnete Zähne und dem Gurtstraffer zugeordnete Zähne, die sich zur Übertragung des Drehmomentes von dem Gurtstraffer auf die Gurtwelle im Eingriff befinden und welche außer Eingriff gebracht werden, wenn das Drehmoment einen eingestellten Wert überschreitet. Der eingestellte Wert des Drehmomentes, ab wann die Zähne außer Eingriff gebracht werden, wird durch eine Spiralfeder bestimmt, welche die Zähne in Eingriffsrichtung vorspannt.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass der das Drehmoment begrenzende Mechanismus verhältnismäßig viel Bauraum benötigt und aufgrund der vielen Einzelteile teuer ist.

Aus der Druckschrift DE 10 2005 001 709 Al ist ein weiterer Gurtaufroller bekannt, bei dem zwischen dem reversiblen Gurtstraffer und der Gurtwelle ein Drehmomentbegrenzer vorgesehen ist, welcher den reversiblen Gurtstraffer automatisch von der Gurtwelle entkoppelt, wenn ein Drehmoment wirkt, welches zu einer Erhöhung des Kraftbegrenzungsniveaus einer nachfolgend aktivierten Kraftbegrenzungseinrichtung führen würde. Der Drehmomentbegrenzer ist in Form eines elastisch verformbaren Metallbandes verwirklicht, welches als ein offener formstabiler Ring mit einer Rastgeometrie in Form von radial nach außen gerichteten Zähnen ausgebildet ist, der mit einem Ende über einen Haken an einem der Gurtwelle zugeordneten Klinkenträger eingehängt ist.

Ferner ist aus der Druckschrift DE 10 2008 060 208 B4 ein Gurtaufroller mit einer Einrichtung zur Begrenzung des Drehmomentes bekannt, welche durch ein Metallblech mit radial nach außen heraus geformten Ausprägungen in Form von seitlich offenen Zähnen und einer durch unverformte Bereiche zwischen den Zähnen und im Randbereich der Zähne gebildeten Stützstruktur gebildet ist. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller mit einem reversiblen Gurtstraffer der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Einrichtung zur Begrenzung des Drehmomentes zwischen dem reversiblen Gurtstraffer und der Gurtwelle des Gurtaufrollers mit möglichst kostengünstigen Mitteln verwirklicht sein soll und das Drehmoment mit einer verbesserten Zuverlässigkeit begrenzt.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Gurtaufroller mit reversiblem Gurtstraffer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass der formstabile Ring durch eine zweite radial nach innen gerichtete Rastgeometrie in Richtung des zu übertragenden Drehmomentes formschlüssig mit der Gurtwelle oder einem drehfest mit dieser verbundenen Teil verbunden ist.

Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass der Drehmomentbegrenzer damit in Richtung des zu übertragenden Drehmomentes nicht nur über die erste Rastgeometrie mit dem Strafferantriebsrad sondert zusätzlich über die zweite Rastgeometrie mit der Gurtwelle verbunden ist. Damit entfällt eine zusätzliche Befestigung des Drehmomentbegrenzers wie dies z.B. bei der aus der DE 102005 001 709 Al bekannten Lösung über den Haken verwirklicht ist. Der Drehmomentbegrenzer ist damit sowohl mit dem Strafferantriebsrad mittelbar oder unmittelbar als auch mit der Gurtwelle mittelbar oder unmittelbar formschlüssig verbunden. Ferner kann das maximal übertragbare Drehmoment nicht nur durch die Auslegung der ersten Rastgeometrie und die dadurch geschaffene formschlüssige Verbindung definiert werden sondern zusätzlich durch die Auslegung der zweiten Rastgeometrie und die dadurch geschaffene formschlüssige Verbindung definiert und ausgelegt werden. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist ferner darin zu sehen, dass der Zusammenbau des Gurtaufrollers dadurch vereinfacht wird, da der Drehmomentbegrenzer durch die zusätzlich vorgesehene zweite Rastgeometrie die Ausrichtung des Drehmomentbegrenzers und damit des Strafferantriebsrades oder des mit diesem drehfest verbundenen Teils zu der Gurtwelle oder dem mit dieser drehfest verbundenen Teil vorgibt. Sofern zwischen dem Strafferantriebsrad und der Gurtwelle zusätzlich eine Kupplung vorgesehen ist, kann die vorgeschlagene Lösung dazu genutzt werden, dass Strafferantriebsrad und die Gurtwelle oder die mit diesen drehfest verbundenen Teile in einer für den Kupplungsvorgang optimalen Ausrichtung zueinander zu fixieren. Der Drehmomentbegrenzer ist in Form eines formstabilen Ringes gebildet, welcher insoweit formstabil ist, dass er seine Formgebung mit der ersten und die zweiten Rastgeometrie bis zum Erreichen des maximal zu übertragenen Drehmomentes beibehält aber dennoch geringe Federbewegungen ausführen kann, welche beim Überschreiten des maximal zu übertragenden Drehmomentes dazu führen, dass die über die erste Rastgeometrie und/oder die zweite Rastgeometrie geschaffene formschlüssige Verbindung aufgehoben wird.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die erste Rastgeometrie durch mehrere zueinander beab- standete, radial nach außen gerichtete Vorsprünge gebildet ist. Die vorgeschlagen Ausbildung der ersten Rastgeometrie ist insofern vorteilhaft, da sie besonders einfach herzustellen ist. Sofern der Drehmomentbegrenzer durch einen Metallring verwirklicht ist, können die Vorsprünge z.B. durch einen Prägeprozess geformt werden. Sofern der Drehmomentbegrenzer durch einen formstabilen Kunststoff ring verwirklicht ist, können die Vorsprünge bei der Herstellung des Kunststoffringes z.B. in einem Spritzvorgang gleich mit geformt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Vorsprünge der ersten Rastgeometrie jeweils durch Spitzen mit zwei in einem spitzen Winkel aufeinander zulaufenden Flanken gebildet sind. Durch die vorgeschlagene Formgebung der ersten Rastgeometrie wird die Federeigenschaft des formstabilen Ringes speziell in den Bereichen der Vorsprünge der ersten Rastgeometrie und den daran angrenzenden Federabschnitten des Ringes verwirklicht. Ferner ermöglichen die so ausgebildeten Vorsprünge eine sehr gute formschlüssige Verbindung zwischen dem Drehmomentbegrenzer und dem Strafferantriebsrad oder dem mit diesem drehfest verbundenen Teil.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die zweite Rastgeometrie durch mehrere zueinander beab- standete, radial nach innen gerichtete Vorsprünge gebildet ist. Die sich hieraus ergebenden Vorteile sind identisch zu den Vorteilen der in Form der radial nach außen gerichteten Vorsprünge der ersten Rastgeometrie.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Vorsprünge der zweiten Rastgeometrie in diesem Fall im Querschnitt teilkreisförmig geformt sind. Durch die teilkreisförmige Ausbildung der Vorsprünge der zweiten Rastgeometrie bilden diese jeweils ein Art lokales Schwenklager für den Ring während der Einfederbewegung des Ringes im Bereich der ersten Rastgeometrie.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Vorsprünge der zweiten Rastgeometrie in Bezug zu der Drehrichtung des Strafferantriebsrades zwischen den Vorsprüngen der ersten Rastgeometrie angeordnet sind. Durch die vorgeschlagene Anordnung der Vorsprünge der zweiten Rastgeometrie werden die Vorsprünge der ersten Rastgeometrie bei der Einfederbewegung beidseitig durch jeweils einen Vorsprung der zweiten Rastgeometrie unterstützt, welche sich an der Gurtwelle oder an dem mit dieser drehfest verbundenen Teil abstützen.

Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass die Anzahl der Vorsprünge der ersten Rastgeometrie gerade und die Anzahl der Vorsprünge der zweiten Rastgeometrie ungerade oder umgekehrt ist. Der Ring ist damit so geformt, dass die ersten und zweiten Vorsprünge jeweils regelmäßig in identischen Abständen zueinander angeordnet sind und nur einer der Vorsprünge zur Verwirklichung des offenen Ringes unter Schaffung einer Lücke weggelassen ist. Dabei wird der Ring im Bereich seiner Enden immer entweder durch zwei Vorsprünge der ersten Rastgeometrie an seiner Außenseite oder durch zwei Vorsprünge an seiner Innenseite unterstützt.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Anzahl der Vorsprünge der ersten Rastgeometrie kleiner als die Anzahl der Vorsprünge der zweiten Rastgeometrie ist. Die Anzahl der Vorsprünge der zweiten Rastgeometrie ist bewusst größer gewählt als die Anzahl der Vorsprünge der ersten Rastgeometrie, so dass der Ring gleichmäßiger und fester gegenüber der Gurtwelle fixiert ist als gegenüber dem Strafferantriebsrad. Weiter wird vorgeschlagen, dass der formstabile Ring offen ist und unter Ausübung einer Federvorspannung an der Gurtwelle oder an dem mit der Gurtwelle drehfest verbundene Teil anliegt oder unter Ausübung einer Federvorspannung an dem Strafferantriebsrad oder an dem mit dem Strafferantriebsrad drehfest verbundenen Teil anliegt. Der formstabile Ring ist dabei so bemessen, dass er zur Montage an der Gurtwelle oder dem Strafferantriebsrad oder an einem mit der Gurtwelle oder dem Strafferantriebsrad drehfest verbundenen Teil unter Ausnutzung seiner elastischen Eigenschaften aufgeweitet oder zusammengedrückt wird und dann eingeführt oder aufgesetzt wird. Nach dem Einführen oder Aufsetzen formt sich der Ring wieder zurück und ist dann nach der Montage an der Gurtwelle, dem Strafferantriebsrad oder dem mit diesen drehfest verbundenen Teil unter Ausübung der Federspannung selbsttätig fixiert.

Weiter wird vorgeschlagen, dass sich der formstabile Ring mit der ersten Rastgeometrie an dem Strafferantriebsrad oder an dem drehfest mit diesem verbundenen Teil und mit der zweiten Rastgeometrie an der Gurtwelle oder an dem mit diesem drehfest verbundenen Teil abstützt, und die Abschnitte des Ringes zwischen der ersten Rastgeometrie und der zweiten Rastgeometrie kontaktlos zu dem Strafferantriebsrad oder dem drehfest mit diesem verbunden Teil und kontaktlos zu der Gurtwelle oder dem drehfest mit dieser verbundene Teil angeordnet sind. Die Abschnitte zwischen den Rastgeometrien können dadurch geringfügige Federbewegungen ausführen, welche das Aufheben der formschlüssigen Verbindungen bei dem definierten maximal zu übertragenden Drehmoment begünstigen. Ferner liegt der Ring damit bevorzugt ausschließlich mit der ersten Rastgeometrie und der zweiten Rastgeometrie an der Gurtwelle, dem Strafferantriebsrad oder den mit diesen drehfest verbundenen Teilen an.

Weiter wird vorgeschlagen, dass an dem Strafferantriebsrad oder an dem drehfest mit diesem verbundenen Teil eine zu der ersten Rastgeometrie formkorrespondierende Rastkontur und an der Gurtwelle oder dem drehfest mit dieser verbundenen Teil eine zu der zweiten Rastgeometrie formkorrespondierende Rastkontur vorgesehen ist. Durch die vorgesehen Rastkonturen wird ein möglichst bündiges oder auch flächiges Anliegen des Ringes im Bereich der Rastgeometrien ermöglicht.

Weiter wird vorgeschlagen, dass an dem Strafferantriebsrad oder an dem drehfest mit diesem verbundenen Teil wenigstens ein radial nach innen gerichteter erster Steg vorgesehen ist, an dem der Ring seitlich anliegt. Der erste Steg verhindert in der montierten Stellung ein seitliches Verschieben des Ringes gegenüber dem Strafferantriebsrad oder dem drehfest mit dei4sem verbundenen Teil.

