DE102007003497A1 - Gurtaufroller - Google Patents

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DE102007003497A1
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rotation
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DE102007003497A
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Andreas Grätz
Daniel LÜDICKE
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Continental Automotive GmbH
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Siemens AG
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/341Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller (10) mit einer um eine Drehachse (A) drehbar gelagerten Gurtrolle (14), einem mit der Gurtrolle (14) drehfest gekoppelten Drehglied (18, 19), einem Aktuator (32) zur Erzeugung einer Betätigungskraft (F<SUB>ein</SUB>), einer Anordnung zur Selbstverstärkung der von dem Aktuator (32) erzeugten Betätigungskraft, wobei diese Anordnung ein erstes Trägerteil (20, 3) und ein zweites Trägerteil (42''', 2) mit Kraftverstärkungselementen (92, 96, 96'; 94, 98, 98'; 100, 100'; 21, 31, 4) aufweist, wobei in Folge einer auf das erste Trägerteil (20, 3) wirkenden Betätigungskraft das erste Trägerteil relativ zum zweiten Trägerteil in einer ersten Richtung verdrehbar ist, um abhängig vom Grad dieser Verdrehung auf das Drehglied (18, 19) eine Bremskraft auszuüben, und wobei das zweite Trägerteil (2) zusammen mit dem ersten Trägerteil (3) drehbar gelagert ist, wobei ein Sperrmechanismus (8, 9, 11) vorgesehen ist, der eine Drehung des zweiten Trägerteils (2) in die erste Richtung verhindert, und ein Mitnahmemechanismus (6, 7, 13, 15, 17) vorgesehen ist, der eine Drehung des ersten und/oder zweiten Trägerteils in eine zweite, zur ersten Richtung im wesentlichen entgegengesetzte Richtung mit einer Drehung des Drehglieds (19) koppelt. Hierdurch lassen sich eine kontrollierte Abbremsung des Gurtbandauszugs und eine Rückholung des Gurtes bzw. Gurtstraffung mit einem Gurtaufroller (10) realisieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller, der insbesondere zur Verwendung in einem adaptiven Sicherheitsgurtsystem geeignet ist.
  • Klassische 3-(Halte)Punkt-Gurtsysteme für einen Vordersitz besitzen üblicherweise einen unteren Haltepunkt, der sich unterhalb eines Sitzes im Bereich der B-Säule eines Kraftfahrzeugs befindet. Ein Gurtband wird von diesem Haltepunkt über das Becken eines Fahrzeuginsassen zu einem an einer Mittelkonsole angebrachten Gurtschloss durchgeführt. Das Gurtband wird weiter über die Brust des Insassen zu einem Umlenkpunkt auf Höhe des Halses des Insassen an der B-Säule geführt, worauf es im wesentlichen parallel an eine Innenseite der B-Säule zu einer Gurtrolle mit einem Sperrsystem geführt wird, das auf verschiedene Art und Weise ausgebildet sein kann.
  • Precrash-Zusatzsystem, wie Gurtstraffer, können das Gurtband unmittelbar vor einem Crash straff ziehen, um den relativen Bremsweg des Insassen zu vergrößern. Gurtstraffersysteme befinden sich üblicherweise am Gurtschloss oder an der Gurtrolle. Die technischen Ausführungsformen lassen sich in zwei Gruppen unterteilen: reversible und irreversible Systeme. Irreversible Systeme sind nur einmal benutzbar, wobei die am weitesten verbreitete Form der irreversiblen Systeme pyrotechnisch angetrieben wird. Bei einer Auslösung des Gurtstraffers wird das Gurtband angezogen, so dass der Fahrzeuginsasse in eine optimale Sitzposition gezogen wird und das Gurtband danach straff am Körper anliegt.
  • Im Crashfall wird bei aktuellen Systemen das Sperrsystem durch einen Mechanismus, entweder mechanisch, beispielsweise durch eine Kliniken-, Fliehkraft- oder Trägheitsvorrichtung, oder elektronisch durch eine Steuereinheit, beispielsweise in Reaktion auf ein entsprechendes Signal eines Beschleunigungssensors eingeschaltet.
  • Um durch das Sicherheitsgurtsystem verursachten Verletzungen vorzubeugen, ist üblicherweise ferner ein Gurtkraftbegrenzer vorgesehen, der die von dem Gurtband auf den Fahrzeuginsassen aufgebrachte Krafteinwirkung, beispielsweise durch eine Verformung eines Torsionsstabs ab einer vorbestimmten Gurtkraft, begrenzt. Nach Auslösung des Sperrsystems wird der Kraftfluss in dem Sicherheitsgurtsystem über den Torsionsstab geleitet, der sich, wie oben erwähnt, ab einer vorbestimmten Gurtlast verformt und somit die von dem Gurtband auf den Fahrzeuginsassen aufgebrachte Krafteinwirkung begrenzt. Solche Torsionsstäbe werden üblicherweise speziell für ein Fahrzeug konstruiert und gefertigt. Für eine Verformung des Torsionsstabes lassen sich häufig nur maximal zwei unterschiedliche Kraftniveaus einstellen. Hierzu wird üblicherweise auf Durchschnittswerte für Größe und Gewicht eines Fahrzeuginsassen, die Sitzposition, die Fahr- und Crashsituation etc. zurückgegriffen.
  • Bei derartigen Sicherheitsgurtsystemen besteht infolgedessen die Gefahr, dass beispielsweise bei sehr leichtgewichtigen Fahrzeuginsassen im Crashfall das Gurtkraftniveau für eine ausreichende Verformung des Torsionsstabs nicht erreicht wird. Dies führt zu einer überhöhten Krafteinwirkung des Gurtes mit der Folge einer gesteigerten Verletzungsgefahr des Kopf- und Brustbereichs. Umgekehrt kann beispielsweise bei schwergewichtigen Fahrzeuginsassen die Abbremswirkung des Gurtsystems ungenügend sein, so dass das Risiko besteht, dass diese Personen bei einem Crash auf das Lenkrad aufprallen. Darüber hinaus sind solche Systeme nicht in der Lage, auf eine Veränderung anderer Parameter, wie zum Beispiel eine Fehlposition eines Fahrzeuginsassen oder spezifische Fahr- oder Crashsituationen zu reagieren.
  • In der vorangemeldeten deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 041 101.0 der Anmelderin ist daher ein adaptives Sicherheits gurtsystem vorgeschlagen, das eine individuelle Steuerung der im Crashfall von dem Gurtband auf einen Fahrzeuginsassen aufgebrachten Krafteinwirkung ermöglicht. Dieses Sicherheitsgurtsystem umfasst eine durch einen Aktuator (Elektromotor) betätigbare Bremsanordnung zur Abbremsung einer Bewegung des Gurtbands. Diese Bremsanordnung ist mit einer Anordnung zur Selbstverstärkung der vom Aktuator erzeugten Betätigungskraft ausgestattet. Hierzu kann, wie dort beschrieben, eine Keilanordnung oder eine Kugel-Rampen-Anordnung verwendet werden. Weiterhin ist der Aktuator mit einer elektronischen Steuereinheit verbunden, die dazu eingerichtet ist, den Aktuator in Abhängigkeit mindestens eines insassenspezifischen und/oder situationsspezifischen Parameters zu steuern. Solche Parameter stellen beispielsweise das Gewicht eines Insassen, die Sitzposition eines Insassen, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einen Crashpuls bei einem Crash oder die Umgebungssituation charakterisierende Parameter (zum Beispiel Temperatur, Straßenbeschaffenheit, Beschaffenheit eines Hindernisses) dar. In Abhängigkeit von einem oder mehreren dieser Parameter ermittelt die elektronische Steuereinheit beispielsweise eine zeitabhängige Sollkennlinie, gemäß derer der Vorgang der Abbremsung der Abwickelbewegung des Gurtbandes von der Gurtrolle gesteuert wird. Bezüglich Einzelheiten eines solchen von der Anmelderin vorgeschlagenen adaptiven Sicherheitsgurtsystems sei ausdrücklich auf die genannte Anmeldung verwiesen.
  • Weiterhin ist aus der vorangemeldeten deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 041 098.7 der Anmelderin ein Gurtaufroller bekannt, der sich für ein oben beschriebenes adaptives Sicherheitsgurtsystem eignet. Eine besondere Ausführungsform dieses Gurtaufrollers wird im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Ein derartiger Gurtaufroller weist eine um eine Drehachse drehbar gelagerte Gurtrolle auf, um die der Gurt gewickelt ist. Mit der Gurtrolle ist ein Drehglied drehfest gekoppelt. Bei dem Drehglied handelt es sich insbesondere um eine axial verschiebbare Bremsscheibe, die sich bei einer Drehbewegung mit der Gurt rolle mitdreht. Um den Gurtbandauszug (im Crash-Fall) abzubremsen, wird die Drehbewegung des Drehglieds abgebremst, indem ein Bremsbelag gegen die Bremsscheibe bzw. das Drehglied gedrückt wird. Zur axialen Verstellung dieses Bremsbelags, der fest auf einem Trägerteil, wie einer Keilscheibe, montiert ist, dient ein Aktuator, der eine Betätigungskraft erzeugt. Die vom Aktuator erzeugte Betätigungskraft wird auf das genannte (aktive) Trägerteil ausgeübt und auf eine Anordnung zur Selbstverstärkung dieser Betätigungskraft geleitet. Hierbei laufen in einer besonderen Ausführungsform der entsprechenden Kraftverstärkungselemente keilförmige Flächen eines zweiten (passiven) Trägerteils, das fest mit dem Gehäuse verbunden ist, auf keilförmigen Flächen des ersten (aktiven) Trägerteils ab, wobei Wälzkörper zwischen den keilförmigen Flächen zur Reibungsverminderung eingesetzt sein können. Hierdurch werden die Trägerteile bzw. die zugehörigen Keilscheiben auseinandergespreizt und das aktive Trägerteil mit seinem Bremsbelag axial (d. h. parallel zur Drehachse der Bremsscheibe) zur Bremsscheibe hingedrückt. Gelangt der Bremsbelag mit der Bremsscheibe in Eingriff, wird das aktive Trägerteil auf Grund der Reibkraft von der rotierenden Gurtrolle mitgezogen. Dieser Effekt bildet eine Selbstverstärkung in der Form aus, dass durch das Mitziehen des aktiven Trägerteils dieses weiter zustellen wird und somit der zugehörige Bremsbelag verstärkt gegen die Bremsscheibe drücken wird.
