DE102018219040A1

DE102018219040A1 - Belt retractor

Info

Publication number: DE102018219040A1
Application number: DE102018219040.2A
Authority: DE
Inventors: Ronald Jabusch
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2020-05-14
Anticipated expiration: 2038-11-09
Also published as: DE102018219040B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller (1) mit einer in einem fahrzeugfest befestigbaren Gehäuse drehbar gelagerten Gurtwelle (4), auf welcher ein Sicherheitsgurt aufwickelbar ist, und einem Elektromotor (5) zum Antrieb der Gurtwelle (4) zu einer Drehbewegung, und einem die Drehbewegung von dem Elektromotor (5) auf die Gurtwelle (4) übertragenden Getriebe (6), wobei das Getriebe (6) in einem ersten Kraftübertragungsweg als Baugruppe zum Antrieb der Gurtwelle (4) mit einem ersten Drehmoment antreibbar ist, und das Getriebe (6) durch Schalten einer Kupplung (8) unter Eröffnung eines zweiten Kraftübertragungsweges zum Antrieb der Gurtwelle (4) mit einem zweiten Drehmoment antreibbar ist.The present invention relates to a belt retractor (1) with a belt shaft (4) rotatably mounted in a housing that can be fastened to a vehicle, on which a seat belt can be wound, and an electric motor (5) for driving the belt shaft (4) for a rotary movement, and one of them Rotary movement from the electric motor (5) to the belt shaft (4) transmitting transmission (6), the transmission (6) being drivable with a first torque in a first force transmission path as an assembly for driving the belt shaft (4), and the transmission (6 ) can be driven with a second torque by switching a clutch (8) while opening a second power transmission path for driving the belt shaft (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The present invention relates to a belt retractor with the features of the preamble of claim 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 an einer Sitzstruktur oder an einer Fahrzeugstruktur und ist dafür aus einem entsprechend dicken Stahlblech hergestellt, welches zu einem U-förmigen Rahmen gebogen ist.Belt reels have, as basic components, a load-bearing frame and a belt reel rotatably mounted in the frame, on which a seat belt can be wound. In addition to the storage of the belt reel, the frame is also used for fastening to a seat structure or to a vehicle structure and is therefore made of a correspondingly thick steel sheet which is bent into a U-shaped frame.

Fahrzeugsitze mit Sicherheitsgurteinrichtungen sind z.B. in der Verwendung als Vordersitze in Cabriolets bekannt, bei denen wenigstens die Gurtaufroller der Sicherheitsgurteinrichtungen in den Rückenlehnen der Fahrzeugsitze befestigt sind. Die Gurtaufroller werden in diesem Fall mangels einer lasttragenden B-Säule und aus Gründen des Zuganges zu den hinteren Sitzen bzw. aus Gründen der Entfernung zu der hinteren Fahrzeugstruktur bevorzugt in die Rückenlehnen der Fahrzeugsitze integriert, welche damit auch zur Aufnahme der im Rückhaltefall wirkenden Zugkräfte ausgelegt werden müssen. Die Gurtaufroller selbst weisen alle Grundbauteile eines Standardgurtaufrollers auf und werden nur mit verschiedenen, speziell für den Einbau in die Rückenlehne vorgesehenen Zusatzbaugruppen, wie z.B. einem sich selbst ausrichtenden Trägheitssensor versehen. Vehicle seats with seat belt devices are e.g. known in use as front seats in convertibles in which at least the seat belt retractors of the seat belt devices are fastened in the backrests of the vehicle seats. In this case, the belt retractors are preferably integrated into the backrests of the vehicle seats due to the lack of a load-bearing B-pillar and for reasons of access to the rear seats or for reasons of distance from the rear vehicle structure, which are thus also designed to absorb the tensile forces acting in the event of a restraint Need to become. The seat belt retractors themselves have all the basic components of a standard seat belt retractor and are only fitted with various additional assemblies specially designed for installation in the backrest, e.g. a self-aligning inertia sensor.

Der Fahrzeugsitz weist in seinem Grundaufbau eine Sitzstruktur aus mehreren lasttragenden Strukturteilen auf, welche zur Befestigung des Fahrzeugsitzes an der Fahrzeugstruktur dienen. Die Sitzstruktur ist zur Verbesserung des Sitzkomforts mit Federn und einer Polsterung versehen und dient außerdem zur Befestigung weiterer Bauteile wie z.B. verschiedene Sitzverstellmechanismen, einschließlich der zugehörigen Elektromotoren und weiterer Bauteile wie Heizeinrichtungen, Sensoren, Displays, Kopfstützen und dergleichen.In its basic structure, the vehicle seat has a seat structure composed of a plurality of load-bearing structural parts which are used to fasten the vehicle seat to the vehicle structure. The seat structure is provided with springs and padding to improve seating comfort and is also used to attach other components such as various seat adjustment mechanisms, including the associated electric motors and other components such as heating devices, sensors, displays, headrests and the like.

In modernen Fahrzeugen mit autonomen Fahrsystemen wird zunehmend eine vergrößerte Verstellbarkeit der Fahrzeugsitze in verschiedene Ausrichtungen und Stellungen gefordert, damit der Fahrzeuginsasse die durch das autonome Fahren gewonnenen Freiheiten z.B. zu einer vertieften Kommunikation mit den weiteren Insassen, zu verlängerten und intensiveren Ruhephasen oder auch zur Arbeit nutzen und den Fahrzeugsitz dazu entsprechend ausrichten kann. Dies hat zur Folge, dass die Sicherheitsgurteinrichtung und insbesondere der Gurtaufroller nicht mehr wie bisher an der Fahrzeugstruktur, sondern stattdessen am Fahrzeugsitz befestigt werden muss, wie dies z.B. auch schon bei den Vordersitzen von Cabriolets der Fall war.In modern vehicles with autonomous driving systems, increased adjustability of the vehicle seats in different orientations and positions is increasingly required, so that the vehicle occupant can exercise the freedom gained by autonomous driving, e.g. for more in-depth communication with the other occupants, for extended and more intensive periods of rest or for work and to adjust the vehicle seat accordingly. As a result, the seat belt device and in particular the belt retractor no longer have to be fastened to the vehicle structure as before, but instead to the vehicle seat, as is the case, for example, was already the case with the front seats of convertibles.

Ferner werden Gurtaufroller in modernen Sicherheitsgurteinrichtungen mit Elektromotoren versehen, welche die Gurtwelle bei einer Aktivierung zum Beispiel zu einer reversiblen Gurtstraffung in Aufwickelrichtung antreiben. Der Elektromotor ist dabei ebenfalls an dem Rahmen 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 die Drehzahl des Elektromotors in eine vorbestimmte Drehzahl der Gurtwelle übersetzt wird. Durch die Verwendung des Getriebes wird es außerdem ermöglicht, einen möglichst kleinbauenden Elektromotor mit einer hohen Drehzahl 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 03/0 99 619 A2 bekannt.Furthermore, belt retractors in modern seat belt devices are provided with electric motors which, when activated, drive the belt shaft, for example, to reversibly tighten the belt in the winding direction. The electric motor is also fastened to the frame and arranged on the side of the belt shaft with a drive shaft aligned parallel to the axis of rotation of the belt shaft. Furthermore, it is known to provide a transmission between the belt shaft and the electric motor, by means of which the speed of the electric motor is translated into a predetermined speed of the belt shaft. The use of the gearbox also makes it possible to use the smallest possible electric motor with a high speed. Overall, this results in a belt retractor with an increased space requirement despite the use of the small-size electric motor made possible by the transmission. Such a belt retractor is, for example, from the publication WO 03/0 99 619 A2 known.