Weiter wird in diesem Fall vorgeschlagen, dass an dem Strafferantriebsrad oder an dem drehfest mit diesem verbundenen Teil bevorzugt wenigstens ein zweiter radial nach innen gerichteter Steg vorgesehen ist, welcher in Axialrichtung beabstandet zu dem ersten Steg angeordnet ist, und der Ring zwischen dem ersten und dem zweiten Steg angeordnet ist. Der erste und zweite Steg bilden durch ihrer beabstandete Anordnung eine Zwischenraum aus, in dem der Ring angeordnet werden kann und dann gegen ein seitlich verrutschen beidseitig gesichert ist. Dabei entspricht der Abstand des zweiten Stege zu dem ersten Steg in Axialrichtung wenigstens der Breite des Ringes.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der erste Steg und der zweite Steg in Umfangsrichtung des Strafferantriebsrades oder des drehfest mit diesem verbundenen Teils versetzt zueinander angeordnet sind. Durch die versetzte Anordnung werden Lücken geschaffen, welche die Montage des Ringes erleichtern, indem die Ausrichtung des Strafferantriebsrades und des Ringes optisch und ggf. unter Zuhilfenahme von Sensoren bei einer automatisierten Montage verbessert erkannt werden kann. Ferner kann das Zahnrad dadurch vereinfacht als Druckgussteil hergestellt werden, welches mittels eine Auf-Zu-Werkzeuges mit zwei zueinander verfahrbaren Werkzeughälften hergestellt ist. Die Stege der einen Seite und die Lücken zwischen den Stegen der anderen Seite sind dabei bevorzugt fluchtend zueinander ausgerichtet, und die Lücken sind so bemessen, dass sie sich über einen größeren Umfangsabschnitt erstrecken als die fluchtenden Stege, so dass die Werkzeughälften nach der Herstellung des Zahnrades auseinander fahren können, ohne dabei durch die Stege in der Bewegung eingeschränkt zu sein. Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller in Explosionsdarstellung, und

Fig. 2 ein Zahnrad des Gurtaufrollers mit einem Drehmomentbegrenzer vor der Montage, und

Fig. 3 das Zahnrad der Figur 2 mit dem Drehmomentbegrenzer nach der Montage in Schnittdarstellung, und

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt der Figur 3.

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller 1 mit einem fahrzeugfest befestigbaren Rahmen 2 und einer darin drehbar gelagerten Gurtwelle 3 zu erkennen. Ferner ist eine Kraftbegrenzungseinrichtung 20, eine irreversible pyrotechnische Straffeinrichtung 30 und eine Triebfedereinheit 40 vorgesehen, welche in bekannter Weise mit der Gurtwelle 3 Zusammenwirken. Außerdem ist ein reversibler Gurtstraffer 4 mit einem Elektromotor 41, einem Getriebe 41 und einem Strafferantriebsrad 5 vorgesehen. Das Strafferantriebsrad 5 wird bei einer Aktivierung des reversiblen Gurtstraffers 4 von dem Elektromotor 41 über das Getriebe 42 in Aufwickelrichtung der Gurtwelle 3 angetrieben. Zur Übertragung der Antriebsdrehbewegung des Strafferantriebsrades 5 auf die Gurtwelle 3 ist eine Kupplung mit einer an dem Strafferantriebsrad 5 schwenkbar gelagerten Kupplungsklinke 19 vorgesehen, welche durch die Drehbewegung des Strafferantriebsrades 5 zu einer zwangsgesteuerten Einsteuerbewegung in eine Verzahnung eines Zahnrades 8 einsteuert. Das Zahnrad 8 bildet damit in der eingesteuerten Stellung der Kupplungsklinke 19 ein drehfest mit dem Strafferantriebsrad 5 verbundenes Teil. Ferner ist ein Drehmomentbegrenzer in Form eines formstabilen Ringes 6 vorgesehen, welcher in der in den Figuren 3 und 4 zu erkennenden montierten Stellung zwischen dem Zahnrad 8 und der Gurtwelle 3 angeordnet ist. Die Kupplung mit der Kupplungsklinke 19 ist so ausgebildet, dass die Kupplungsklinke 19 die Kupplungsbewegung z.B. durch Reibkräfte oder Trägheitskräfte selbsttätig ausführt, wenn das Strafferantriebsrad 5 von dem Elektromotor 41 über das Getriebe 42 zu der Drehbewegung angetrieben wird. Die Kupplungsklinke 19 bildet dabei die drehfeste Verbindung zwischen dem Strafferantriebsrad 5 und dem Zahnrad 8, so dass das Strafferantriebsrad 5 und das Zahnrad 8 bei geschlossener Kupplung als ein in Aufwickelrichtung der Gurtwelle 3 drehfester Verbund angesehen werden kann.