  • Die in den genannten vorangemeldeten Patentanmeldungen beschriebenen Gurtaufroller bzw. Sicherheitsgurtsysteme sind nicht bezüglich einer Rückholung des Gurtes oder einer Gurtstraffung ausgelegt. Die dort beschriebene Antriebseinheit kann lediglich das aktive Trägerteil bzw. die aktive Keilscheibe des selbstverstärkenden Bremsmechanismus verstellen, um eine Drehbewegung der Gurtrolle abzubremsen und somit ein Abwickeln des Gurtes von der Gurtrolle zu hemmen.
  • Aus dem Stand der Technik sind, wie bereits eingangs beschrieben, eigene Mechanismen für die Gurtstraffung bekannt.
  • Irreversible Gurtstraffersysteme sind beispielsweise in der DE 10 2004 057 095 B3 und der DE 195 45 795 C1 offenbart.
  • Zur Rückholung des Gurtbandes und auch zum Straffhalten des Gurtes an den Insassen werden bisher üblicherweise lange Spiralfedern benutzt. Durch das lange Gurtband und die Forderung nach einer nahezu konstanten Rückzugskraft des Gurtes über die gesamte Gurtlänge sind solche aktuellen Spiralfedern sehr breit und lang. Sie nehmen also in dem sehr begrenzten Bauraum des Gurtsystems ein großes Volumen ein. Zudem ist eine genaue Abstimmung notwendig, um die Kraft, mit der das Gurtband straff gehalten wird, einzustellen.
  • Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, einen neuartigen Gurtaufroller, insbesondere für ein adaptives Sicherheitsgurtsystem bereitzustellen, mit dem es möglich ist, eine Rückholung des Gurtes und/oder eine Gurtstraffung zusammen mit einer geregelten Abbremsung der Gurtausgabe zu realisieren.
  • Vorteile der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch einen Gurtaufroller gemäß Anspruch 1 und die Verwendung eines solchen Gurtaufrollers gemäß Anspruch 9 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben sind.
  • Ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller weist eine um eine Drehachse drehbar gelagerte Gurtrolle, ein mit der Gurtrolle drehfest gekoppeltes Drehglied, einen Aktuator zur Erzeugung einer Betätigungskraft und eine Anordnung zur Selbstverstärkung der von dem Aktuator erzeugten Betätigungskraft auf, wobei diese Anordnung ein erstes und ein zweites Trägerteil mit Kraftverstärkungselementen aufweist, wobei in Folge einer auf das erste Trägerteil wirkenden Betätigungskraft dieses relativ zum zweiten Trägerteil in einer ersten Richtung verdrehbar ist, um abhängig vom Grad dieser Verdrehung auf das Dreh glied eine (i. w. axiale) Bremskraft auszuüben. Weiterhin sind das erste und das zweite Trägerteil zusammen drehbar (um dieselbe Achse) gelagert, wobei ein Sperrmechnismus vorgesehen ist, der eine Drehung des zweiten Trägerteils in die genannte erste Richtung weitgehend verhindert, so dass in Folge dessen das zweite Trägerteil bezüglich der ersten Verdrehrichtung ortsfest angeordnet ist. Weiterhin ist ein Mitnahmemechanismus vorgesehen, der eine Drehung des ersten und/oder zweiten Trägerteils in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung im wesentlichen entgegengesetzt ist, mit einer Drehung des Drehglieds koppelt. Wird folglich eines der beiden Trägerteile (oder beide) in die genannte zweite Richtung verdreht, so führt dies zu einer Zwangsmitnahme des Drehglieds, das sich daraufhin in dieselbe Richtung bewegt.
  • Der erfindungsgemäße Gurtaufroller kombiniert somit die eingangs geschilderte Funktion einer kontrollierten Abbremsung bei der Gurtausgabe mit der Funktion einer Gurtrückholung und/oder Gurtstraffung.
  • Zum Abbremsen der Gurtausgabe ist ein Aktuator zur Erzeugung einer Betätigungskraft sowie eine Anordnung zur Selbstverstärkung dieser Betätigungskraft vorhanden, wobei die auf das erste Trägerteil der Selbstverstärkungsanordnung wirkende Betätigungskraft zu einer Verdrehung des Trägerteils führt, die mittels der aufeinander abgleitenden Kraftverstärkungselemente der Trägerteile in eine auf das Drehglied wirkende Bremskraft umgewandelt wird. Die Bremse wirkt selbstverstärkend, da aufgrund der Drehung des Drehglieds und der Reibung zwischen Trägerteil und Drehglied das erste Trägerteil in Drehrichtung mitgenommen wird, wodurch es weiter zustellt und die Reibung und damit die Bremskraft verstärkt.
  • Eine mögliche Ausführungsform eines solchen Gurtaufrollers mit der Funktion des kontrollierten Abbremsens des Gurtauszugs wurde ausführlich in der Beschreibungseinleitung erläutert. Ein solcher Gurtaufroller ist nunmehr um die Funktion der Rückholung des Gurtes bzw. der Gurtstraffung erweitert, indem das zweite, ursprünglich ortsfeste Trägerteil nunmehr zusammen mit dem ersten Trägerteil drehbar gelagert ist. Ein Sperrmechanismus verhindert eine Drehung dieses zweiten Trägerteils in die genannte erste Richtung, die im folgenden auch als Bremsrichtung bezeichnet werden wird. Die Bremsrichtung stimmt mit der Richtung des Gurtauszugs überein. Der Sperrmechanismus arretiert das zweite Trägerteil jedoch nicht bezüglich einer entgegengesetzten zweiten Richtung, die im folgenden auch als Aufrollrichtung bezeichnet werden wird. Da beide Trägerteile um die selbe Achse drehbar gelagert sind, ist es somit möglich, eines der beiden Trägerteile (oder beide) mittels eines Aktuators in Aufrollrichtung anzutreiben, wobei mittels des genannten Mitnahmemechanismus diese Drehbewegung zu einer zwangsweisen Drehung des Drehglieds führt, so dass auch das Drehglied in die entgegengesetzte Richtung rotiert, was wiederum ein Aufrollen des Gurtes auf die Gurtrolle zur Folge hat.
  • Der erfindungsgemäße Gurtaufroller kann die folgenden zweckmäßigen Ausgestaltungen aufweisen: Zweckmäßigerweise sind die beiden Trägerteile der Selbstverstärkungsanordnung drehbar um dieselbe Drehachse gelagert wie die Gurtrolle. Jedes Trägerteil kann eine Keilscheibe tragen, mit einer solchen Keilscheibe verbunden oder mit ihr einstückig ausgebildet sein, wobei als Kraftverstärkungselemente auf dieser Keilscheibe bzw. dem Trägerteil Keile oder Rampen eines bestimmten Steigungswinkels ausgebildet sind. Die Keile oder Rampen sind auf den beiden Trägerteilen komplementär zueinander ausgebildet. Zwischen gegenüberliegenden Keilen kann zur Verminderung der Reibungskraft ein Wälzkörper vorhanden sein. Zwischen gegenüberliegenden Rampen befinden sich üblicherweise Kugeln, die in gegenüberliegenden Rampen laufen. Derartige selbstverstärkende Anordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und sollen daher im Rahmen vorliegender Anmeldung nicht im Detail erläutert werden. Hierzu sei auch auf die Ausführungsbeispiele und den dort zitierten Stand der Technik hingewiesen. Das erste Trägerteil (im folgenden auch als aktives Trägerteil bezeichnet) wird mittels der selbstverstärkenden Anord nung in axiale Richtung auf das Drehglied, üblicherweise eine Bremsscheibe, verschoben, wobei zur Ausübung einer Bremskraft sinnvollerweise ein Bremsbelag auf der dem Drehglied zugewandten Seite des ersten Trägerteils vorhanden ist. Bei dem Aktuator zur Erzeugung einer Betätigungskraft, die auf das aktive Trägerteil wirkt, handelt es sich in der Regel um einen Elektromotor, eventuell mit einer Übersetzung (beispielsweise Zahnradgetriebe). In einem die Drehachse enthaltenden Querschnitt des Gurtaufrollers sind zweckmäßigerweise Gurtrolle, Drehglied (Bremsscheibe) sowie das erste und zweite Trägerteil im wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
  • Der genannte Aktuator zur Erzeugung einer Betätigungskraft, die zu einer Auslenkung des aktiven Trägerteils in Bremsrichtung führt (im folgenden auch als Aktuator zur Erzeugung einer Betätigungskraft in Bremsrichtung bezeichnet) kann auch dafür eingesetzt werden, eines der Trägerteile in die genannte zweite (entgegengesetzte) Richtung zu drehen. Es kann hierfür aber auch ein gesonderter Aktuator vorgesehen sein. Die entsprechende Betätigungskraft zur Drehung in die genannte zweite Richtung kann auf einen der beiden oder auf beide Trägerteile wirken. Zur Vereinfachung der Konstruktion ist es jedoch sinnvoll, den bereits vorhandenen Aktuator zu verwenden, der auf das aktive Trägerteil dann auch eine Betätigungskraft in die zweite (Aufroll-)Richtung ausübt. Im allgemeinen kann es sinnvoll oder notwendig sein, beide Trägerteile zur Drehung in die Aufrollrichtung miteinander zu koppeln. Es sind jedoch auch Konstruktionen denkbar, bei denen beim Antreiben eines der beiden Trägerteile das andere automatisch zwangsmitgeführt wird.