Sofern die Gurtwelle mit unterschiedlichen Drehzahlen und Drehmomenten angetrieben werden soll, müssen weitere Getriebestufen vorgesehen werden, welche den Bauraumbedarf weiter vergrößern. Ein solcher Gurtaufroller ist z.B. aus der Druckschrift DE 199 27 731 C2 bekannt.If the belt shaft is to be driven at different speeds and torques, further gear stages must be provided, which further increase the installation space requirement. Such a belt retractor is, for example, from the publication DE 199 27 731 C2 known.

Da die an der Sitzstruktur der Fahrzeugsitze oder auch allgemein in sehr kleinen Fahrzeugen zur Verfügung stehenden Bauräume in ihrer Größe sehr begrenzt sind und aus Designgründen nicht beliebig vergrößert werden können, ist die Anordnung eines derartigen Gurtaufrollers am Fahrzeugsitz oder auch in einem kleinen Fahrzeug grundsätzlich problematisch.Since the installation space available on the seat structure of the vehicle seats or also generally in very small vehicles is very limited in size and cannot be increased arbitrarily for design reasons, the arrangement of such a belt retractor on the vehicle seat or in a small vehicle is fundamentally problematic.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Gurtaufroller mit einem Elektromotor und einem Getriebe mit einem reduzierten Bauraumbedarf zu schaffen.Against this background, the invention has for its object to provide an improved belt retractor with an electric motor and a transmission with a reduced space requirement.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Gurtaufroller mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.To achieve the object, a belt retractor with the features of claim 1 is proposed. Further preferred developments of the invention can be found in the subclaims, the figures and the associated description.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird nach Anspruch 1 vorgeschlagen, dass das Getriebe in einem ersten Kraftübertragungsweg als Baugruppe zum Antrieb der Gurtwelle mit einem ersten Drehmoment antreibbar ist, und das Getriebe durch Schalten einer Kupplung unter Eröffnung eines zweiten Kraftübertragungsweges zum Antrieb der Gurtwelle mit einem zweiten Drehmoment antreibbar ist.According to the basic idea of the invention, it is proposed according to claim 1 that the transmission can be driven in a first power transmission path as an assembly for driving the belt shaft with a first torque, and the transmission by shifting a clutch while opening a second power transmission path for driving the belt shaft with a second Torque can be driven.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass ein Getriebe mit nur einer einzigen Getriebestufe verwendet werden kann und dennoch unterschiedliche Drehmomente und Drehzahlen übertragbar sind, indem das Getriebe selbst als Baugruppe zum Antrieb der Gurtwelle genutzt wird. Ferner ist das Getriebe mit einer schaltbaren Kupplung versehen, welche durch Schalten einen zweiten Kraftübertragungsweg mit einem anderen Drehmoment und einer anderen Drehzahl eröffnet. So kann das Getriebe durch das Drehen als Baugruppe zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes in die Parkposition mit einer geringen Drehzahl und einem niedrigen Drehmoment genutzt werden. Das Getriebe bildet dabei als Baugruppe einen Block zur Übertragung der Antriebsbewegung, ohne dass diese in der Drehzahl verändert wird. Das Getriebe ist praktisch deaktiviert oder auch überbrückt. Erst durch das Schalten der Kupplung wird das Getriebe aktiviert und die Drehzahl des Elektromotors in eine andere Drehzahl der Gurtwelle übersetzt. Dies kann z.B. für eine reversible Gurtstraffung der Fall sein. The advantage of the solution according to the invention can be seen in the fact that a transmission can be used with only a single gear stage and yet different torques and speeds can be transmitted by using the transmission itself as an assembly for driving the belt shaft. Furthermore, the transmission is provided with a switchable clutch, which opens a second power transmission path with a different torque and a different speed by switching. The gearbox can be used by rotating it as an assembly for winding the seat belt into the parking position with a low speed and a low torque. The gear unit forms a block for the transmission of the drive movement without changing the speed. The gearbox is practically deactivated or bridged. The transmission is only activated and the speed of the electric motor is translated into a different speed of the belt shaft by switching the clutch. This can be the case for reversible belt tensioning, for example.

Dabei kann die Kupplung bevorzugt drehzahl- und /oder trägheits- und/oder drehmomentgesteuert sein, so dass sie selbsttätig, allein durch eine Erhöhung der Drehzahl des Elektromotors bzw. durch eine Erhöhung des zu überwindenden Widerstandsdrehmomentes angesteuert wird. Dabei kann die zur Schaltung der Kupplung erforderliche Drehzahl bzw. das zur Schaltung erforderliche Drehmoment durch die Auslegung der Kupplung z.B. durch die Auslegung der Massen, der Reibungskräfte, vorhandener Federkräfte und/oder vorhandener Steuerkonturen definiert werden. Da die zu übertragenden Drehmomente und die Drehzahl des Elektromotors zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes und während der reversiblen Gurtstraffung erheblich unterschiedlich sind, kann die erforderliche Drehzahl bzw. das erforderliche Drehmoment zum Schalten der Kupplung so hoch gewählt werden, dass die Gurtwelle beim Aufwickeln des Sicherheitsgurtes in die Parkposition immer zuverlässig durch das Getriebe als Baugruppe angetrieben wird, und die Kupplung nicht ungewollt schaltet.The clutch can preferably be speed and / or inertia and / or torque controlled so that it is automatically controlled solely by increasing the speed of the electric motor or by increasing the resistance torque to be overcome. The speed required for switching the clutch or the torque required for switching can be determined by designing the clutch e.g. are defined by the design of the masses, the frictional forces, existing spring forces and / or existing control contours. Since the torques to be transmitted and the speed of the electric motor for winding the seat belt and during the reversible belt tensioning are considerably different, the required speed or the required torque for switching the clutch can be chosen so high that the belt shaft when winding the seat belt into the Parking position is always reliably driven by the transmission as an assembly, and the clutch does not shift unintentionally.

Dabei kann das Getriebe die Drehbewegung des Elektromotors in dem zweiten Kraftübertragungsweg bevorzugt in eine kleinere Drehzahl der Gurtwelle übersetzen. Der Elektromotor dreht damit während der Antriebsbewegung bei geschalteter also gelöster Kupplung mit einer höheren Drehzahl als die Gurtwelle, so dass die auf die Gurtwelle einwirkenden Drehmomente z.B. für eine reversible Gurtstraffung erhöht werden können.The transmission can preferably translate the rotary movement of the electric motor in the second power transmission path into a lower speed of the belt shaft. The electric motor thus rotates at a higher speed than the belt shaft during the drive movement when the clutch is disengaged, so that the torques acting on the belt shaft e.g. can be increased for a reversible belt tensioning.

Eine weitere bevorzugte Weiterentwicklung besteht darin, dass ein erstes Teil des Getriebes mittels einer Blockiereinrichtung gegenüber einer fahrzeugfesten Verzahnung blockierbar ist, und die Kupplung zwischen dem ersten Teil des Getriebes und einem zweiten Teil des Getriebes angeordnet ist, wobei das zweite Teil des Getriebes ein Teil des zweiten Kraftübertragungsweges ist. Das Schalten der Kupplung erfolgt damit durch das Festlegen bzw. Blockieren des ersten Teils, und durch das Erzwingen der Antriebsbewegung des zweiten Teils des Getriebes relativ zu dem ersten Teil des Getriebes. Die vorher als Baugruppe zusammen miteinander bewegten beiden Teile des Getriebes werden damit bewusst voneinander getrennt, wodurch der zweite Kraftübertragungsweg eröffnet wird.A further preferred development consists in that a first part of the transmission can be blocked by means of a blocking device with respect to a toothing fixed to the vehicle, and the coupling is arranged between the first part of the transmission and a second part of the transmission, the second part of the transmission second power transmission path. The clutch is thus switched by fixing or blocking the first part and by forcing the drive movement of the second part of the transmission relative to the first part of the transmission. The two parts of the gearbox previously moved together as an assembly are thus deliberately separated from each other, which opens the second power transmission path.