Das in der Figur 2 vergrößert zu erkennende Zahnrad 8 ist ringförmig mit einer zentralen Öffnung ausgebildet und weist an seiner Außenseite eine Außenverzahnung auf, in welche die Kupplungsklinke 19 zur Herstellung der Drehverbindung des Zahnrades 8 mit dem Strafferantriebsrad eingreift. An seiner Innenseite weist das Zahnrad 8 ein Rastkontur 15 in Form einer regelmäßigen Verzahnung auf. Ferner weist das Zahnrad 8 an seinen axialen Stirnseiten radial nach innen gerichtete in die zentrale Öffnung hineinragende axial beabstandete Stege 17 und 18 auf, welche zwischen sich einen Ringraum mit der Rastkontur 15 einschließen. Die Stege 17 und 18 sind jeweils als Gruppen von drei Einzelstegen ausgebildet sind, welche derart angeordnet sind, dass deren Mitten in Winkeln von 120 zueinander angeordnet sind. Ferner sind die Einzelstege so beabstandet, dass sie sich jeweils über einen Umfangsabschnitt von 60 Grad erstecken und jeweils formidentische Lücken zwischen sich einschließen, die sich ebenfalls jeweils über einen Umfangsabschnitt von 60 Grad erstrecken. Die Einzelstege der Stege 17 und 18 sind in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet, so dass jeweils ein Steg der Einzelstege einer Gruppe von Stegen 17 mit einer Lücke zwischen zwei Stegen der Einzelstege der anderen Gruppe von Stegen 18 in Axialrichtung fluchtet.

Der Drehmomentbegrenzer in Form des formstabilen Ringes 6 kann durch eine Metallband oder auch durch einen Kunststoff ring gebildet sein und weist an seiner radial äußeren Seite eine radial nach außen gerichtete erste Rastgeometrie 7 und an seiner radial inneren Seite eine radial nach innen gerichtete zweite Rastgeometrie 9 auf. Der Ring 6 ist offen ausgebildet und in seinen Materialeigenschaften so beschaffen, dass er zur Montage unter Ausnutzung seiner elastischen Eigenschaften leicht aufgeweitet oder zusammengedrückt werden kann. Der Ring 6 ist aber dennoch so formstabil, dass er dabei und auch anschließend im montierten Zustand seine Geometrie mit der ersten Rastgeometrie 7 und der zweiten Rastgeometrie 9 nicht verliert. Zur Montage des Ringes 6 wird dieser leicht zusammengedrückt und in die zentrale Öffnung des Zahnrades 8 unter Überwindung der Stege 17 oder 18 an einer Seite eingeführt. Nach dem Einführen wird der Ring 6 losgelassen, so dass er sich anschließend aufgrund seiner elastischen Eigenschaften selbsttätig wieder aufweitet. Dabei gelangt er mit der ersten Rastgeometrie 7 zu einem formschlüssigen Eingriff in die Rastkontur 15 des Zahnrades 8. Anschließend wird die so vormontierte Baugruppe aus dem Zahnrad 8 und dem Ring 6 mit der zweiten Rastgeometrie 9 auf einen Fortsatz der Gurtwelle 3 aufgeschoben. Auf dem Fortsatz der Gurtwelle 3 ist eine zu der Form der zweiten Rastgeometrie 9 formkorrespondierend ausgebildete Rastkontur 16 vorgesehen, in welche der Ring 6 mit der zweiten Rastgeometrie 9 eingreift. Damit bildet die Baugruppe aus dem Zahnrad 8, dem Ring 6 und der Gurtwelle 3 anschließend durch die formschlüssigen Drehverbindungen zwischen den Zahnrad 8 und dem Ring 6 und zwischen dem Ring 6 und der Gurtwelle 3 bis zu dem maximal durch den Ring 6 übertragbaren Drehmoment einen drehfesten Verbund, wobei der Ring 6 das zentrale Element zur Übertragung und Begrenzung des Drehmomentes bildet.