  • Der genannte Sperrmechanismus, der eine Drehung des zweiten Trägerteils (im folgenden auch als passives Trägerteil bezeichnet) in die erste Richtung (Bremsrichtung) verhindern soll, kann mit Vorteil eine Kerben-Klinken-Anordnung umfassen, durch die das zweite (passive) Trägerteil mit der ortsfesten Umgebung (Gehäuse) fest verbunden wird, sobald eine Drehung dieses Trägerteils in Bremsrichtung einsetzt (oder zumindest nach einem vorbestimmten Drehweg in Bremsrichtung). Die Kerben-Klinken-Anordnung kann hierzu eine Klinke aufweisen, die am zweiten Trägerteil angeordnet ist und bei Drehung des Trägerteils in Bremsrichtung in eine entsprechend ausgeformte Kerbe im Gehäuse einrastet. Selbstverständlich kann auch die Klinke am Gehäuse und die Kerbe am Trägerteil vorgesehen sein. Bei einer Drehung in die entgegengesetzte Richtung bleibt die Kerben-Klinken-Anordnung inaktiv. Das Einrasten der Klinke in die Kerbe kann durch eine Federkraft oder (elektro-)magnetisch vermittelt werden.
  • Der Mitnahmemechanismus kann in einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung eine Hebel-Anordnung umfassen, durch die zumindest das in die zweite (Aufroll-)Richtung gedrehte Trägerteil zusammen mit dem Drehglied (Bremsscheibe) drehfest gekoppelt wird. Hierzu greift bei Drehung des betreffenden Trägerteils in die zweite Richtung ein beispielsweise in einem der beiden Trägerteile drehbar gelagerter Hebel in eine entsprechende Ausnehmung des Drehglieds (der Bremsscheibe) ein. Die Aktivierung des Mitnahmemechanismus kann wiederum bei einer Drehung des betreffenden Trägerteils in die zweite Richtung mittels einer Federkraft oder einer (elektro-)magnetischen Kraft erfolgen. Der Hebel kann auch umgekehrt am oder im Drehglied gelagert sein und bei Aktivierung des Mitnahmemechanismus in eine entsprechende Ausnehmung in einem oder beiden Trägerteilen eingreifen. Es ist in diesem Zusammenhang zweckmäßig, wenn beide Trägerteile durch den Mitnahmemechanismus miteinander (und mit dem Drehglied) gekoppelt werden. Hierzu kann ein Hebel in oder an der nicht angetriebenen Keilscheibe (dem passiven Trägerteil) derart drehbar gelagert sein, dass bei einer Bewegung der angetriebenen Keilscheibe (dem aktiven Trägerteil) beispielsweise durch eine entsprechende Führungsnut an der angetriebenen Keilscheibe eine Mitnahme und ein Ausschwenken des Hebels erfolgt, bis das eine Ende des Hebels in eine entsprechende Ausnehmung im Drehglied (der Bremsscheibe) eingreift. Der Hebel verbindet dann beide Trägerteile und das Drehglied und steht im wesentlichen mit seiner Längsachse parallel zur Drehachse.
  • In einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung stellt der Mitnahmemechanismus seinerseits eine Anordnung zur Selbstverstärkung einer in die zweite (Aufroll-)Richtung wirkenden Betätigungskraft dar. Hierzu kann eine weitere selbstverstärkende Anordnung vorgesehen sein oder die vorhandene Anordnung entsprechend ergänzt werden, um bei einer Drehung eines der Trägerteile in die zweite Richtung einen entsprechenden Bremseffekt auf das Drehglied (die Bremsscheibe) zu erzielen. Hierzu kann es sinnvoll sein, die jeweiligen Keilwinkel für eine Verdrehung in Bremsrichtung und eine solche in Aufrollrichtung jeweils unterschiedlich zu gestalten. Entsprechend weisen das erste und zweite Trägerteil Kraftverstärkungselemente auf, mittels derer eine auf eines der Trägerteile wirkende Betätigungskraft einen Reibschluss mit dem Drehglied herstellen kann. Bei dieser Ausgestaltung wird folglich die Kopplung mit dem Drehglied nicht über einen Formschluss (wie bei der Hebel-Anordnung), sondern durch einen Reibschluss (ähnlich wie beim Abbremsen des Drehglieds) hergestellt. Diese Ausgestaltung des Mitnahmemechanismus setzt lediglich die Erweiterung einer selbstverstärkenden Bremsanordnung in beide möglichen Drehrichtungen voraus und vermeidet den Einsatz weiterer konstruktiver Elemente.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung, der alternativ oder zusätzlich zur bisher geschilderten Erfindung eingesetzt werden kann, wird ein Gurtaufroller vorgeschlagen, der eine um eine Drehachse drehbar gelagerte Gurtrolle, ein mit der Gurtrolle drehfest gekoppeltes Drehglied, einen Aktuator zur Erzeugung einer Betätigungskraft sowie eine Anordnung zur Selbstverstärkung der vom Aktuator erzeugten Betätigungskraft aufweist, wobei diese Anordnung wiederum ein erstes und ein zweites Trägerteil mit Kraftverstärkungselementen aufweist, wobei in Folge einer auf das erste Trägerteil wirkenden Betätigungskraft dieses Trägerteil relativ zum zweiten Trägerteil in einer ersten Richtung verdrehbar ist, um abhängig vom Grad dieser Verdrehung eine Bremskraft auf das Drehglied auszuüben. Bei dieser Grundkonstruktion des Gurtaufrollers wird nunmehr vorgeschlagen, beide Trägerteile mit einem Bremsbelag zu versehen, wobei der Bremsbelag des ersten Trägerteils benachbart zu einer ersten Seite des Drehglieds angeordnet ist und das erste Trägerteil sowie das Drehglied jeweils eine Durchgangsöffnung aufweisen, über die der Bremsbelag des zweiten Trägerteils, der benachbart zu einer zweiten, der ersten Seite abgewandten Seite des Drehglieds angeordnet ist, mit dem zweiten Trägerteil zu verbinden ist.
  • Üblicherweise findet nämlich (bisher) bei der genannten Grundkonstruktion eines Gurtaufrollers eine Abbremsung des Drehglieds zunächst durch Eingriff des aktiven Trägerteils bzw. des darauf befindlichen Reibbelags mit dem Drehglied statt, wobei in den meisten Fällen das Drehglied schwimmend (d. h. beweglich in Richtung der Drehachse) gelagert ist, so dass durch axiale Bewegung des Drehglieds dessen andere Seite mit einem ortsfest angebrachten Reibbelag in Kontakt treten kann, so dass das Drehglied bzw. die Bremsscheibe von beiden Seiten abgebremst werden kann. Diese schwimmende Lagerung der Bremsscheibe benötigt besonderen konstruktiven Aufwand und entsprechenden Platz. Mit der vorgeschlagenen Lösung ist eine platzsparende Konstruktion möglich, insbesondere kann das Drehglied (die Bremsscheibe) in die Gurtrolle integriert werden.
  • Gemäß zweitem Aspekt der Erfindung ist das aktive Trägerteil mit seinem Bremsbelag neben dem Drehglied angeordnet. Das passive Trägerteil befindet sich auf der dem Drehglied abgewandten Seite des aktiven Trägerteils. Eine auf das aktive Trägerteil wirkende Betätigungskraft führt zu einem Auseinanderspreizen der Trägerteile, so dass der Bremsbelag des aktiven Trägerteils in Richtung Drehglied bewegt wird, um schließlich auf das Drehglied zu drücken. Der Bremsbelag auf der anderen Seite des Drehgliedes ist über einen Durchgriff bzw. eine Durchgangsöffnung mit dem passiven Trägerteil verbunden. Die Durchgangsöffnung erstreckt sich demgemäß durch das aktive Trägerteil, dessen Bremsbelag sowie das Drehglied.
  • Bei einem Auseinanderspreizen der Trägerteile kommt somit auch der Bremsbelag des passiven Trägerteils mit dem Drehglied in Kontakt und wird an dieses gedrückt. Eine schwimmende Anordnung ist nicht notwendig, kann jedoch die Wirkungsweise erhöhen.
  • Der genannte zweite Aspekt der Erfindung kann insbesondere mit der geschilderten Haupterfindung kombiniert werden, wobei bei dieser Konstruktion der Mitnahmemechanismus immanent vorhanden ist. Wird nämlich eines der beiden Trägerteile in die zweite (Aufroll-)Richtung bewegt, kommt es automatisch zu einer zwangsweisen Mitführung des Drehglieds (und des anderen Trägerteils). Die Mitnahme kann allein durch die konstruktive Ausgestaltung der ineinander eingreifenden Bremsbeläge bzw. deren Verbindungen zu den Trägerteilen bewirkt werden. Es ist jedoch von Vorteil, wenn zum Zwecke der Mitnahme eine Verdrehung eines Trägerteils in Aufrollrichtung erfolgt, wodurch (wie bei der Gurtabbremsung) das Drehglied von den Bremsbelägen eingespannt wird. Der Sperrmechanismus kann wiederum beispielsweise durch eine Kerben-Klinken-Anordnung gebildet werden.