Dabei kann die Blockiereinrichtung bevorzugt durch wenigstens eine Blockierklinke gebildet sein, deren Eingriffsbewegung in die fahrzeugfeste Verzahnung durch einen Synchronring gesteuert wird. Die Blockierung des ersten Teils des Getriebes gegenüber der fahrzeugfesten Verzahnung kann damit synchronisiert und damit prozesssicher verwirklicht werden.The blocking device can preferably be formed by at least one blocking pawl, the engagement movement of which in the vehicle-fixed toothing is controlled by a synchronizing ring. The blocking of the first part of the gearbox in relation to the toothing fixed to the vehicle can thus be synchronized and thus implemented reliably.

Dabei kann an dem Synchronring bevorzugt eine Synchronisierungsklinke vorgesehen sein, welche den Synchronring durch Einsteuerung in die fahrzeugfeste Verzahnung gegenüber dieser ausrichtet. Die Synchronisierungsklinke steuert zuerst in die Verzahnung ein und richtet dadurch den Synchronring aus, damit die eigentlich zur Blockierung des ersten Teils vorgesehenen Blockierklinken nachfolgend in einer definierten Ausrichtung in die Verzahnung einsteuern.In this case, a synchronizing pawl can preferably be provided on the synchronizing ring, which aligns the synchronizing ring with respect to the toothing that is fixed to the vehicle. The synchronizing pawl first controls the toothing and thereby aligns the synchronizing ring so that the blocking pawls that are actually intended for blocking the first part subsequently enter the toothing in a defined orientation.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Synchronisierungsklinke in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes federbelastet ist. Durch die Federbelastung der Synchronisierungsklinke kann der Synchronring nach der Ausrichtung noch eine Relativbewegung zu den Blockierklinken ausführen, welche z.B. durch eine an dem Synchronring vorgesehene Steuerkontur zur Auslösung und Steuerung der Bewegung der Blockierklinken genutzt werden kann.It is also proposed that the synchronization pawl be spring-loaded in the winding direction of the seat belt. Due to the spring loading of the synchronizing pawl, the synchronizing ring can still perform a relative movement to the blocking pawls after the alignment, which e.g. can be used by a control contour provided on the synchronizer ring for triggering and controlling the movement of the blocking pawls.

Ferner weist das Getriebe ein ringförmiges Getriebegehäuse mit einer Innenverzahnung und ein sich in der Innenverzahnung des Getriebegehäuses abwälzendes Planetengetriebe auf. Durch ein solches Getriebe können sehr hohe Übersetzungsverhältnisse bei einem gleichzeitig kompakten Aufbau und einer möglichst geringen Anzahl von Einzelteilen verwirklicht werden.Furthermore, the gear has an annular gear housing with an internal toothing and a planetary gear rolling in the internal toothing of the gear housing. Such a transmission enables very high transmission ratios to be achieved with a compact structure and the smallest possible number of individual parts.

Dabei kann das Getriebegehäuse in diesem Fall bevorzugt das erste Teil des Getriebes bilden oder drehfest mit dem ersten Teil verbunden sein, welches durch Schalten der Kupplung fahrzeugfest blockiert wird. Das Getriebegehäuse bildet damit in der blockierten Stellung eine fahrzeugfeste Innenverzahnung aus, an welcher sich das Planetengetriebe abwälzt also umläuft. Das Getriebegehäuse hat damit zwei Funktionen, erstens bildet es das Gehäuse des Getriebes, indem es die Einzelteile des Getriebes nach außen hin umfasst und zusammenhält. Das Getriebegehäuse dreht als wesentlicher Bestandteil des Getriebes vor dem Schalten der Kupplung mit und kann dabei auch Antriebskräfte bzw. Drehmomente übertragen und aufnehmen. Nach dem Schalten der Kupplung bildet das Getriebegehäuse in der zweiten Funktion die fahrzeugfeste Gegenverzahnung, das Planetengetriebe stützt sich dann an seinem Gehäuse ab und läuft in diesem um.In this case, the transmission housing can preferably form the first part of the transmission or be connected in a rotationally fixed manner to the first part, which is blocked in a vehicle-fixed manner by switching the clutch. The gear housing thus forms, in the blocked position, an internal toothing fixed to the vehicle, on which the planetary gear thus rolls around. The gearbox has thus two functions, firstly, it forms the housing of the transmission by embracing and holding together the individual parts of the transmission. The transmission housing rotates as an integral part of the transmission before the clutch is shifted and can also transmit and absorb drive forces or torques. After switching the clutch, the gear housing forms the vehicle-fixed counter-toothing in the second function, the planetary gear is then supported on its housing and rotates in it.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Getriebe ein von dem Elektromotor antreibbares Antriebsrad aufweist, welches das zweite Teil des Getriebes bildet. Das Antriebsrad dient der Übertragung der Antriebsbewegung von dem Elektromotor auf das Getriebe, wobei das Antriebsrad das Getriebe vor dem Schalten der Kupplung als eine Baueinheit antreibt. Erst durch das Schalten der Kupplung wird eine Antriebsverbindung in dem Getriebe zu dem ersten Teil aufgehoben, und das Antriebsrad treibt die Gurtwelle nachfolgend über den zweiten Kraftübertragungsweg an.It is further proposed that the transmission have a drive wheel which can be driven by the electric motor and which forms the second part of the transmission. The drive wheel serves to transmit the drive movement from the electric motor to the transmission, the drive wheel driving the transmission as a structural unit before the clutch is switched. Only when the clutch is switched is a drive connection in the transmission to the first part released, and the drive wheel subsequently drives the belt shaft via the second power transmission path.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das Getriebe und die Kupplung koaxial zueinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauform und die Antriebsbewegung des Elektromotors kann koaxial auf das Getriebe, ohne eine Umlenkung übertragen werden.It is further proposed that the transmission and the clutch are arranged coaxially with one another. This results in a particularly compact design and the drive movement of the electric motor can be transmitted coaxially to the transmission without a deflection.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

1 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit einem montierten und demontierten Gehäuse, und
2 einen Elektromotor mit einem erfindungsgemäßen Getriebe in Explosionsdarstellung, und
3 den Elektromotor mit dem Getriebe in einer ersten Darstellung, und
4 den Elektromotor mit dem Getriebe in einer zweiten Darstellung, und
5 den Elektromotor mit der Kupplung in Explosionsdarstellung, und
6 die Kupplung mit und ohne Synchronring.

The invention is explained below on the basis of preferred embodiments with reference to the attached figures. It shows

1 a belt retractor according to the invention with an assembled and disassembled housing, and
2nd an electric motor with a transmission according to the invention in an exploded view, and
3rd the electric motor with the transmission in a first representation, and
4th the electric motor with the transmission in a second representation, and
5 the electric motor with the clutch in an exploded view, and
6 the clutch with and without synchronizer ring.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller 1 mit einem durch zwei Gehäuseschalen 2 und 3 zusammengesetzten Gehäuse zu erkennen, welches sowohl der Befestigung des Gurtaufrollers 1 an einem Fahrzeug und bevorzugt in einem schmalen länglichen Bauraum eines Fahrzeugsitzes als auch der Lagerung und Befestigung der nachfolgend noch näher beschriebenen Einzelteile des Gurtaufrollers 1 dient. Das Gehäuse kann auch Teil einer übergeordneten Struktur des Fahrzeugsitzes oder des Fahrzeugs, wie z.B. eine Strebe oder ein Holm, sein.In the 1 is a belt retractor according to the invention 1 with one through two housing shells 2nd and 3rd composite housing to recognize which of both the fastening of the belt retractor 1 on a vehicle and preferably in a narrow, elongated installation space of a vehicle seat and also for the storage and fastening of the individual parts of the belt retractor, which are described in more detail below 1 serves. The housing can also be part of a superordinate structure of the vehicle seat or of the vehicle, such as a strut or a spar.

