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Dokumentenidentifikation DE102006016574A1 11.10.2007
Titel Vorrichtung zur reversiblen Verlagerung eines Gurtschlosses eines Sicherheitsgurtsystems
Anmelder Autoliv Development AB, Vargarda, SE
Erfinder Lucht, Andreas, 25358 Horst, DE
Vertreter GRAMM, LINS & PARTNER GbR, 38122 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 06.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006016574
Offenlegungstag 11.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.10.2007
IPC-Hauptklasse B60R 22/195(2006.01)A, F, I, 20060406, B, H, DE
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur reversiblen Verlagerung eines Gurtschlosses 11 bei einem Sicherheitsgurtsystem mit einem elektromotorischen Antrieb 21, der über eine Kraftübertragungseinrichtung 12, die Zug- und Druckkräfte überträgt, mit dem Gurtschloss 11 gekoppelt ist und das Gurtschloss 11 aus einer zurückgezogenen Position in eine ausgefahrene Position zurückbewegt, wobei dem Antrieb 21 eine Spannfeder 26 zugeordnet ist, die in der ausgefahrenen Position des Gurtschlosses 11 vorgespannt ist und dieses in Richtung der zurückgezogenen Position mit einer Federkraft belastet ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur reversiblen Verlagerung eines Gurtschlosses eines Sicherheitsgurtsystems mit einem elektromotorischen Antrieb, der über eine Kraftübertragungseinrichtung, mit dem Gurtschloss gekoppelt ist und das Gurtschloss aus einer ausgefahrene Position in eine zurückgezogene Position zurückbewegt. Eine solche Vorrichtung ist insbesondere zur Gurtstraffung bzw. Gurtvorstraffung geeignet.

Die EP 1 369 318 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Straften eines Sicherheitsgurtes mit einem Motor und einem Zugkraftübertragungsmittel. Ein Ende des Zugkraftübertragungsmittels ist an einem Gurtschloss oder einem Endbeschlag eines Sicherheitsgurtes gekoppelt. Der Motor ist als Strafferantrieb für eine Notfallstraffung ausgebildet, wobei das Zugkraftübertragungsmittel so mit dem Motor gekoppelt ist, dass die Antriebsbewegung des Motors in eine Längsbewegung des Zugübertragungsmittels umgewandelt wird. Der Motor ist als ein bürstenloser Gleichstrommotor mit Innenläufer ausgebildet, um ein Hochlaufen auf mehrere 1000 U/min innerhalb weniger Millisekunden zu gewährleisten. Nach Sensierung eines Unfalles oder eines bevorstehenden Unfalles wird der Motor aktiviert, wodurch ein Straffvorgang eingeleitet wird. Nach dem Straffvorgang kann das Gurtschloss wieder in seine Normalposition zurückgebracht werden, indem der Motor mit entgegengesetzter Drehrichtung betrieben wird. Ebenfalls kann eine Schlossgeber-Funktion realisiert werden.