  • Es ist sinnvoll, wenn die Bremsbeläge des ersten und zweiten Trägerteils jeweils keilförmig in Richtung Drehglied sich verjüngend ausgeführt sind, und wenn das Drehglied zu den keilförmigen Bremsbelägen korrespondierende keilförmige Einschnitte an den beiden Seiten des Drehglieds aufweist. Die keilförmige Ausformung erhöht die wirkenden Bremskräfte.
  • Es ist insbesondere zweckmäßig, wenn die Form der Bremsbeläge der beiden Trägerteile und der beiden Seiten des Drehglieds rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Hierdurch läßt sich ein effektives Abbremsen (Gurtabbremsung) bzw. Einspannen (Gurtaufrollen) des Drehglieds unmittelbar in der Umgebung der Drehachse erzielen. Außerdem kann eine kleinbauende Konstruktion eingesetzt werden, die insbesondere unmittelbar mit der Gurtrolle verbunden oder in die Gurtrolle integriert wer den kann, so dass keine eigens ausgebildete Bremsscheibe benötigt wird.
  • Die erfindungsgemäße Gurtrolle ist insbesondere zur Verwendung in einem adaptiven Sicherheitsgurtsystem, wie es in der Beschreibungseinleitung ausführlich geschildert wurde, geeignet.
  • Es versteht sich, dass die genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der hier angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung eingesetzt werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Um die Erfindung und deren Vorteile näher zu erläutern, werden im folgenden Ausführungsbeispiele vorgestellt, die in den beigefügten Figuren schematisch illustriert sind. Es zeigt
  • 1 schematisch einen Gurtaufroller, wie er als Grundkonstruktion für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller geeignet ist, in einer speziellen Ausführungsform,
  • 2 eine schematische Detailansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers,
  • 3 die in 2 dargestellte Ausführungsform im Bremsmodus,
  • 4 die in 2 dargestellte Ausführungsform im Aufrollmodus,
  • 5 eine schematische Detailansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers,
  • 6 die in 5 dargestellte Ausführungsform im Bremsmodus,
  • 7 die in 5 dargestellte Ausführungsform im Aufrollmodus und
  • 8 eine schematische Detailansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers.
  • Zur Abbremsung der Abwickelbewegung eines Gurtbandes setzt der erfindungsgemäße Gurtaufroller eine Selbstverstärkungsanordnung ein, wie sie bereits oben beschrieben wurde. Derartige selbstverstärkende Bremsen sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist in der DE 101 64 317 C1 eine selbstverstärkende Bremse offenbart, bei der zwei Trägerteile über eine selbstverstärkende Kugel-Rampen-Anordnung miteinander verbunden sind. Da der Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers von einer derartigen selbstverstärkenden Bremse Gebrauch machen kann, seien Aufbau und Funktionsweise hier kurz erläutert. Bezüglich Einzelheiten sei ausdrücklich auf die genannte Schrift verwiesen, um nicht deren gesamten Inhalt in vorliegender Anmeldung wiederzugeben.
  • Die auf einer Kugel-Rampen-Anordnung basierende selbstverstärkende Bremse besteht im wesentlichen aus einem aktiven Trägerteil und einem passiven Trägerteil, wobei beide Trägerteile kreisringförmig ausgestaltet und parallel zueinander angeordnet sein können. Auf der dem passiven Trägerteil abgewandten Seite trägt das aktive Trägerteil einen Reibbelag, um mit einer ebenfalls kreisringförmig ausgestalteten Bremsscheibe beim Aktivieren der Bremse in Kontakt zu kommen und somit die Bremsscheibe abzubremsen. Auf der dem passiven Trägerteil zugewandten Seite weist das aktive Trägerteil rampenförmige Führungen für Kugeln oder Zylinderrollen (allgemein: Wälzkörper) auf, die sich zwischen den Trägerteilen befinden. Entsprechende Laufbahnen sind auf der gegenüberliegenden Seite des passiven Trägerteils eingelassen. Anstelle eines Trägerteils kann auch jeweils ein Trägerteil mit einer sogenannten Keilscheibe zum Einsatz kommen, wobei das eigentliche Trägerteil dann die Keilscheibe trägt, in die die entspre chenden Laufbahnen eingelassen sind. Bei dieser sogenannten Kugel-Rampen-Anordnung ist das aktive Trägerteil relativ zum passiven Trägerteil (Widerlager) in Winkelrichtung, also um eine Drehachse herum verdrehbar. Diese Drehachse fällt insbesondere mit derjenigen des abzubremsenden Bauteils zusammen. Mittels eines Aktuators ist das aktive Trägerteil in Winkelrichtung verdrehbar. Eine solche Verdrehung führt dazu, dass die in der Ausgangsstelle am tiefsten Punkt der Rampe ruhenden Kugeln sich die Rampe hinaufbewegen, wodurch der Abstand zwischen den beiden Trägerteilen vergrößert wird. Dies wiederum hat zur Folge, dass der sich auf der anderen Seite des aktiven Trägerteils befestigte Reibbelag sich der Bremsscheibe nähert, um schließlich mit ihr in Kontakt zu kommen und diese abzubremsen. Durch das Inkontaktkommen des Reibbelags mit der Bremsscheibe wird das aktive Trägerteil weiter in Rotationsrichtung der Bremsscheibe mitgeführt, wodurch eine Selbstverstärkung der Bremswirkung begründet ist.
  • Gemäß der genannten Druckschrift kann einer solchen selbstverstärkenden Bremse ähnlich wie bei linearen selbstverstärkenden Keilbremsen ein Keilwinkel α zugeordnet werden. Hierzu sei nochmals explizit auf diese Druckschrift verwiesen. Abhängig vom Keilwinkel α und dem Reibkoeffizienten μ (zwischen Reibbelag und Bremsscheibe) kann der Selbstverstärkungsgrad der Bremse eingestellt werden.
  • Alternativ zur geschilderten Kugel-Rampen-Anordnung lässt sich auch eine Keilanordnung einsetzen, die mit Vorteil kreisförmig ausgestaltet ist. Beispielsweise ist aus der DE 198 19 564 C2 eine elektromechanische Bremse für die Abbremsung eines Fahrzeugs mit einem elektrischen Aktuator bekannt, der eine Betätigungskraft erzeugt, die auf einen Keil wirkt, der im wesentlichen senkrecht zur Drehachse verschoben wird. Dieser Keil gleitet an einem Widerlager entlang, so dass sich eine weitere Verschiebungskomponente in Richtung der Drehachse ergibt. Hierdurch wird eine Reibkraft gegen das abzubremsende Bauteil erzeugt, wobei die hervorgerufene Bremskraft selbstverstärkend ist, da der Keil durch die Dreh bewegung des abzubremsenden Körpers mitgenommen wird, so dass die Bremskraft hierdurch verstärkt wird. Bezeichnet Fein die vom Aktuator auf den Keil ausgeübte Betätigungskraft und Fb die Bremskraft, so gilt
    Figure 00160001
  • 1 zeigt nun einen möglichen Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers, wie er in der in der Beschreibungseinleitung bereits erwähnten deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 041 098.7 (dort in 19) beschrieben ist. Es sei ausdrücklich erwähnt, dass dieser Grundaufbau nur eine mögliche Ausführungsform des Grundaufbaus eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers darstellt und andere Grundkonstruktionen möglich sind. Eine Vielfalt solcher Grundkonstruktionen ist in der genannten Patentanmeldung beschrieben.
  • 1 zeigt eine Ausführungsform eines Gurtaufrollers 10 mit einer Gurtrolle 14, auf die ein Gurtband 16 aufgewickelt ist. Die Gurtrolle 14 ist über eine Welle 12 drehfest mit einer Bremsscheibe 18 verbunden, die das abzubremsende Drehglied darstellt. Die Welle 12 ist axial verschiebbar (schwimmend) gelagert. Ein ortsfester Träger 42 weist drei Abschnitte 42', 42'', 42''' auf, wobei der Abschnitt 42''' als zweites Trägerteil bezeichnet werden soll. Das zweite Trägerteil 42''' ist mit einem Lagerabschnitt 78 verbunden.
  • Ein Elektromotor 32 ist über eine Motorwelle 30 mit einem Ritzel oder Zahnrad 28 verbunden, wobei das Zahnrad 28 durch eine in dem Abschnitt 42'' ausgebildete Öffnung 82 ragt und mit einer Außenverzahnung 24 zusammenwirkt, die am Außenumfang eines ersten Trägerteils 20 ausgebildet ist. Das scheibenförmige erste Trägerteil 20 ist im wesentlichen parallel zur Bremsscheibe 18 angeordnet und trägt auf seiner der Bremsscheibe 18 zugewandten Seite ein erstes Reibelement 22. Ein zweites Reibelement 22' ist auf einer der Bremsscheibe 18 zugewandten Seite des Abschnitts 42' des Trägers 42 angebracht.