Das Gehäuse ist innenseitig mit mehreren Stegen 24 zur Lagerung des Gurtaufrollers 1 versehen, welche senkrecht zu der Drehachse des Gurtaufrollers ausgerichtet und in Bezug zu der Drehachse formschlüssig und drehfest mit dem Gehäuse verbunden sind. Der Gurtaufroller 1 weist als Grundbauteil eine Gurtwelle 4 auf, auf welcher ein zur Rückhaltung eines Insassen vorgesehener Sicherheitsgurt aufwickelbar ist. Ferner ist ein irreversibler Gurtstraffer 7 zum Antrieb der Gurtwelle 4 in Aufwickelrichtung und damit zum Herausziehen vorhandener Gurtlose in einer Frühphase eines Unfalles vorgesehen. Außerdem ist ein Elektromotor 5 und ein Getriebe 6 vorgesehen. Die Gurtwelle 4, der irreversible Gurtstraffer 7, der Elektromotor 5 und das Getriebe 6 sind koaxial zueinander angeordnet. Ferner sind der Elektromotor 5, das Getriebe 6 und der irreversible Gurtstraffer 7 in den Außenabmaßen senkrecht zu der Drehachse der Gurtwelle so bemessen, dass sie kleiner als der maximale Durchmesser des vollständig aufgewickelten Gurtwickels auf der Gurtwelle 4 sind. Da das Gehäuse hier im Querschnitt eckig ausgebildet ist, bleiben in den Ecken zusätzliche Freiräume, welche z.B. zur Anordnung eines Strafferantriebsrohres des irreversiblen Gurtstraffers 7 oder anderer Anbauteile, wie z.B. Steuereinheiten oder auch elektrischen Leitungen genutzt werden können. Damit sind die maximalen Außenabmaße durch den maximalen Gurtwickel vorgegeben. Da der maximale Durchmesser wiederum durch die Dicke des Gurtbandes und die maximal aufzuwickelnde Länge des Gurtbandes vorgegeben ist und ohne eine Änderung des Gurtbandes nicht verringert werden kann, weist der Gurtaufroller 1 damit die kleinstmöglichen Abmaße senkrecht zu der Drehachse der Gurtwelle 4 auf und kann damit auch in sehr schmalen und länglichen Freiräumen des Fahrzeugsitzes und der Fahrzeugstruktur angeordnet und befestigt werden.The housing is on the inside with several webs 24th for storing the belt retractor 1 provided, which are aligned perpendicular to the axis of rotation of the belt retractor and are positively and non-rotatably connected to the housing with respect to the axis of rotation. The belt retractor 1 has a belt shaft as a basic component 4th on which a safety belt provided for restraining an occupant can be wound up. There is also an irreversible belt tensioner 7 to drive the belt shaft 4th provided in the winding direction and thus for pulling out existing belt loops in an early phase of an accident. There is also an electric motor 5 and a gear 6 intended. The belt shaft 4th , the irreversible belt tensioner 7 , the electric motor 5 and the gear 6 are arranged coaxially to each other. Furthermore, the electric motor 5 , The gear 6 and the irreversible belt tensioner 7 in the outer dimensions perpendicular to the axis of rotation of the belt shaft so that they are smaller than the maximum diameter of the completely wound belt reel on the belt shaft 4th are. Since the housing is angular in cross-section here, additional spaces remain in the corners, for example for arranging a tensioner drive tube of the irreversible belt tensioner 7 or other attachments, such as control units or electrical cables can be used. The maximum external dimensions are thus determined by the maximum belt winding. Since the maximum diameter is again determined by the thickness of the webbing and the maximum length of the webbing to be wound up and cannot be reduced without changing the webbing, the belt retractor has 1 thus the smallest possible dimensions perpendicular to the axis of rotation of the belt shaft 4th and can thus be arranged and fastened in very narrow and elongated spaces of the vehicle seat and the vehicle structure.

In den 2, 3 und 4 sind der Elektromotor 5 und das Getriebe 6 in Explosionsdarstellung mit den Grundbauteilen und als Baugruppe zu erkennen. Der Elektromotor 5 ist an der Seite, an welcher seine Antriebswelle herausgeführt ist, in einer Lageröffnung eines Steges 24 fixiert. In der Lageröffnung ist eine Innenverzahnung 25 vorgesehen, welche zu einer drehfesten Festlegung des Gehäuses des Elektromotors 5 genutzt werden kann, aber hauptsächlich zu einem nachfolgend noch näher erläuterten Schalten einer in dem Getriebe 6 vorgesehenen Kupplung 8 vorgesehen ist.In the 2nd , 3rd and 4th are the electric motor 5 and the gear 6 recognizable in exploded view with the basic components and as an assembly. The electric motor 5 is on the side on which its drive shaft is led out, in a bearing opening of a web 24th fixed. There is an internal toothing in the bearing opening 25th provided, which is used for a rotationally fixed fixing of the housing of the electric motor 5 can be used, but mainly for a shift in the transmission, which will be explained in more detail below 6 provided coupling 8th is provided.

Das Getriebe 6 umfasst als Grundbauteile die Kupplung 8, ein Planetengetriebe 9 und ein Getriebegehäuse 10. Das Getriebe 6 wird außen von dem Getriebegehäuse 10 umfasst und weist eine zylindrische Grundform auf. Ferner greift das Getriebegehäuse 10 über vorstehende Finger 27 in formkorrespondierende Taschen 28 des ersten Teils 11 der Kupplung 8 und ist dadurch drehfest mit einem ersten ringförmigen Teil 11 der Kupplung 8 verbunden. An seiner der Gurtwelle 4 zugewandten Seite weist das Getriebegehäuse 10 eine Öffnung 37 auf, durch welche sich ein Abtriebszahnrad 23 des Planetengetriebes 9 nach außen erstreckt. Das Getriebegehäuse 10 selbst ist rohr- oder ringförmig ausgebildet und weist an seiner Innenseite eine Innenverzahnung 26 auf.The gear 6 includes the coupling as basic components 8th , a planetary gear 9 and a gearbox 10th . The gear 6 is outside of that Gear housing 10th comprises and has a cylindrical basic shape. The gear housing also engages 10th over protruding fingers 27th in matching bags 28 of the first part 11 the clutch 8th and is thereby rotationally fixed with a first annular part 11 the clutch 8th connected. At his the belt shaft 4th facing side has the gear housing 10th an opening 37 on, through which an output gear 23 of the planetary gear 9 extends outwards. The gearbox 10th itself is tubular or ring-shaped and has an internal toothing on its inside 26 on.

Die Kupplung 8 weist ein Antriebsrad 13 auf, welches drehfest mit der Antriebswelle des Elektromotors 5 verbunden ist und damit bei einer Aktivierung des Elektromotors 5 zu einer Drehbewegung angetrieben wird. Vor dem Schalten der Kupplung 8 ist das Antriebsrad 13, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, drehfest mit dem ersten Teil 11 und darüber auch drehfest mit dem Getriebegehäuse 10 verbunden.The coupling 8th has a drive wheel 13 on which is rotatably connected to the drive shaft of the electric motor 5 is connected and thus when the electric motor is activated 5 is driven to rotate. Before switching the clutch 8th is the drive wheel 13 , as will be described in more detail below, rotatably with the first part 11 and also rotatably with the gearbox 10th connected.