Nachteilig an dieser Vorrichtung ist die Tatsache, dass sehr teure Spezialmotoren eingesetzt werden müssen, um eine ausreichend schnelle und kräftige Verlagerung des Gurtschlosses bewirken zu können. Auch ist eine Schlossgeber-Funktion mit einem derartig schnell reagierenden Motor nur schwer zu verwirklichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur reversiblen Verlagerung eines Gurtschlosses bereitzustellen, die bei zumindest gleicher Effektivität einfacher und preiswerter zu realisieren ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur reversiblen Verlagerung eines Gurtschlosses eines Sicherheitsgurtsystems mit einem elektromotorischen Antrieb, der über eine zug- und druckkräfteübertragende Kraftübertragungseinrichtung mit dem Gurtschloss gekoppelt ist und das Gurtschloss aus einer ausgefahrenen Position in eine zurückgezogene Position und zurück bewegt, sieht vor, dass dem Antrieb eine Spannfeder zugeordnet ist, die in der ausgefahrenen Position des Gurtschlosses vorgespannt ist und dieses in Richtung auf die zurückgezogene Position mit einer Federkraft belastet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung benötigt somit keine hochwertigen, kostenintensiven Spezialmotoren, die in der Lage sind, in kürzester Zeit sehr hohe Drehzahlen zu erreichen, vielmehr ist es ausreichend, einen einfachen Elektromotor zur Verlagerung des Gurtschlosses aus einer Dekor- oder Lageposition in eine Präsentationsstellung zu verlagern. Dieses Herausfahren des Gurtschlosses kann entsprechend langsam geschehen, so dass die zusätzliche Belastung durch das Spannen der Feder nicht ins Gewicht fällt und keine Komforteinschränkungen nach sich zieht. Durch das Spannen der Feder bei dem Herausfahren des Gurtschlosses wird eine entsprechende Rückstellkraft generiert, die im Falle eines Vorstraffens bei einem Unfall oder bei einem bevorstehenden Unfall genutzt werden kann, damit das Gurtschloss in eine zurückgezogene, bevorzugt abgesenkte Position verlagert wird. Diese Verlagerung findet vordringlich durch die Entspannung der Feder statt, während der elektromotorische Antrieb lediglich mitdreht, um Reibungsverluste zu kompensieren oder um bevorzugt Selbsthemmungsmechanismen aufzuheben. Dadurch ist es nicht notwendig, aufwendige Motoren einzusetzen, die entweder extrem schnell beschleunigen müssen oder bei sehr hohen Beschleunigungen sehr hohe Drehmomente entwickeln müssen, vielmehr werden die hohen Beschleunigungskräfte durch die Feder bereitgestellt, die nach Auflösung der Verriegelung oder Hemmung die Kraft unmittelbar bereitstellt und auf das Kraftübertragungselement oder ein damit gekoppeltes Bauteil ausübt. Gegebenenfalls kann der Motor abgekoppelt werden, so dass die Verlagerung in die abgesenkte Position allein durch die Feder bewirkt wird; eine separate Sperreinrichtung gegen ein unbeabsichtigtes Zurückbewegen des Gurtschlosses bei einem Unfall kann vorgesehen sein.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Kraftübertragungselement als eine Welle, insbesondere als eine biegsame Welle ausgebildet ist, so dass die gesamte Mechanik oder Mimik an einem günstigen Ort untergebracht werden kann. Sofern das Kraftübertragungselement als eine flexible Welle, die Zug- und Druckkräfte übertragen kann, ausgebildet ist, bestehen bei der Unterbringung im Fahrzeug eine Vielzahl von Optionen. Beispielsweise kann der gesamte Teil des elektromotorischen Antriebes und der Spannfeder unterhalb des Sitzes in einem Fahrzeug angebracht sein, so dass im Bereich zwischen den Sitzen oder im Kardantunnelbereich keine Überschneidungen mit anderen Baugruppen entstehen.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass das Kraftübertragungselement über ein Spindel-Mutter-Getriebe angetrieben ist, das reversibel antreibbar ist. Die Spindel kann entweder direkt auf dem Kraftübertragungselement ausgebildet oder damit verbunden sein, insbesondere drehbar verbunden um das Kraftübertragungselement angeordnet, um die Drehbewegung des Motors in eine Longitudinalbewegung umzuwandeln. Die Spindelmutter ist dabei bevorzugt ortsfest gelagert und über ein Getriebe mit dem Antrieb verbunden und kann eine Verlagerung der Spindel und damit des Kraftübertragungselementes und dem damit gekoppelten Gurtschloss bewirken. Der elektromotorische Antrieb treibt bevorzugt eine erste Getriebestufe, das mit einer hohen Geschwindigkeit bei einem gleichzeitig geringen Drehmoment dreht. Dieses Zahnrad greift in eine Spindelmutter ein und treibt die drehbar und axial unbeweglich gelagerte Spindelmutter an. Die Spindelmutter ist mit einem Innengewinde ausgestattet, das mit einem Außengewinde einer Spindel kämmt. Die Übersetzung von Spindelmutter und Spindel ist bevorzugt selbsthemmend ausgelegt und übersetzt sehr hoch in das Langsame bei einem gleichzeitig hohen Drehmoment. Die Selbsthemmung des Spindelgetriebes erübrigt ein separates Sperrelement gegen eine ungewollte Verlagerung des Gurtschlosses in die ausgefahrene Stellung

Wird der Elektromotor aktiviert, wird die Spindelmutter angetrieben und spannt oder entspannt, je nach Drehrichtung, die Spannfeder, die der Spindel und dem Kraftübertragungselement zugeordnet ist. Wird das Kraftübertragungselement aus einer zurückgezogenen Position in eine ausgefahrene Position verlagert, wird gleichzeitig die Spannfeder gespannt. Auf ein Signal aus einem entsprechenden Sensorsystem, beispielsweise zur Ermittlung von Stabilitätsdaten des Fahrwerks, eines Aufpralls oder zur Ermittlung eines bevorstehenden Aufpralls, kann das Gurtschloss eine Vorstraffung ausführen. Um die zeitlichen Anforderungen zu erfüllen und ausreichend große Kräfte bereitzustellen, entspannt sich die Feder, wobei der Motor sich frei mitdreht und nur schnell genug sein muss, die selbsthemmende Spindelmutter mitzudrehen. Die Spindelmutter oder Gleitmutter dient mit der Spindel zusammen als ein verriegelndes Element. Sobald ein Unfall vorliegt und der Fahrzeuginsasse in den Sicherheitsgurt gedrückt wird, werden Lasten auf das Gurtschloss übertragen. Sobald diese Lasten auftreten, verriegelt das System an der Spindel, unabhängig davon, ob der Unfall in einer Vorstraffphase oder in der Bringphase erfolgt, in der das Gurtschloss, beispielsweise nach einer Vorstraffung, in die Präsentationsstellung verfahren sollte.