  • Auf einer von der Bremsscheibe 18 abgewandten Seite des ersten Trägerteils 20 ist zwischen dem ersten Trägerteil 20 und dem zweiten Trägerteil 42''' eine Kugel-Rampen-Anordnung 90 vorgesehen. Diese Anordnung 90 weist zwei Keilscheiben 92, 94 auf, an denen jeweils relativ zur Bremsscheibe 18 geneigte Keilflächen oder Rampen 96, 96' bzw. 98, 98' ausgebildet sind. Wälzkörper 100, 100', wie Kugeln, sind zur rollenden Abstützung der schrägen Keilflächen oder Rampen vorgesehen. Es versteht sich, dass die mit 92 und 94 bezeichneten Keilscheiben in das erste Trägerteil 20 bzw. zweite Trägerteil 42''' integriert sein können.
  • Um einen Gurtbandauszug, beispielsweise im Crashfall, kontrolliert abzubremsen, wird die Drehbewegung der Bremsscheibe 18 abgebremst, indem das Reibelement 22 gegen die Bremsscheibe 18 gedrückt wird. Zur axialen Verstellung des Reibelements 22, das auf dem aktiven ersten Trägerteil 20 fest montiert ist, dient der Elektromotor 32. Bei einer Betätigung dieses Elektromotors 32 wird das erste Trägerteil 20 über das Zahnrad 28 mit seiner Außenverzahnung 26, die mit der Außenverzahnung 24 des ersten Trägerteils 20 zusammenwirkt, relativ zu dem zweiten Trägerteil 42''' in eine Drehbewegung im Urzeigersinn versetzt. Daraufhin laufen die Wälzkörper 100, 100' auf den keilförmigen Flächen 98, 98' der passiven Keilscheibe 94, die über das zweite Trägerteil 42''' fest mit dem Gehäuse verbunden ist, und auf keilförmigen Flächen 96, 96' der aktiven Keilscheibe 92 ab, so dass die Keilscheiben 92 und 94 bzw. das erste und zweite Trägerteil auseinandergespreizt werden und das aktive erste Trägerteil 20 axial zur Bremsscheibe 18 verschoben wird. Anschließend wird die Bremsscheibe 18 aufgrund der schwimmenden Lagerung der Welle 12 gemeinsam mit dem ersten Trägerteil 20 in Richtung des zweiten Reibelements 22' (nach links) verschoben, so dass sich die Bremsscheibe 18 nahezu verzögerungsfrei auch an das zweite Reibelement 22' anlegt. Gelangt das Reibelement 22 mit der Bremsscheibe 18 in Eingriff, wird die aktive Keilscheibe 92 und damit das erste Trägerteil 20 aufgrund der Reibkraft von der rotierenden Gurtrolle 14 mitgezogen. Durch diesen Mitnahmeeffekt bildet sich die bereits erläuterte Selbstverstärkung aus.
  • Wie bereits erläutert, ist der in 1 dargestellte Aufbau eines Gurtaufrollers insbesondere für ein adaptives Sicherheitsgurtsystem geeignet, mit dem es möglich ist, das Gurtband 16 geregelt auszugeben, indem der Gurtauszug mittels eines Steuergeräts und entsprechender Sensoren (nicht dargestellt) von dem Elektromotor 32 geregelt abgebremst oder freigegeben wird. Auf diese Weise können bei einem Fahrzeugcrash die auf den Brustbereich und den Oberkörper des Insassen wirkenden Kräfte über die Crashzeit gesteuert/geregelt werden, insbesondere Kraftspitzen vermieden werden. Eine Gurtstrafffunktion und/oder eine integrierte Gurtrückholfunktion sieht der Gurtaufroller 10 gemäß 1 nicht vor.
  • Ausgehend von dem geschilderten Grundaufbau gemäß 1 sollen im Folgenden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers erläutert werden, mit dem eine Gurtstraff- und/oder Gurtrückholfunktion realisierbar ist.
  • Erste Ausführungsform
  • 2 zeigt eine schematische Detailansicht eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers gemäß einer ersten Ausführungsform. Zur Einfachheit der Darstellung ist in 2 sowie in den folgenden Figuren das Trägerteil mit der jeweiligen Keilscheibe einstückig dargestellt, womit folglich die Begriffe "Trägerteil" und "Keilscheibe" gleichgesetzt werden können. In dieser und den folgenden Figuren ist, soweit nicht anders angegeben, ein Ausschnitt dargestellt, in dem ausgehend von einem festen Gehäuse 1, einer Anordnung einer passiven (zweiten) Keilscheibe 2, einer aktiven (ersten) Keilscheibe 3 und einer Bremsscheibe 19 dargestellt ist, wie sie für eine erfindungsgemäße Gurtrolle vorgesehen sind. Die dargestellten Konstruktionen können beispielsweise in einem Gurtaufroller gemäß 1 eingesetzt werden, um den dort dargestellten Gurtaufroller um die Funktionen der Gurtstraffung und/oder des Gurtbandeinzugs zu ergänzen.
  • 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung, das sogenannte "2-Klinkensystem". Der in 2 nach links gerichtete Pfeil bezeichnet die Rotationsrichtung des Gurtauszugs, die mit der der Bremsrichtung übereinstimmt. Der nach rechts gerichtete Pfeil bezeichnet die Aufrollrichtung. Im Gegensatz zu dem Gurtaufroller gemäß 1, bei dem das passive zweite Trägerteil 42''' und die zugehörige passive Keilscheibe 94 ortsfest gelagert sind (und folglich als Bestandteil des Gehäuses verstanden werden können), ist erfindungsgemäß die passive Keilscheibe 2 drehbar gelagert. Die Keilscheibe 2 ist mittels eines Klinken-Kerben-Sperrmechanismus bezüglich der Bremsrichtung arretiert. Hierzu enthält die Keilscheibe 2 mindestens eine Klinke 8, die über eine (Druck-)Feder aus der Keilscheibe 2 herausgedrückt wird. In dem Gehäuse 1 sind möglichst mehrere entsprechende Kerben 11 vorgesehen, in die die Klinke 8 einrasten kann. Wie aus 2 ersichtlich, wird auf diese Weise eine Drehbewegung der Keilscheibe 2 nach Einrasten der Klinke 8 in die Kerbe 11 in eine Drehrichtung der Bremsrichtung (Gurtauszugsrichtung) verhindert. In die andere Drehrichtung, die Aufrollrichtung, ist hingegen eine Drehbewegung der Keilscheibe 2 möglich.
  • Wie bereits anhand von 1 erläutert, ist die aktive, erste Keilscheibe 3 mit der zweiten Keilscheibe 2 über Kraftverstärkungselemente verbunden, die hier wieder als keilförmige gegenüberliegende Flächen 31 bzw. 21 dargestellt sind. Zur Verminderung der Reibung ist ein Wälzkörper 4 zwischen den Keilflächen 31 und 21 angeordnet. Der Mechanismus einer solchen, schematisch dargestellten selbstverstärkenden Bremsanordnung wurde bereits ausführlich oben erläutert, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf das Obige verwiesen sei.
  • Die erste Keilscheibe 3 weist an ihrer der Bremsscheibe zugewandten Seite einen Reibbelag 5 auf, der beispielsweise zum Abbremsen der Bremsscheibe 19 mit dieser in Kontakt gebracht wird.
  • In der in 2 dargestellten Ausführungsform umfasst der Mitnahmemechanismus eine Hebel-Anordnung, bei der die zweite Keilscheibe 2 mindestens einen am Umfang verteilten Hebel 6 (oder eine weitere Klinke 6) aufweist, der über eine dem Hebel zugeordnete (Druck-)Feder 7 zur zweiten Keilscheibe 2 hin gedrückt wird. Der Hebel 6 ist um eine Achse senkrecht zur Drehachse A und senkrecht zur Zeichenebene aus 1 drehbar gelagert. In der dargestellten Ausführungsform gemäß 2 wird der Hebel 6 bei Drehung der ersten Keilscheibe 3 in Aufrollrichtung von der Keilscheibe 3 bzw. einem entsprechenden Vorsprung 13 (oder Nut) aus einer Grundposition herausbewegt und entgegen die Federkraft der Feder 7 in Aufrollrichtung gedreht. Um diese Drehung zu ermöglichen, weist die erste Keilscheibe 3 eine Aussparung 15 auf, damit der Hebel 6 durch die erste (aktive) Keilscheibe hindurchbewegt werden kann. Ab einer bestimmten Winkelverdrehung der ersten Keilscheibe 3 greift der Hebel 6 in die Bremsscheibe 19 ein, die hierzu mit einer Öffnung 17 ausgestattet ist.
  • Wie bereits erwähnt, können an mehreren Stellen in Umfangsrichtung derartige Hebel- und/oder Kerben-Klinken-Anordnungen vorhanden sein. Da es sich sowohl bei dem Sperrmechanismus als auch bei dem Mitnahmemechanismus hier um Klinken- bzw. Hebel-Anordnungen handelt, kann die erste Ausführungsform als "2-Klinkensystem" bezeichnet werden.
  • Anhand des ersten Ausführungsbeispiels sollen nunmehr die verschiedenen Funktionen des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers erläutert werden. Die nachstehenden Erläuterungen können in analoger Weise auf die noch zu schildernden zweite und dritte Ausführungsform der Erfindung übertragen werden.