Das Planetengetriebe 9 greift, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, in die Innenverzahnung 26 des Getriebegehäuses 10 ein. Damit erfolgt die Übertragung der Antriebsbewegung des Elektromotors 5 vor dem Schalten der Kupplung 8 über das Antriebsrad 13, das erste Teil 11, das Getriebegehäuse 10, die Innenverzahnung 26 und das Planetengetriebe 9 auf das Abtriebszahnrad 23. Das Planetengetriebe 9 wird dabei über die geschlossene Kupplung 8 ebenfalls zu der identischen Drehbewegung angetrieben, so dass das Getriebe 6 bei geschlossener Kupplung 8 die Antriebsbewegung des Elektromotors 5 in einem Verhältnis 1:1 auf das Abtriebszahnrad 23 überträgt. Das Getriebe 6 rotiert als Baugruppe und treibt die Gurtwelle 4 in dem weiteren Kraftübertragungsweg an, ohne dass die Antriebsdrehzahl des Elektromotors 5 in dem Kraftübertragungsweg des Getriebes 6 geändert wird. Selbstverständlich kann die Antriebsdrehbewegung nachfolgend in dem weiteren Kraftübertragungsweg z.B. durch ein weiteres Getriebe mit einer nicht veränderbaren Übersetzung auf die Gurtwelle 4 übertragen werden, soweit dies z.B. aus Gründen der Übertragung der Drehbewegung erforderlich ist. Dabei kann auch eine weitere schaltbare oder nichtschaltbare Kupplung vorgesehen sein.The planetary gear 9 engages in the internal toothing, as will be explained in more detail below 26 of the gearbox 10th a. The drive movement of the electric motor is thus transmitted 5 before switching the clutch 8th via the drive wheel 13 , the first part 11 , the gearbox 10th who have favourited Internal Gear 26 and the planetary gear 9 on the driven gear 23 . The planetary gear 9 is over the closed clutch 8th also driven to the identical rotary motion so that the gear 6 with clutch closed 8th the drive movement of the electric motor 5 in a relationship 1 : 1 on the driven gear 23 transmits. The gear 6 rotates as an assembly and drives the belt shaft 4th in the further power transmission path without the drive speed of the electric motor 5 in the transmission transmission path 6 will be changed. Of course, the drive rotary movement can subsequently follow in the further power transmission path, for example by means of a further gear with an unchangeable ratio on the belt shaft 4th are transmitted, insofar as this is necessary, for example, for reasons of transmission of the rotary movement. A further switchable or non-switchable clutch can also be provided.

Die Kupplung 8 weist das in den 5 und 6 zu erkennende Antriebsrad 13 mit drei dreieckförmigen sich radial nach außen verengenden Öffnungen 35 auf. Ferner weist die Kupplung 8 drei Kupplungsklinken 15 mit jeweils einem Steuerstift 36 auf, welche mit den Steuerstiften 36 in die Öffnungen 35 des Antriebsrades 13 eingreifen. Die Kupplungsklinken 15 sind in jeweils einer Führung eines Führungsteils 14 längsverschieblich in Radialrichtung geführt und über jeweils eine Feder radial nach außen federbelastet. Durch die Federbelastung werden die Kupplungsklinken 15 radial nach außen in Vertiefungen des ersten Teils 11 der Kupplung gedrängt oder reibschlüssig gegen die Innenwandung des ersten Teils 11 gedrückt und stellen dadurch eine Drehverbindung zwischen dem Antriebsrad 13 und dem ersten Teil 11 der Kupplung 8 her.The coupling 8th points this out in the 5 and 6 drive wheel to be recognized 13 with three triangular openings that narrow radially outwards 35 on. Furthermore, the clutch 8th three clutch pawls 15 with one control pin each 36 on which with the control pins 36 into the openings 35 of the drive wheel 13 intervention. The clutch pawls 15 are each in a guide of a guide part 14 guided longitudinally in the radial direction and spring-loaded radially outwards by means of one spring each. Due to the spring load, the clutch pawls 15 radially outwards in depressions of the first part 11 the clutch pushed or frictionally against the inner wall of the first part 11 pressed and thereby establish a rotary connection between the drive wheel 13 and the first part 11 the clutch 8th forth.

Ferner sind an dem ersten Teil 11 drei Blockierklinken 16 mit jeweils einem Steuerstift 30 schwenkbar gelagert, welche eine Blockiereinrichtung für das erste Teil 11 bilden. Außerdem ist an dem ersten Teil 11 eine schwenkbar gelagerte Synchronisierungsklinke 17 mit zwei Steuerstiften 31 und 34 vorgesehen, welche zudem in Aufwickelrichtung des Gurtbandes mittels einer Feder federbelastet ist. Die Blockierklinken 16 greifen mit ihren Steuerstiften 30 in gekrümmte Steuerkonturen 39 des Synchronringes 12 ein. Die Synchronisierungsklinke 17 greift in gleicher Weise mit ihren beiden Steuerstiften 31 und 34 in zwei separate Steuerkonturen 29 und 33 des Synchronringes 12 ein.Furthermore, on the first part 11 three pawls 16 with one control pin each 30th pivoted, which is a blocking device for the first part 11 form. Also on the first part 11 a pivoting sync jack 17th with two control pins 31 and 34 provided which is also spring-loaded in the winding direction of the webbing by means of a spring. The pawls 16 grip with their control pins 30th in curved control contours 39 the synchronizer ring 12th a. The synchronization jack 17th engages in the same way with their two control pins 31 and 34 in two separate control contours 29 and 33 the synchronizer ring 12th a.

Das Führungsteil 14 mit den daran geführten Kupplungsklinken 15 weist ein zentrisches Antriebszahnrad 40 auf, mit dem es im Eingriff mit drei Planetenrädern 18 einer ersten Stufe steht und damit das Sonnenrad für die Planetenräder 18 der ersten Stufe bildet. Die Planetenräder 18 sind auf einem Planetenträger 19 drehbar gelagert, an dem wiederum ein weiteres zentrisches Zahnrad 21 vorgesehen ist, welches das Sonnenrad für drei weitere Planetenräder 20 einer zweiten Stufe bildet. Die Planetenräder 20 der zweiten Stufe sind ihrerseits drehbar auf einem zweiten Planetenträger 22 gelagert, an dem schließlich das durch die Öffnung 37 des Getriebegehäuses 10 ragende Abtriebszahnrad 23 angeordnet ist. Die Planetenräder 18 und 20 der beiden Stufen greifen jeweils in die Innenverzahnung 26 des Getriebegehäuses 10 ein.The guide part 14 with the coupling pawls attached to it 15 has a central drive gear 40 on which it meshes with three planet gears 18th is a first stage and thus the sun gear for the planet gears 18th the first stage. The planet gears 18th are on a planet carrier 19th rotatably mounted, on which in turn another central gear 21st is provided, which is the sun gear for three further planet gears 20th a second stage. The planet gears 20th the second stage are in turn rotatable on a second planet carrier 22 stored on which eventually through the opening 37 of the gearbox 10th protruding output gear 23 is arranged. The planet gears 18th and 20th of the two stages engage in the internal toothing 26 of the gearbox 10th a.

Bei geschlossener Kupplung 8 bildet das Getriebe 6 einen Block oder auch eine Baugruppe, welche als Einheit angetrieben wird. Dabei führen die Einzelteile des Getriebes 6 keinerlei Relativbewegung zueinander aus und sind praktisch starr miteinander verbunden. Die Antriebsdrehbewegung des Antriebsrades 13 wird damit praktisch in einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 auf das Abtriebszahnrad 23 übertragen, und das Getriebe 6 ist deaktiviert.With clutch closed 8th forms the transmission 6 a block or an assembly that is driven as a unit. The individual parts of the transmission 6 no relative movement to each other and are practically rigidly connected. The drive rotation of the drive wheel 13 is thus practically in a gear ratio of 1: 1 on the output gear 23 transferred, and the transmission 6 is deactivated.