Neben einer Ausbildung der Spannfeder als Druckfeder, bevorzugt als Schraubenfeder, kann auch eine Drehfeder oder Spiralfeder vorgesehen sein.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 – Darstellung eines Gurtschlosses eines Sicherheitsgurtsystems mit angehängter Kraftübertragungseinrichtung;

2 – Darstellung einer Vorrichtung zur reversiblen Verlagerung eines Gurtschlosses mit Spannfeder und Spindel;

3 – Schematische Darstellung einer Vorrichtung zur reversiblen Verlagerung eines Gurtschlosses eines Sicherheitsgurtsystems

1 zeigt ein Gurtschloss 11 als ein Teil eines Sicherheitsgurtsystems. Dabei ist das Gurtschloss 11 zur flexiblen Verlagerung der Position eingerichtet. Es werden im Wesentlichen zwei signifikante Positionen unterschieden: eine ausgefahrene (vorgespannte) Position und eine zurückgezogene Position. In die ausgefahrene Position wird das Gurtschloss 11 verfahren, um die Bedienung des Sicherheitsgurtsystems durch die Insassen möglichst einfach und komfortabel zu gestalten und das Gurtschloss 11 im Betrieb neben dem Sitz zu halten. Bei dieser Gurtschlosspräsentation ist eine langsame Bewegung ausreichend und erwünscht. Im Gegensatz dazu ist das Gurtschloss 11 in die zurückgezogene Position zu verfahren, wenn der Sicherheitsgurt nicht genutzt wird oder wenn von den Sicherheitseinrichtungen des Fahrzeugs ein bevorstehender Unfall bzw. ein Unfall detektiert wird. Besonders wichtig ist hierbei, dass die Positionsveränderung des Gurtschlosses 11 bei einem Unfall oder einem bevorstehenden Unfall in möglichst geringer Zeit erfolgt. Bei rein motorischen Lösungen besteht dabei das Problem, dass komplizierte und teure Spezialmotoren verwendet werden müssen, die in sehr kurzer Zeit eine hohe Drehzahl erreichen können und dabei genügend Drehmoment aufweisen müssen, um den Sicherheitsgurt zu straften.

Um die reversible Verlagerung des Gurtschlosses 11 zu ermöglichen, ist unterhalb des Gurtschlosses 11, vorzugsweise in dem Bereich, in dem die Gurtschlossvorrichtung an dem Fahrzeug befestigt ist, eine Kraftübertragungseinrichtung 12 mit dem Gurtschloss 11 verbunden. Durch das Aufbringen einer Zugkraft in Richtung R2 an die Kraftübertragungseinrichtung 12 wird das Gurtschloss 11 in eine zurückgezogene Position verlagert. Durch das Aufbringen einer Druckkraft in Richtung R1 an die Kraftübertragungseinrichtung 12 wird das Gurtschloss 11 aus einer zurückgezogenen Position reversibel in eine ausgefahrene Position verschoben. Die für die Positionsveränderung notwendige Kraftübertragungseinheit 12 ist dabei vorzugsweise als biegsame Welle ausgestaltet, um die für die Zug- und Druckkräfte erforderliche Vorrichtung flexibel im Fahrzeuginnenraum unterbringen zu können.

In 2 ist eine Darstellung einer Vorstraffvorrichtung 20 zu erkennen, wie sie für die Erfindung der eingangs genannten Art Anwendung findet und eine reversible Verlagerung der Gurtschlossposition ermöglicht. Ein Elektromotor 21 treibt über eine erste Getriebestufe 22 (Vorgelege) eine selbsthemmende Spindelmutter oder Gleitmutter 23 an. Die Spindelmutter 23 ist dabei axial ortsfest in einem Spindelgehäuse 24 angeordnet. Die Spindelmutter 23 weist auf ihrer radial äußeren Seite eine Verzahnung auf, die in die Verzahnung des Vorgeleges 22 eingreift. Auf der Innenseite ist die Spindelmutter 23 mit einem Innengewinde ausgestattet.

In dem Spindelgehäuse 24 ist weiterhin eine Spindel 25 angeordnet, die auf ihrer radial äußeren Seite ein Außengewinde aufweist, das mit dem Innengewinde der Spindelmutter 23 in Eingriff steht. Um die Spindel 25 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Spannfeder 26 angeordnet, die sich einerends an dem Spindelgehäuse 24 und andererends an einer Abstützscheibe 27 abstützt. Dabei wird das Kraftübertragungselement 12, welches die Kraft für die Verlagerung des Gurtschlosses 11 überträgt, in diesem Ausführungsbeispiel an das Ende 25a der Spindel 25 befestigt. Denkbar wäre jedoch auch, dass die Spindel 25 im Inneren einen Hohlraum aufweist, in den das Kraftübertragungselement hindurch geschoben und am Ende der Abstützscheibe 27 befestigt wird.