  • Gesteuert/geregelt abgebremster Gurtbandauszug
  • Es wird nun angenommen, das Gurtband 16 (vgl. 1) werde zunächst von der Gurtrolle 14 abgerollt oder ausgezogen, d. h. die Bremsscheibe 19 dreht in Bremsrichtung. Damit der Gurtauszug gesteuert bzw. geregelt werden kann, kann die Drehbewegung der Bremsscheibe 19, die mit der Gurtrolle 14 verbunden ist, in einer Weise abgebremst werden, wie sie anhand von 1 ausführlich geschildert wurde. Beim Bremsbetrieb, also zur geregelten Ausgabe des Gurtes, wird durch einen Antrieb, wie den Elektromotor 32 aus 1, die erste (aktive) Keilscheibe 3 in Bremsrichtung verstellt, wodurch die zweite (passive) Keilscheibe 2, sofern deren Klinke(n) 8 noch nicht in der Kerbe bzw. den Kerben 11 des Gehäuses 1 eingerastet ist bzw. sind, in dieselbe Richtung mitgedreht wird. Aus der Natur dieses Sperrmechanismus ergibt sich folglich eine mögliche, aber beschränkte Drehung der passiven Keilscheibe 2 in Bremsrichtung. Da die Feder 9 die Klinke 8 stets gegen das Gehäuse 1 drückt, muss die Klinke 8 bei einer Drehbewegung der passiven Keilscheibe 2 in Bremsrichtung unweigerlich einrasten. Nach der Einrastung ist eine weitere Drehbewegung der passiven Keilscheibe 2 blockiert. In diesem Zustand entspricht der Zustand des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers demjenigen aus 1.
  • Die Wälzkörper 4 können nun auf den Keilflächen 31, 21 der aktiven und der passiven Keilscheibe 3 bzw. 2 in Bremsrichtung abrollen, so dass sich die aktive Keilscheibe 3 relativ zu der passiven Keilscheibe 2 bzw. zum Gehäuse 1 in Bremsrichtung verstellt und aufgrund der Keilflächen 31, 21 axial zur Bremsscheibe 19 hinbewegt wird. Sollte der Hebel 6 in der Öffnung 17 der Bremsscheibe 19 noch eingerastet sein (vgl. 4), so wird er aufgrund der Drehbewegung der Bremsscheibe 19 und aufgrund der Federkraft der Feder 7 aus dieser Öffnung 17 herausgedrängt. Es ergibt sich somit ein in 3 dargestellter Zustand.
  • 3 stellt das in 2 dargestellte 2-Klinkensystem im Bremsmodus dar. Die passive Keilscheibe 2 ist am Gehäuse 1 arretiert, die aktive Keilscheibe 3 kann gegenüber der passiven Keilscheibe 2 in Bremsrichtung verdreht werden, wodurch sich der Reibbelag 5 in axialer Richtung der Bremsscheibe 19 nähert, bis er mit der Bremsscheibe 19 in Eingriff gerät und diese abbremst. Da die Bremsscheibe 19 ebenfalls in Bremsrichtung dreht, wird der Reibbelag 5 von dieser Drehbewegung erfasst, so dass die Bremswirkung verstärkt wird. Um diese Bremskraft zu reduzieren oder aufzuheben, wird die aktive Keilscheibe 3 in die zweite Richtung, die Aufrollrichtung, bewegt, so dass der Reibbelag 5 wieder von der Bremsscheibe 19 wegbewegt wird.
  • Gurtbandeinzug und -auszug
  • Im Folgenden soll der Vorgang des von einem Insassen vorgenommenen (manuellen) Gurtbandauszugs sowie die Gurtrückholfunktion beschrieben werden. Es wird der Einfachheit halber angenommen, dass die Rückholfunktion und die statische Rückzugskraft des Gurtsystems durch den bereits angeschlossenen Aktor, wie dem Elektromotor 32 aus 1, vorgenommen wird. Es kann hierzu auch ein eigens vorhandener Aktor eingesetzt werden. Auch kann das Getriebe (Zahnradgetriebe) 28 zu diesem Zweck verändert oder überbrückt werden. Es wird weiterhin vorausgesetzt, dass der Aktor über die angeschlossene (nicht dargestellte) Informationsverarbeitung (angeschlossenes Steuergerät) für den Benutzer oder Insassen unmerklich reagieren kann (also schneller, als es der Benutzer bemerkt).
  • In der Ausgangssituation ist der Gurt eingezogen und die Gurtrolle 14 wird beispielsweise von dem Elektromotor 32 in Position gehalten. Greift der Insasse an das Gurtband 16 und will es ausziehen, dann muss hierzu die Bremswirkung reduziert oder ganz aufgehoben werden, indem der Motor 32 die Bremswirkung der aktiven Keilscheibe 3 auf die Bremsscheibe 19 durch Verdrehen der Keilscheibe 3 in Aufrollrichtung verringert. Bei vollständig aufgehobener Bremswirkung kann der Insasse das Gurtband 16 nur mit der konstruktionsimmanenten Reibung als Gegenkraft ausziehen. Die Gurtauszugsrichtung stimmt hierbei mit der in 2 angegebenen Bremsrichtung überein. Für einen ungehinderten Gurtauszug muss sichergestellt werden, dass der Hebel 6 während des Gurtauszugs nicht in die Bremsscheibe 19, die sich zusammen mit der Gurtrolle 14 dreht, eingreift.
  • Alternativ könnte für den Gurtauszug eine dem Aufrollen des Gurtes entsprechende Situation hergestellt werden, indem zusätzlich der Motor 32 und die aktive Keilscheibe 3 und synchron hierzu die passive Keilscheibe 2 mit der Auszugsgeschwindigkeit der Gurtrolle 14 mitdrehen, so dass das Gurtband 14 auch bei geschlossener Bremse freigegeben wird. Hierzu wäre folglich der Mitnahmemechanismus aktiviert, wobei jedoch der Sperrmechanismus freigegeben werden müsste, d. h. die Sperrwirkung der Feder 9, die auf die Klinke 8 wirkt, müsste aufgehoben werden. Beispielsweise könnte hierzu die Klinke 8 mittels eines Elektromagneten aus der Kerbe 11 gehoben werden. Dann wäre durch die Steifigkeit des gesamten Aufbaus auch eine bestimmte Gegenkraft einregelbar. Nachteil dieser alternativen Variante wäre jedoch die Tatsache, dass für den Gurtbandauszug elektrische Energie benötigt würde.
  • Ist das Gurtband 16 wie benötigt ausgezogen und das Gurtschloss eingerastet, kann der Motor 32 die Gurtlose geregelt/gesteuert einholen. Hierzu wird in der dargestellten Ausführungsform die aktive Keilscheibe 3 in Aufrollrichtung betätigt. Die Keilbremse wird hierdurch geöffnet. Nach einem gewissen Umdrehungswinkel stellt sich der in 4 dargestellte Zustand ein. Der Vorsprung 13 der aktiven Keilscheibe 3 drückt gegen den Hebel 6 der passiven Keilscheibe 2 und übt somit eine Gegenkraft gegen die Feder 7 aus, so dass der Hebel 6 aufgestellt wird. Bei weiterer Drehung der aktiven Keilscheibe 3 in Aufrollrichtung wird der Hebel 6 folglich in die Öffnung 17 der Bremsscheibe 19 einhaken, so dass die Bremsscheibe 19 zusammen mit der aktiven Keilscheibe 3 mitdrehen wird. Folglich dreht die mit der Bremsscheibe 19 verbundene Gurtrolle 14 auch in Aufrollrichtung und wickelt den Gurt 16 wieder auf. Die passive Keilscheibe 2, an der der He bel 6 angeordnet ist, kann frei in Aufrollrichtung mitdrehen, da die Klinke 8 nur in Bremsrichtung wirken kann.
  • Folgende vorteilhafte Weiterbildungen sind bei der geregelten/gesteuerten Einholung des Gurtbandes bei dem erfindungsgemäßen Gurtaufroller möglich:
    Nach Beenden des Anschnallvorgangs sind haptische Rückwirkungen, wie ein kurzer Kraftanstieg und eine wieder freigegebene (vorgegebene) Gurtlänge, möglich. Andere Funktionalitäten und adaptive Mechanismen sind durch den frei konfigurierbaren mechatronischen Aufbau möglich. Beispielsweise sind haptische Signale zur Signalisierung einer kritischen Fahrsituation durch Erhöhen der Gurtkraft ohne Änderung des Betriebszustandes des Gurtsystems möglich. Insassenspezifische Parameter, wie Daunenjacke oder Bierbauch, könne durch Algorithmen, die den Gurtweg und die Gurtkraft untersuchen, erkannt werden. Das Einziehen des Gurtbandes kann auch stotternd ausgeführt werden. Steckt ein Insasse das ausgezogene Gurtband nach einer vorbestimmten Zeitspanne nicht in das Gurtschloss ein, so kann die Gurtkraft zunächst auf Null verringert und dann wieder langsam erhöht werden, um dem Insassen zu signalisieren, das Gurtband in das Gurtschloss zu stecken. Schließlich kann auch ein Taxifahrer erkannt werden, der in schneller Folge am Gurtband.
  • Ausgehend von dem geschilderten Gurtbandeinzug ist ein nahtloser Übergang zu einem Crashszenario möglich, da alle Bauteile die für die Straffung des Gurtes und die nachfolgende Abbremsung der Abwickelbewegung des Gurtes schon im normalen Betrieb aktiv und überwacht sind.
  • Gurtstraff-Funktion
  • Ziel der Gurtstraff-Funktion im Vergleich zum bloßen Gurtaufrollen ist, im Fall eines Crashs das Gurtband möglichst fest an den Insassen zu ziehen, damit der Insasse aufgrund der auf ihn wirkenden Beschleunigungen möglichst früh von dem Gurtband gehalten oder aufgefangen wird und nicht aufgrund eines nur lose anliegenden Gurtbandes ungebremst nach vorne beschleunigt wird. Gleichzeitig verlängert das Anziehen des Insassen an die Sitzfläche den während der Crashzeit zur Verfügung stehenden Crashweg, d. h. die Wegstrecke, die zwischen dem Insassen und möglicherweise gefährdenden Fahrzeugteilen (Lenkrad und Ähnliches) vorhanden ist. Diese Schutzfunktion des Gurtes sollte möglichst früh greifen, am besten noch vor dem eigentlichen Crash mittels sogenannter "Precrash-Detektion".