Das Öffnen der Kupplung 8 erfolgt dann dadurch, indem die Antriebsdrehzahl des Elektromotors 5 z.B. zu einer reversiblen Gurtstraffung soweit erhöht wird, dass eine vorbestimmte Drehzahl überschritten wird. In diesem Fall dreht das Antriebsrad 13 so schnell, dass die Masse aus der über die Kupplungsklinken 15 mitgenommenen Baugruppe mit den Kupplungsklinken 15 selbst, dem Führungsteil 14, dem ersten Teil 11, dem Planetengetriebe 9 und dem Getriebegehäuse 10 gegenüber dem Antriebsrad 13 trägheitsbedingt zurückbleibt. Dadurch werden die Kupplungsklinken 15 aufgrund der Dreieckform der Öffnungen 35 entgegen den wirkenden Federkräften radial nach innen gedrängt und gelangen dadurch außer Eingriff der Vertiefungen des ersten Teils 11 oder sie verlieren den reibschlüssigen Kontakt zu dem ersten Teil 11 der Kupplung 8. Dieselbe Bewegung zur Öffnung der Kupplung 8 kann auch durch eine Erhöhung des zu überwindenden Widerstandsmomentes bzw. Drehmomentes herbeigeführt werden, wichtig ist nur, dass das Antriebsrad 13 zu einer Relativdrehbewegung zu dem Führungsteil 14 und den Kupplungsklinken 15 gezwungen wird, damit die Kupplungsklinken 15 bedingt durch die Dreieckform der Öffnungen radial nach innen gezogen oder gedrückt werden. Durch die Dreieckform der Öffnungen 35 wird die Kupplung 8 unabhängig von der Richtung der Relativdrehbewegung geöffnet, bzw. das Antriebsrad kann in unterschiedlichen Ausrichtungen montiert werden. Sofern die Kupplung 8 nur bei einer Ausführung der Relativdrehbewegung in eine Richtung öffnen soll, können die Öffnungen 35 auch als einseitige Schrägen ausgebildet sein.Opening the clutch 8th is then done by changing the drive speed of the electric motor 5 For example, a reversible belt tensioning is increased to such an extent that a predetermined speed is exceeded. In this case the drive wheel turns 13 so fast that the mass from the over the pawls 15 entrained assembly with the clutch pawls 15 itself, the leadership part 14 , the first part 11 , the planetary gear 9 and the gearbox 10th opposite the drive wheel 13 remains due to inertia. This will release the clutch pawls 15 due to the triangular shape of the openings 35 pushed radially inward against the acting spring forces and thereby disengage the recesses of the first part 11 or they lose contact with the first part 11 the clutch 8th . The same movement to open the clutch 8th can also be brought about by increasing the resistance torque or torque to be overcome, it is only important that the drive wheel 13 to a relative rotational movement to the guide part 14 and the clutch pawls 15 is forced so that the clutch pawls 15 due to the triangular shape of the openings are pulled or pressed radially inwards. Due to the triangular shape of the openings 35 becomes the clutch 8th open regardless of the direction of the relative rotary movement, or the drive wheel can be mounted in different orientations. If the clutch 8th The openings can only open in one direction when the relative rotary movement is carried out 35 also be designed as one-sided bevels.

Nachfolgend ist die Drehverbindung zwischen dem Antriebsrad 13 und dem ersten Teil 11 und damit mit dem Getriebegehäuse 10 durch das Öffnen der Kupplung getrennt. Da die vorher bestandene Drehverbindung nicht schlagartig aufgehoben wird, indem die Kupplung 8 drehzahl- und/oder trägheits- und/oder drehmomentgesteuert beim Überschreiten der vorbestimmten Drehzahl oder des vorbestimmten Drehmomentes geöffnet wird, führt auch der Synchronring 12 eine geringfügige Drehbewegung zu dem ersten Teil 11 aus. Diese Drehbewegung führt in einem ersten Schritt dazu, dass die Synchronisierungsklinke 17 mit dem Steuerstift 31, welcher in die in Umfangsrichtung gerichtete Steuerkontur 29 eingreift, eine in Umfangsrichtung gerichtete Bewegung ausführt. Gleichzeitig führt der Steuerstift 34, welcher in die schräg nach außen gerichtete Steuerkontur 33 eingreift, eine dadurch bedingte schräg nach außen gerichtete Bewegung aus. Beide Bewegungen führen dazu, dass die Synchronisierungsklinke 17 in die Innenverzahnung 25 des Steges 24 in dem Gehäuse einsteuert und den Synchronring 12 gegenüber der Innenverzahnung 25 ausrichtet. Da die Synchronisierungsklinke 17 in Umfangsrichtung federbelastet ist, kann das erste Teil 11 noch um einen kleinen Drehwinkel unter Spannung der Feder weiter drehen, so dass die Blockierklinken 16 durch den Eingriff der Steuerstifte 30 in die schräg nach außen gerichteten Steuerkonturen 39 ebenfalls zu einer Eingriffsbewegung in die Innenverzahnung 25 gezwungen werden. Da der Synchronring 12 durch die Synchronisierungsklinke 17 vorausgerichtet ist, erfolgt die Einsteuerbewegung der Blockierklinken 16 synchronisiert zu der Innenverzahnung 25. Damit ist das erste Teil 11 der Kupplung 8 in Aufwickelrichtung des Gurtbandes fahrzeugfest blockiert. Da das Getriebegehäuse 10 seinerseits drehfest mit dem ersten Teil 11 verbunden ist, ist auch das Getriebegehäuse 10 mit der Innenverzahnung 26 in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes blockiert. Die Kupplung 8 wirkt zwischen dem das erste Teil 11 und dem ein zweites Teil bildenden Antriebsrad 13, so dass die Drehverbindung in dem Kraftübertragungsweg an der Eingangsseite des Getriebes 6 getrennt wird.Below is the slewing ring between the drive wheel 13 and the first part 11 and thus with the gearbox 10th separated by opening the clutch. Since the previously existing slewing ring is not abruptly canceled by the clutch 8th speed and / or inertia and / or torque controlled when the predetermined speed or the predetermined torque is exceeded, the synchronizer ring also leads 12th a slight rotation to the first part 11 out. In a first step, this rotary movement leads to the synchronization pawl 17th with the control pin 31 , which in the circumferential direction of the control contour 29 engages, executes a movement directed in the circumferential direction. At the same time, the control pin leads 34 , which in the obliquely outward control contour 33 engages a resulting oblique outward movement. Both movements result in the synchronization pawl 17th in the internal toothing 25th of the jetty 24th controls in the housing and the synchronizer ring 12th compared to the internal toothing 25th aligns. Because the sync jack 17th is spring-loaded in the circumferential direction, the first part 11 turn by a small angle under tension of the spring, so that the locking pawls 16 through the engagement of the control pins 30th into the control contours directed obliquely outwards 39 also to an engagement movement in the internal toothing 25th are forced. Because the synchronizer ring 12th through the synchronization pawl 17th is aligned, the control movement of the locking pawls takes place 16 synchronized with the internal toothing 25th . So that's the first part 11 the clutch 8th blocked in the vehicle in the winding direction of the webbing. Because the gearbox 10th in turn rotatably with the first part 11 is also connected to the gearbox 10th with the internal toothing 26 blocked in the winding direction of the seat belt. The coupling 8th acts between which the first part 11 and the drive wheel forming a second part 13 , so that the slewing ring in the power transmission path on the input side of the transmission 6 is separated.