Der Ring 6 ist in dem Ringraum zwischen den Stegen 17 und 18 angeordnet und durch die Stege 17 und 18 gegen ein seitlich Verschieben gesichert. Diese Fixierung des Ringes 6 in dem Ringraum erleichtert die Montage auf dem Fortsatz der Gurtwelle 3, da die Stege 17 oder 18 beim Aufschieben des Zahnrades 8 mit dem Ring 6 auf den Fortsatz ein Widerlager für den Ring 6 bilden und verhindern, dass der Ring 6 dabei aus der Öffnung des Zahnrades 8 herausgedrängt wird.

Die erste Rastgeometrie 7 des Ringes 6 ist durch radial nach außen gerichtete Vorsprünge 10 gebildet, welche jeweils in Form von Spitzen mit zwei in einem spitzen Winkel von weniger als 45 Grad aufeinander zu laufenden Flanken 11 und 12 gebildet sind. Die zweite Rastgeometrie 9 ist durch mehrere radial nach innen gerichtete Vorsprünge 13 gebildet, welche im Querschnitt teilkreisförmig ausgebildet sind.

Die Rastkontur 15 an dem Zahnrad 8 ist durch eine Verzahnung mit formkorrespondierend zu den Vorsprüngen 10 der ersten Rastgeometrie 7 geformten Nuten ausgebildet. Die Rastkontur 16 an der Gurtwelle 3 ist durch sich parallel zu der Aufschieberichtung des Zahnrades 8 auf die Gurtwelle 3 erstreckende Nuten mit einem zu den Vorsprüngen 13 der zweiten Rastgeometrie 9 formkorrespondierenden Querschnitt also hier mit einem teilkreisförmigen Querschnitt gebildet.

Der Ring 6 ist so bemessen, dass er unter Ausübung einer Federvorspannung entweder an der Gurtwelle 3 oder an dem Zahnrad 8 anliegt und dadurch fixiert ist. Dabei sind die Vorsprünge 10 der ersten Rastgeometrie 7 und die Vorsprünge 13 der zweiten Rastgeometrie 9 wechselweise und in Bezug zu der Umfangsrichtung äquidistant zueinander angeordnet, so dass zwischen den aufeinanderfolgenden Vorsprüngen 10 und 13 jeweils unverformte Abschnitte 14 gleicher Länge gebildet sind. Die erste Rastgeometrie 7 weist eine gerade Anzahl von Vorsprüngen 10, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von vier Vorsprüngen 10 auf. Die zweite Rastgeometrie 9 weist eine ungerade Anzahl, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von fünf Vorsprüngen 13 auf. Damit weist die zwei Rastgeometrie 9 eine größere Anzahl von Vorsprüngen 13 als die erste Rastgeometrie 7 auf, und die an den freien Enden des Ringes 6 angeordneten Vorsprünge 13 sind Teil der zweiten Rastgeometrie 9. Damit wird ein grundsätzlich formstabiler Verbund zwischen dem Ring 6 und der Gurtwelle 3 geschaffen, oder anders ausgedrückt der Ring 6 findet an der Gurtwelle 3 eine formstabile Unterstützung und ist über die zweite Rastgeometrie 9 in Umfangsrichtung formschlüssig mit der Gurtwelle 3 verbunden.