  • Bei der Gurtstraffung wird unmittelbar vor oder zu Beginn des Crashs der Gurt eingezogen. Somit erfolgt der Gurteinzug analog zur oben geschilderten Gurtbandeinzugs-Funktion. Hierzu sei nochmals auf 4 im Zusammenhang mit 2 verwiesen. In diesem Ausführungsbeispiel muss hierzu die aktive Keilscheibe 3 in Aufrollrichtung gedreht werden. Dabei stößt sie mit der flachen Seite des Vorsprungs 13 an den Hebel 6, der an der passiven Keilscheibe 2 geführt ist, und bewegt ihn in eine Vertiefung oder Öffnung 17 der Bremsscheibe 19. Somit ist ein Formschluss zwischen der aktiven Keilscheibe 3 und der Bremsscheibe 19 und somit auch zur Gurtrolle 14 hergestellt. Dreht sich die aktive Keilscheibe 3 weiter, wird die Bremsscheibe 19 inklusive der passiven Keilscheibe 2 mitbewegt.
  • Um Verletzungen am Oberkörper des Insassen aufgrund eines zu straff sitzenden Gurtes zu vermeiden, muss im Crashfall ein Übergang zwischen Gurtstraffung und Gurtbandauszug (möglichst geregelt gebremst) stattfinden. Hierzu ist es vorteilhaft, diesen Übergang von der vom Insassen gegen den Gurt ausgeübten Gegenkraft abhängig zu machen. Übersteigt diese Gegenkraft, die beispielsweise an der Bremsscheibe 19 abgenommen werden kann, einen gewissen vorgegebenen Wert, wird dafür gesorgt, dass sich die Drehrichtung der Bremsscheibe 19 in Bremsrichtung umkehrt. Der Wert der hierzu notwendigen Gegenkraft kann von der Motorsteuerung geregelt werden und ent spricht einem maximalen Gurtkraftniveau, das an personenbezogene Kenngrößen (insbesondere Insassengewicht) angepasst werden kann. Das Gurtband wird vorteilhafterweise nach Überschreiten des Gurtkraftniveaus kontrolliert ausgegeben, um die Beschleunigung des Insassen zu reduzieren. Hierzu wird bei dem geschildertem Ausführungsbeispiel gemäß 2 die aktive Keilscheibe 3 über den Antrieb (Elektromotor 32 aus 1) in Bremsrichtung verstellt. Es folgt das bereits ausführlich geschilderte Verfahren zur gesteuerten/geregelten Abbremsung des Gurtbandauszugs im Crashfall.
  • Um einen verzögerungsfreien Übergang von der Gurtstraff-Funktion in die gesteuerte/geregelte Gurtbandauszugs-Funktion sicherzustellen, sollte die Klinke 8 der passiven Keilscheibe 2 bereits nach wenigen Grad in eine Kerbe 11 auf der Lauffläche zwischen passiver Keilscheibe 2 und Gehäuse 1 einrasten. Die Klinke 8 hat die Aufgabe, die durch die Keilbremse auftretende Reaktionskraft in radialer Richtung abzuleiten. In Normalrichtung wird die Kraft über die aufliegende Fläche unter der passiven Keilscheibe 2 abgeleitet. Die von der Feder 9 in die Kerbe 11 gedrückte Klinke 8 hält die passive Keilscheibe an. Da sich die aktive Keilscheibe 3 weiter in Bremsrichtung (nach links) bewegt, wird der Hebel 6, der noch in die Bremsscheibe 19 eingreift, geöffnet, also ebenfalls in Bremsrichtung bewegt, und die aktive Keilscheibe 3 läuft die Keilrampe, die durch die Keilflächen 31, 21 gebildet wird, hoch. Damit ist die Keilbremse aktiv und der in 3 dargestellte Zustand hergestellt.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die 5 bis 7 stellen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers dar. 5 zeigt schematisch die zugrunde liegende Konstruktion dieser Ausführungsform des "1-Klinkensystems", während die 6 und 7 das 1-Klinkensystem im Bremsmodus bzw. im Aufrollmodus darstellen.
  • 5 veranschaulicht den Grundaufbau des 1-Klinkensystems. Wie bei dem Aufbau gemäß erster Ausführungsform (2-Klinkensystem) ist auch hier die zweite Keilscheibe 2 über eine Kerbe-Klinken-Anordnung in Bremsrichtung arretierbar. Hierzu ist im Gehäuse 1 mindestens eine Kerbe 11 vorgesehen, in die mindestens eine Klinke 8, die über eine (Druck-)Feder 9 an der passiven Keilscheibe gelagert ist, eingreifen kann. Die Sperrwirkung tritt nur in Bremsrichtung ein, während die Keilscheibe 2 in der entgegengesetzten Aufrollrichtung drehbar ist.
  • Der Mitnahmemechanismus beruht in dieser zweiten Ausführungsform auf dem Prinzip der selbstverstärkenden Bremse. Hierzu wird diese nicht nur für eine Bremsung in Gurtauszugsrichtung (= Bremsrichtung), sondern auch für eine Bremsung in Aufrollrichtung ausgelegt. Hierzu werden zweckmäßigerweise die bereits vorhandenen Keilscheiben 2 und 3 mit Kraftverstärkungselementen ausgestattet, die schematisch als Keilflächen 23 bzw. 33 mit dazwischen gelagerten Wälzkörpern 4 dargestellt sind.
  • Wird nun die aktive Keilscheibe in Bremsrichtung mittels eines Aktuators (Elektromotor 32 aus 1) verdreht, so laufen die Keilflächen 31 und 21 aufeinander ab, wodurch die aktive Keilscheibe 3 axial in Richtung Bremsscheibe 19 verstellt wird, wodurch der Reibbelag 5 mit der Bremsscheibe 19 in Eingriff gerät. Wiederum ist die passive Keilscheibe 2 in Bremsrichtung arretiert. Dieser Zustand ist schematisch in 6 dargestellt. Hinsichtlich des beschriebenen Bremsmodus unterscheidet sich die zweite Ausführungsform nicht von der ersten Ausführungsform, weshalb auf die Erläuterungen der ersten Ausführungsform verwiesen sei.
  • Für den Transport- oder Aufrollmodus wird die aktive Keilscheibe 3 in Aufrollrichtung verdreht, so dass die Keilflächen 23 und 33 aufeinander ablaufen, wodurch wiederum die aktive Keilscheibe 3 axial in Richtung Bremsscheibe 19 verschoben wird. Wiederum greift der Reibbelag 5 an der Bremsscheibe 19 an und kann somit einen Reibschluss herstellen. Die Bremsscheibe 19 kann somit eingespannt werden und in Aufrollrichtung gedreht werden, womit sich die Gurtrolle 14 ebenfalls in Aufrollrichtung dreht. Der Mitnahmemechanismus wird im zweiten Ausführungsbeispiel folglich durch Reibschluss, nicht durch Formschluss (wie im ersten Ausführungsbeispiel) hergestellt. Es ist zweckmäßig, die Keilscheiben 2 und 3 miteinander zu koppeln, wozu die Kopplungseinheit 34 vorgesehen ist. Die Kopplungseinheit 34 dient dazu, die relative Verschiebung der beiden Keilplatten 2, 3 zueinander zu begrenzen. 7 zeigt sehr schematisch die Situation im Transport- oder Aufrollmodus, mit dem der Gurtbandeinzug und die Gurtstraffung mit der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers ausgeführt werden. Zur näheren Erläuterung dieser Funktionen sei auf die erste Ausführungsform verweisen.
  • Dritte Ausführungsform
  • 8 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die dem erwähnten zweiten Aspekt der Erfindung betrifft. Der in 8 gezeigte Aufbau kann besonders vorteilhaft mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung (vergleiche 5 bis 7) eingesetzt werden, um bei dieser Ausführungsform einen wirkungsvollen Kontakt mit der Bremsscheibe herzustellen.
  • In 8 ist sehr schematisch der Aufbau eines Gurtaufrollers gemäß dritter Ausführungsform dargestellt. Gleiche Elemente aus den vorhergehenden Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsformen erläutert, übereinstimmende Merkmale sind aus der vorherigen Beschreibung bekannt. Eine passive Keilscheibe 2 ist wiederum über einen Sperrmechanismus (z. B. Kerben-Klinken-Anordnung) mit dem Gehäuse 1 gegen eine Verdrehung in Bremsrichtung arretiert. Wiederum ist die aktive Keilscheibe 3 benachbart zur Bremsscheibe 19 drehbar gelagert. Die aktive Keilscheibe 3 wird über einen Antrieb 32 (wie Elektromotor) und optional über eine Übersetzungsstufe 29 (beispielsweise Zahnradgetriebe) in eine Drehbewegung versetzt. Die Gurtrolle 14 ist drehbar um die Drehachse A gelagert. Die Lager sind mit 50 bezeichnet.
  • In der speziellen Ausgestaltung gemäß 8 weisen die aktive und die passive Keilscheibe 3 und 2 jeweils keilförmige Reib- oder Bremsbeläge 51 bzw. 52 auf, die sich in Richtung Bremsscheibe 19 verjüngen, wobei die Bremsscheibe 19 ihrerseits korrespondierende keilförmige Einschnitte an ihren Seiten aufweist. Weiterhin sind in dieser speziellen Ausführungsform die Bremsbeläge 51, 52 und die beiden Seiten der Bremsscheibe 19 in ihrer Geometrie rotationssymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse ausgebildet, die hier mit der Drehachse A zusammenfällt. Letzteres erlaubt eine sehr kompakte Bauweise, so dass die Bremsscheibe 19 in die Gurtrolle 14 integriert sein kann. Selbstverständlich kann die Bremsscheibe 19 als Bestandteil der Gurtrolle 14 ausgebildet sein.