Während der weiteren Antriebsbewegung des Elektromotors 5 nach dem Öffnen der Kupplung 8 ist ein zweiter Kraftübertragungsweg eröffnet, indem das Antriebsrad 13 nunmehr das Führungsteil 14 mit dem Antriebszahnrad 40 über den Eingriff der Steuerstifte 36 der Kupplungsklinken 15 in die Öffnungen 35 antreibt. Das Antriebszahnrad 40 treibt seinerseits die Planetenräder 18 an, welche sich jetzt an der feststehenden Innenverzahnung 26 des Getriebegehäuses 10 abwälzen und dadurch den Planetenträger 19 mit dem Zahnrad 21 antreiben. Das Zahnrad 21 treibt die drei Planetenräder 20 einer zweiten Stufe an, welche sich ebenfalls an der fahrzeugfest blockierten Innenverzahnung 26 des Getriebegehäuses 10 abwälzen und dadurch einen zweiten Planetenträger 22 mit dem Abtriebszahnrad 23 antreiben. Damit kann z.B. eine Übersetzung der Drehbewegung des Antriebsrades 13 in eine langsamere Drehbewegung des Abtriebszahnrades 23 in einem Übersetzungsverhältnis von 1:36 verwirklicht werden.During the further drive movement of the electric motor 5 after opening the clutch 8th is a second power transmission path opened by the drive wheel 13 now the guide part 14 with the drive gear 40 about the engagement of the control pins 36 the clutch pawls 15 into the openings 35 drives. The drive gear 40 in turn drives the planet gears 18th which is now on the fixed internal toothing 26 of the gearbox 10th roll and thereby the planet carrier 19th with the gear 21st drive. The gear 21st drives the three planet gears 20th a second stage, which is also on the fixed internal gear teeth 26 of the gearbox 10th roll off and thereby a second planet carrier 22 with the driven gear 23 drive. This can be used, for example, to translate the rotary motion of the drive wheel 13 in a slower rotational movement of the driven gear 23 can be achieved in a gear ratio of 1:36.

Der Elektromotor 5 kann dadurch in einem ersten Kraftübertragungsweg bei geschlossener Kupplung und deaktiviertem Getriebe 6 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 und einer Drehzahl 60 bis 180 U/min zum Aufwickeln des Gurtbandes nach dem Abschnallen in die Parkposition betrieben werden, indem das Getriebe als Block gedreht wird. Sofern die vorgeschlagene Drehzahl auch die Drehzahl der Gurtwelle sein soll, kann die Antriebsdrehbewegung dann auch in einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 weiter auf die Gurtwelle übertragen werden. Zur reversiblen Gurtstraffung kann die Drehzahl des Elektromotors schlagartig auf 5000 bis 15000 U/min erhöht werden, welche durch das Getriebe 6 in dem durch die geöffnete Kupplung 8 eröffneten zweiten Kraftübertragungsweg auf die kleinere Drehzahl von ca. 140 bis 420 U/min des Abtriebszahnrades 23 in dem Übersetzungsverhältnis von 1:36 übersetzt wird. Dabei wird zur Schaltung der Kupplung 8 die deutlich höhere Antriebsdrehzahl von 5000 bis 15000 U/min im Vergleich zu der Antriebsdrehzahl von 60 bis 180 U/min beim Antreiben der Gurtwelle 4 in dem ersten Kraftübertragungsweg genutzt. So kann die Kupplung 8 bzw. das Getriebe 6 mit der integrierten Kupplung 8 so ausgelegt werden, dass sie z.B. erst bei einem Überschreiten einer Antriebsdrehzahl von 1000 U/min öffnet. Damit erfolgt die Übertragung der Antriebsdrehbewegung von 60 bis 180 U/min in dem ersten Kraftübertragungsweg prozesssicher, und ein unbeabsichtigtes Öffnen der Kupplung 8 während des Aufwickelvorganges des Sicherheitsgurtes in die Parkposition kann verhindert werden. Ferner kann die Kupplung 8 auch dann öffnen, wenn das zu überwindende Drehmoment bei gleicher oder abnehmender Drehzahl plötzlich ansteigt. Eine solche Situation kann z.B. dann gegeben sein, wenn der Sicherheitsgurt mit hoher Geschwindigkeit in die Parkposition aufgerollt wird. Wenn der Sicherheitsgurt dann fast vollständig aufgewickelt ist, steigt das zu überwindende Drehmoment an, und die Kupplung 8 schaltet selbsttätig. Durch das Schalten der Kupplung 8 wird die Drehzahl des Abtriebszahnrades 23 verringert und das von dem Abtriebszahnrad 23 ausgeübte Drehmoment vergrößert, so dass der Sicherheitsgurt nachfolgend mit einer geringeren Rückzugsgeschwindigkeit und einer erhöhten Rückzugskraft aufgewickelt wird.The electric motor 5 can thereby in a first power transmission path with the clutch closed and the transmission deactivated 6 with a gear ratio of 1: 1 and a speed 60 to 180 RPM to wind up the webbing after unbuckling into the park position by turning the gearbox as a block. If the proposed speed should also be the speed of the belt shaft, the drive rotary movement can then also be transmitted to the belt shaft in a transmission ratio of 1: 1. For reversible belt tensioning, the speed of the electric motor can be suddenly increased to 5000 to 15000 rpm, which is due to the transmission 6 in the through the opened clutch 8th opened second power transmission path to the lower speed of approx. 140 to 420 rpm of the driven gear 23 is translated in the ratio of 1:36. This is used to shift the clutch 8th the significantly higher drive speed of 5000 to 15000 rpm compared to the drive speed of 60 to 180 rpm when driving the belt shaft 4th used in the first power transmission path. So can the clutch 8th or the transmission 6 with the integrated clutch 8th be designed so that it only opens, for example, when a drive speed of 1000 rpm is exceeded. The transmission of the rotary drive movement of 60 to 180 rpm is thus carried out in the first power transmission path reliable and unintentional opening of the coupling 8th can be prevented during the winding process of the seat belt into the parking position. Furthermore, the clutch 8th also open if the torque to be overcome suddenly increases with the same or decreasing speed. Such a situation can exist, for example, if the seat belt is rolled up into the parking position at high speed. When the seat belt is almost completely wound up, the torque to be overcome increases and the clutch 8th switches automatically. By switching the clutch 8th becomes the speed of the driven gear 23 reduced and that of the output gear 23 Exerted torque increases, so that the seat belt is subsequently wound up with a lower retraction speed and an increased retraction force.

Das Getriebe 6 weist durch das Planetengetriebe 9 einen einzigen Kraftübertragungsweg, hier ein zweistufiges Planetengetriebe 9 auf. Durch die vorgeschlagene Lösung der Übertragung der Antriebsdrehbewegung über das als Baugruppe drehende Getriebe 6 wird ohne einen zusätzlichen Bauraumbedarf ein erster Kraftübertragungsweg zur Verwirklichung einer ersten Funktion, hier das Aufwickeln des Sicherheitsgurtes in die Parkposition, geschaffen. Außerdem erfolgt die Schaltung der Kupplung 8 auf sehr einfache Weise durch die Erhöhung der Drehzahl, so dass der zweite Kraftübertragungsweg selbsttätig eröffnet wird, wenn die Drehzahl des Elektromotor 5 zur Straffung des Sicherheitsgurtes also zu seiner zweiten Funktion erhöht wird. Die Schaltung der Kupplung 8 wird damit direkt durch den Funktionswechsel des Elektromotors 5 selbst gesteuert.The gear 6 points through the planetary gear 9 a single power transmission path, here a two-stage planetary gear 9 on. By the proposed solution of the transmission of the rotary drive movement via the gear unit rotating as an assembly 6 a first power transmission path for realizing a first function, here the winding of the seat belt into the parking position, is created without additional space requirement. The clutch is also engaged 8th in a very simple way by increasing the speed, so that the second power transmission path is opened automatically when the speed of the electric motor 5 to tighten the seat belt is therefore increased to its second function. The circuit of the clutch 8th is thus directly through the change of function of the electric motor 5 self-controlled.