In 3 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur reversiblen Verlagerung eines Gurtschlosses abgebildet. Wird der Elektromotor 21 aktiviert, um das Gurtschloss 11 in eine ausgefahrene und vorgespannte Position zu bewegen, so dreht sich die axial ortsfeste Spindelmutter 23 in eine Richtung, in der die Spindel 25 und die Abstützscheibe 27 aufgrund der Verzahnung mit der Spindelmutter 23 axial in Richtung R1 auf den Elektromotor 21 bewegt wird. Dabei werden Druckkräfte auf das Kraftübertragungselement 12 ausgeübt, wodurch das Gurtschloss 11 in die ausgefahrene Position verlagert wird. Das Kraftübertragungselement 12 wird dabei vorteilhafterweise durch eine Hülse 13 geführt, um das Kraftübertragungselement 12 auch, wie in 3 dargestellt, abgewinkelt zu verlegen und dadurch eine flexible Verlegung im Fahrzeuginnenraum zu ermöglichen. Gleichzeitig wird in der Vorstraffvorrichtung die Feder 23 vorgespannt.

Bei einer von den Fahrzeugsicherheitssystemen detektierten Gefahrensituation oder bei einem Unfall wird das Gurtschloss 11 aus der ausgefahrenen Position in kürzester Zeit in die zurückgezogene Position verlagert. Hierfür wird die Spannkraft der Feder 25 ausgenutzt, die im vorgespannten Zustand das Kraftübertragungselement 12 mit einer Zugkraft belastet. Die Federkraft wirkt dabei axial zu der Spindel 25 in Richtung R2. Damit die Hemmung der translatorischen Bewegung der Spindel 25 aufgrund der selbsthemmenden Eigenschaft der Spindelmutter 23 aufgehoben wird, wird der Elektromotor 21, der mit der Spindelmutter 23 über die erste Getriebestufe 22 verbunden ist, in entsprechender Drehrichtung aktiviert. Dadurch wird eine translatorische Bewegung der Spindel 25 in Richtung R2 aufgrund der Druckkraft der gespannten Feder 26, die auf die Abstützscheibe 27 ausgeführt wird, eingeleitet. Der Elektromotor 21 muss dabei die Spindel 25 nicht antreiben, vielmehr reicht es aus, wenn lediglich die Selbsthemmung des Spindelgetriebes aus Spindel 25 und Spindelmutter 23 aufgehoben wird.

Durch diese translatorische Bewegung der Spindel 25 in Richtung R2 wird eine Zugkraft an das Kraftübertragungselement 12 angelegt, wodurch das Gurtschloss 11 schnell in die zurückgezogene Position verlagert wird. Die Verlagerung erfolgt dabei aufgrund der Federkraft schneller als bei einem motorischen Antrieb. Die Verlagerung des Gurtschlosses 11 in die zurückgezogene Position ist dabei reversibel, das heißt, die Vorstraffvorrichtung kann nach einem plötzlichen Entspannen der Feder und Zurückziehen des Gurtschlosses 11 in die zurückgezogene Position wieder in die ausgefahrene Position verlagert werden und das Sicherheitsgurtsystem so erneut auf eine Gefahrensituation vorbereiten.


Anspruch[de]
Vorrichtung zur reversiblen Verlagerung eines Gurtschlosses (11) eines Sicherheitsgurtsystems mit einem elektromotorischen Antrieb (21), der über eine Kraftübertragungseinrichtung (12), die Zug- und Druckkräfte überträgt, mit dem Gurtschloss (11) gekoppelt ist und das Gurtschloss (11) aus einer zurückgezogenen Position in eine ausgefahrene Position und zurück bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Antrieb (21) eine Spannfeder (26) zugeordnet ist, die in der ausgefahrenen Position des Gurtschlosses (11) vorgespannt ist und diese in Richtung der zurückgezogenen Position mit einer Federkraft belastet. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (12) als eine Welle ausgebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung (12) als eine biegsame Welle ausgebildet ist. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftübertragungseinheit (12) ein Spindelgetriebe (22, 23) zugeordnet ist, das reversibel antreibbar ist. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (25) auf dem Kraftübertragungselement (12) ausgebildet oder fest mit ihm verbunden ist. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (23) ortsfest gelagert und über ein Getriebe (22, 23) mit dem Antrieb (21) gekoppelt ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindel-Mutter-Getriebe (22, 23) selbsthemmend ausgebildet ist. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannfeder (26) als Druck- oder Drehfeder ausgebildet ist.






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