Der Ring 6 und der Ringspalt zwischen dem Zahnrad 8 und der Gurtwelle 3 sind so bemessen, dass sich der Ring 6 mit den Vorsprüngen 13 der zweiten Rastgeometrie 9 an der Gurtwelle 3 ab und mit den Vorsprüngen 10 der ersten Rastgeometrie 7 an dem Zahnrad 8 abstützt, und dass die Abschnitte 14 des Ringes 6 zwischen den Vorsprüngen 10 und 13 dabei kontaktlos zu der Gurtwelle 3 und dem Zahnrad 8 angeordnet sind.

Wie in der Figur 4 anhand des vergrößerten Ausschnittes zu erkennen ist, ermöglichen die Vorsprünge 10 der ersten Rastgeometrie 7 bei einer radial nach innen gerichteten Druckkraft F durch ihre Formgebung unter Ausnutzung der Beweglichkeit der Abschnitte 14 eine lokale Einfederbewegung des Ringes 6, während der sich der Ring 6 über die Vorsprünge 13 der zweiten Rastgeometrie 9 an der Gurtwelle 3 abstützt. Dabei wird die Federbewegung des Ringes 6 zusätzlich dadurch begünstigt, indem die Vorsprünge 13 der zweiten Rastgeometrie 9 und die Rastkontur 16 an der Gurtwelle 3 jeweils im Querschnitt teilkreisförmig ausgebildet sind und dadurch lokale Schwenkbewegungen des Ringes 6 im Bereich der Anlagen der Vorsprünge 13 an der Gurtwelle 3 ermöglichen. Ferner begünstigen die Vorsprünge 10 der ersten Rastgeometrie 7 bei dem Überschreiten des vorbestimmten Drehmomentes die lokale Einfederbewegung des Ringes 6 durch ihre Formgebung, indem sie sich unter Vergrößerung des Winkels zwischen den Flanken 11 und 12 aufweiten und dabei aus der Rastkontur 15 des Zahnrades 8 herausrutschen und die Drehverbindung aufheben. Insgesamt wird die Aufhebung der Drehverbindung durch die spezielle Formgebung des Ringes 6 mit den Vorsprüngen 10 der ersten Rastgeometrie 7 in Verbindung mit der Formgebung der Vorsprünge 13 der zweiten Rastgeometrie 9 und der kontaktlosen Anordnung der Abschnitte 14 des Ringes 6 verbessert, indem die Vorsprünge 10 der ersten Rastgeometrie 7 sich verbessert Aufweiten und aus der Rastkontur 15 herausrutschen, während der Ring mit den Abschnitten 14 aufgrund der kontaktlosen Anordnung derselben Federbewegungen ausführen kann und sich dabei über die Vorsprünge 13 der zweiten Rastkontur 9 an der Gurtwelle 3 abstützt.

Ferner bildet die zweite Rastgeometrie 9 mit den radial nach innen gerichteten Vorsprüngen 13 eine zusätzliche Begrenzung des übertragbaren Drehmomentes also einen zusätzlichen Überlastschutz, wenn die Vorsprünge 10 der ersten Rastgeometrie 7 bei dem Überschreiten des vorbestimmten maximal zu übertragenden Drehmomentes nicht bestimmungsgemäß außer Eingriff gelangen sollten, indem sie radial nach außen Federn und dabei die Drehverbindung zwischen den Ring 6 und der Gurtwelle 3 aufheben.

Der Ring 6 ist in dem beschriebene Ausführungsbeispiel mit den Vorsprüngen 13 der zweiten Rastgeometrie 9 über die Rastkontur 16 unmittelbar formschlüssig in Richtung der Antriebsdrehbewegung des Strafferantriebsrades 5 verbunden. Er kann aber ebenso über die zweite Rastgeometrie 9 formschlüssig mit einem drehfest mit der Gurtwelle 3 verbundenen Teil verbunden sein, wobei zwischen dem drehfest verbundenen Teil und der Gurtwelle 3 auch eine Kupplung nach dem Vorbild der Kupplung zwischen den Strafferantriebsrad 5 und dem Zahnrad 8 vorgesehen sein kann. Ferner kann der Ring 6 mit der ersten Rastgeometrie 7 auch unmittelbar formschlüssig mit dem St raffe rantriebsrad 5 verbunden sein.