Ferner sind der Elektromotor 5 und das Getriebe 6 zylinderförmig ausgebildet sowie koaxial zueinander und koaxial zu der Drehachse der Gurtwelle 4 ausgerichtet. Außerdem weisen sowohl der Elektromotor 5 als auch das Getriebe 6 einen Durchmesser im Querschnitt zu ihrer Drehachse auf, welcher kleiner als der Außendurchmesser des Gurtwickels bei maximal aufgewickeltem Gurtband ist. Damit ergibt sich ein sehr schlanker, länglicher Aufbau des Gurtaufrollers, dessen maximale Außenabmaße durch den maximalen Außendurchmesser des Gurtwickels vorgegeben sind. Da der maximale Außendurchmesser des Gurtwickels aufgrund der Dicke und der Länge des aufzuwickelnden Gurtbandes zwingend vorgegeben ist und nicht verringert werden kann, kann der Gurtaufroller damit mit geringstmöglichen Abmaßen senkrecht zu der Drehachse der Gurtwelle 4 ausgebildet werden.Furthermore, the electric motor 5 and the gear 6 cylindrical and coaxial to each other and coaxial to the axis of rotation of the belt shaft 4th aligned. In addition, both the electric motor 5 as well as the transmission 6 a diameter in cross-section to its axis of rotation, which is smaller than the outer diameter of the belt reel at the maximum wound webbing. This results in a very slender, elongated structure of the belt retractor, the maximum external dimensions of which are predetermined by the maximum external diameter of the belt reel. Since the maximum outer diameter of the belt reel is mandatory due to the thickness and the length of the belt webbing to be wound up and cannot be reduced, the belt retractor can thus have the smallest possible dimensions perpendicular to the axis of rotation of the belt shaft 4th be formed.

Die Kupplung 8 wird hier als Baugruppe des Getriebes verstanden, so dass das Antriebsrad 13 und das erste Teil 11 selbstverständlich Teile der Kupplung 8 aber damit auch Teile der übergeordneten Baugruppe des Getriebes 6 sind. Als Kupplung 8 des Getriebes 6 soll im Sinne der Erfindung jede Kupplung 8 verstanden werden, welche zwischen dem Elektromotor 5 und dem Getriebe 6 angeordnet ist und durch Schalten einen zweiten Kraftübertragungsweg in dem Getriebe 6 eröffnet. Die Kupplung 8 ist dafür bevorzugt an der dem Elektromotor 5 zugewandten Eingangsseite des Getriebes 6 angeordnet.The coupling 8th is understood here as an assembly of the transmission, so that the drive wheel 13 and the first part 11 parts of the clutch, of course 8th but also parts of the higher-level assembly of the transmission 6 are. As a clutch 8th of the transmission 6 in the sense of the invention, every clutch 8th be understood which between the electric motor 5 and the transmission 6 is arranged and by switching a second power transmission path in the transmission 6 opened. The coupling 8th is preferred for that of the electric motor 5 facing input side of the transmission 6 arranged.

Der Elektromotor 5 ist bevorzugt spannungsgesteuert und bewirkt durch das Anlegen unterschiedlicher Spannungen unterschiedliche auf die Gurtwelle 4 einwirkende Drehmomente bzw. unterschiedliche auf den Sicherheitsgurt 12 ausgeübte Rückzugskräfte. In dem normalen Tragezustand des Sicherheitsgurtes 12 wird dabei eine Spannung von 2 bis 3 V angelegt, durch welche die Rückzugskraft auf ein möglichst niedriges Niveau reduziert ist, welche aber dennoch ausreicht, den Sicherheitsgurt 12 nach einem Bewegen des Insassen funktionssicher an den Insassen heranzuziehen. Zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes 12 in die Parkposition nach dem Abschnallen wird die Spannung auf 9 V erhöht, so dass der Sicherheitsgurt 12 mit einer erhöhten Rückzugskraft in die Parkposition aufgewickelt wird. Ferner wird die Spannung auch während eines reversiblen Straffvorganges auf 12 V erhöht, welche für eine eventuell zusätzlich vorzusehende Funktion eines reversiblen Gurtstraffens mit einer erhöhten Rückzugskraft auf ca. 36 V erhöht werden kann.The electric motor 5 is preferably tension-controlled and causes different tension on the belt shaft by applying different voltages 4th acting torques or different on the seat belt 12th withdrawal forces exercised. In the normal wearing condition of the seat belt 12th a voltage of 2 to 3 V is applied, through which the retraction force is reduced to the lowest possible level, but which is nevertheless sufficient, the seat belt 12th pull the occupant safely after moving the occupant. For winding the seat belt 12th In the parking position after unbuckling, the voltage is increased to 9 V, so that the seat belt 12th is wound into the parking position with an increased retraction force. Furthermore, the voltage is also increased to 12 V during a reversible tensioning process, which can be increased to approximately 36 V with an increased retraction force for a possibly additionally provided function of a reversible belt tensioning.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 03/099619 A2 [0006]
DE 19927731 C2 [0007]

Claims

Belt retractor (1) with a belt shaft (4) which is rotatably mounted in a housing which can be fastened to a vehicle and on which a seat belt can be wound, and an electric motor (5) for driving the belt shaft (4) for a rotary movement, and one for the rotary movement of the transmission (6) which transmits the electric motor (5) to the belt shaft (4), characterized in that the transmission (6) can be driven with a first torque in a first force transmission path as a module for driving the belt shaft (4), and Transmission (6) can be driven with a second torque by switching a clutch (8) while opening a second power transmission path for driving the belt shaft (4).

Belt retractor (1) after Claim 1 , characterized in that the clutch (8) is speed and / or inertia and / or torque controlled.

Belt retractor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gear (6) translates the rotary movement of the electric motor (5) in the second power transmission path into a lower speed of the belt shaft (4).

Belt retractor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a first part (11) of the transmission (6) can be blocked with respect to a toothing (25) fixed to the vehicle by means of a blocking device, and the coupling (8) between the first part ( 11) of the transmission (6) and a second part of the transmission (6) is arranged, the second part of the transmission (6) being part of the second power transmission path.

Belt retractor (1) after Claim 4 , characterized in that the blocking device is formed by at least one blocking pawl (16), the engagement movement of which in the vehicle-fixed toothing (25) is controlled by a synchronizing ring (12).

Belt retractor (1) after Claim 5 , characterized in that a synchronization pawl (17) is provided on the synchronizer ring (12), which aligns the synchronizer ring (12) with respect to the toothing (25) which is fixed to the vehicle.

Belt retractor (1) after Claim 6 , characterized in that the synchronization pawl (17) is spring-loaded in the winding direction of the seat belt.

Belt retractor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the gear (6) is an annular gear housing (10) with internal teeth (26) and a planetary gear (9) rolling in the internal teeth (26) of the gear housing (10) ) having.

Belt retractor (1) according to one of the Claims 4 to 7 and after Claim 8 , characterized in that the transmission housing (10) forms the first part (11) of the transmission (6) or is connected to the first part (11) of the transmission (6) in a rotationally fixed manner.

Belt retractor (1) according to one of the Claims 4 to 9 , characterized in that the transmission (6) has a drive wheel (13) which can be driven by the electric motor (5) and which forms the second part of the transmission (6).

Belt retractor according to one of the preceding claims, characterized in that the gear (6) and the clutch (8) are arranged coaxially to one another.

Belt retractor according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor (5) is voltage-controlled.