  • Im Folgenden sei angenommen, dass die dritte Ausführungsform gemäß 8 Bestandteil der zweiten Ausführungsform gemäß 5 bis 7 ist. Bei einer Bremsbetätigung des Antriebs 32 wird die aktive Keilscheibe 3 in Bremsrichtung verdreht, wodurch der aktive Reibbelag 51 gegen die Bremsscheibe 19 drückt. Der geschilderte Sperrmechanismus wird ein Verdrehen der passiven und der aktiven Keilscheibe 2, 3 gegeneinander verhindern, so dass aufgrund des selbstverstärkenden Keilmechanismus die beiden Keilscheiben aufeinander abrollen und auseinander gespreizt werden. Hierdurch wird der aktive Bremsbelag 51 in den keilförmigen Einschnitt der Bremsscheibe 19 gedrückt. Weiterhin wird auch der passive Bremsbelag 52 in den gegenüberliegenden keilförmigen Einschnitt der Bremsscheibe 19 gedrückt, so dass die Bremsscheibe 19 von beiden Seiten abgebremst wird. Wie in 8 dargestellt ist der passive Bremsbelag 52 über geeignete Verbindungsmittel mit der passiven Keilscheibe 2 verbunden. Hierzu weist die Bremsscheibe 19 sowie die aktive Keilscheibe 3 jeweils eine Durchgangsöffnung 53 auf. Die Durchgangsöffnung 53 erstreckt sich selbstverständlich auch durch den aktiven Bremsbelag 51 der aktiven Keilscheibe 3.
  • Mit der Anordnung gemäß 8 lässt sich beispielsweise die Funktion des Bremsmodus gemäß zweitem Ausführungsbeispiel (vergleiche 5 und 6) realisieren.
  • Um den ausgezogenen Gurt auf die Gurtrolle wieder aufzuwickeln, oder um die Gurtstraffer-Funktion zu realisieren, muss der Antrieb 32 die aktive Keilscheibe 3 in Aufrollrichtung (vergleiche 7) betätigen. Die Funktionsweise entspricht hier derjenigen gemäß zweitem Ausführungsbeispiel. Folglich werden aktive und passive Keilscheibe wieder auseinandergespreizt mit der Folge, dass die Bremsscheibe 19 auf der einen Seite vom aktiven Reibbelag 51 und auf der anderen Seite vom passiven Reibbelag 52 kontaktiert wird, wodurch ein Reibschluss entsteht. Die Bremsscheibe 19 wird somit durch die Reibbeläge 52 und 51 eingespannt, jedoch wird sich der gesamte Keilscheibenmechanismus mitdrehen, da der Sperrmechanismus nicht gegen eine Drehbewegung in Aufrollrichtung sperrt. Somit wird die Bremsscheibe 19 vom Antrieb 32 in Aufrollrichtung gedreht und die daran befestigte Gurtrolle 14 wird mitdrehen und den Gurt in Aufrollrichtung aufwickeln.
  • Der gedachte Fluss der Normalkraft führt zunächst von der Bremsscheibe 19 nach rechts über die aktive Keilscheibe 3, über das Keilsystem zu der passiven Keilscheibe 2 und von dort über die Mittelstange in 8 nach links in die Gurtrolle 14 hinein zum passiven Reibbelag 52 und wieder auf die Bremsscheibe 19.
  • Durch den sehr kurzen und in sich geschlossenen Normalkraftfluss ist es möglich, das gesamte Keilsystem über einen Kraftschluss zu verklemmen, ohne dabei die Gehäusestruktur benutzen zu müssen. Die Kopplung zum Gehäuse 1 funktioniert über einen richtungsabhängig sperrenden Sperrmechanismus. So blockiert sich der Mechanismus in Strafferrichtung selbst und bildet einen Kraftschluss zwischen Motor und Gurtrolle. Der Motor kann über das blockierte Keilsystem direkt die Gurtrolle bewegen. In Bremsrichtung arretiert hingegen der Sperrme chanismus und hindert die passive Keilscheibe 2 an einer weiteren Verdrehung. So kann sich die Gurtrolle 14 mit der Bremsscheibe 19 nur über einen Reibkontakt weiter bewegen. Dieser Reibkontakt wird durch das Keilsystem kontrolliert. Somit kontrolliert der Motor 32 in Bremsrichtung über das Keilsystem die Bewegung der Gurtrolle 14.
  • Die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel geschilderten Funktionen der gesteuerten/geregelten Gurtabbremsung, des gesteuerten/geregelten Gurteinzugs und Gurtauszugs sind für die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gurtrolle, insbesondere auch in Kombination mit der Ausführungsform gemäß 8, in völlig analoger Weise realisierbar. Um Wiederholungen zu vermeiden sei auf die Schilderungen der betreffenden Funktionen im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform verwiesen.
  • Über die bereits geschilderten Vorteile der Erfindung hinaus sei darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Konzept technisch einfach realisierbar ist, über einen kurzen und geschlossenen Normalkraftfluss verfügt und in der "1-Klinkensystem-Variante" mit nur einer Sperrklinke auskommt, wobei aus Symmetrie- und Redundanzgründen mehrere solcher Sperrklinken entlang des Umfangs angeordnet sein können. Es kann insbesondere nur ein Antrieb 32 für sämtliche Funktionen verwendet werden. Das geschilderte Konzept schaltet prinzipbedingt automatisch zwischen den Funktionen um.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102005041101 [0007]
    • - DE 102005041098 [0008, 0046]
    • - DE 102004057095 B3 [0011]
    • - DE 19545795 C1 [0011]
    • - DE 10164317 C1 [0042]
    • - DE 19819564 C2 [0045]

Claims (10)

  1. Gurtaufroller (10) mit einer um eine Drehachse (A) drehbar gelagerten Gurtrolle (14), einem mit der Gurtrolle (14) drehfest gekoppelten Drehglied (18, 19), einem Aktuator (32) zur Erzeugung einer Betätigungskraft (Fein), einer Anordnung zur Selbstverstärkung der von dem Aktuator (32) erzeugten Betätigungskraft, wobei diese Anordnung ein erstes Trägerteil (20, 3) und ein zweites Trägerteil (42''', 2) mit Kraftverstärkungselementen (92, 96, 96'; 94, 98, 98'; 100, 100'; 21, 31, 4) aufweist, wobei in Folge einer auf das erste Trägerteil (20, 3) wirkenden Betätigungskraft das erste Trägerteil relativ zum zweiten Trägerteil in einer ersten Richtung verdrehbar ist, um abhängig vom Grad dieser Verdrehung auf das Drehglied (18, 19) eine Bremskraft auszuüben, und wobei das zweite Trägerteil (2) zusammen mit dem ersten Trägerteil (3) drehbar gelagert ist, wobei ein Sperrmechanismus (8, 9, 11) vorgesehen ist, der eine Drehung des zweiten Trägerteils (2) in die erste Richtung verhindert, und ein Mitnahmemechanismus (6, 7, 13, 15, 17; 23, 33, 4; 51, 52, 53) vorgesehen ist, der eine Drehung des ersten und/oder zweiten Trägerteils in eine zweite, zur ersten Richtung im wesentlichen entgegengesetzte Richtung mit einer Drehung des Drehglieds (19) koppelt.
  2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (32) zur Erzeugung der das erste Trägerteil (20, 3) in die erste Richtung verdrehenden Betätigungskraft weiterhin zur Erzeugung einer das erste Trägerteil (3) in die zweite Richtung verdrehenden Betätigungskraft ausgelegt ist.
  3. Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrmechanismus mindestens eine Kerben-Klinken-Anordnung (8, 11) umfasst, durch die das zweite Trägerteil (2) arretierbar ist.
  4. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnahmemechanismus mindestens eine Hebel-Anordnung (6, 15, 17) umfasst, durch die das erste und/oder zweite Trägerteil (3; 2) mit dem Drehglied (19) bezüglich der zweiten Richtung drehfest koppelbar sind.
  5. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnahmemechanismus eine Anordnung zur Selbstverstärkung einer auf das erste oder zweite Trägerteil (3; 2) wirkenden und dieses Trägerteil in die zweite Richtung verdrehenden Betätigungskraft ist, wobei das erste und zweite Trägerteil (3; 2) Kraftverstärkungselemente (23, 33, 4) aufweisen und mittels der auf eines der Trägerteile wirkenden Betätigungskraft ein Reibschluss mit dem Drehglied (19) herstellbar ist.
  6. Gurtaufroller (10) mit einer um eine Drehachse (A) drehbar gelagerten Gurtrolle (14), einem mit der Gurtrolle (14) drehfest gekoppelten Drehglied (18, 19), einem Aktuator (32) zur Erzeugung einer Betätigungskraft (Fein) einer Anordnung zur Selbstverstärkung der von dem Aktuator (32) erzeugten Betätigungskraft, wobei diese Anordnung ein erstes Trägerteil (20, 3) und ein zweites Trägerteil (42''', 2) mit Kraftverstärkungselementen (92, 96, 96'; 94, 98, 98'; 100, 100'; 21, 31, 4) aufweist, wobei in Folge einer auf das erste Trägerteil (20, 3) wirkenden Betätigungskraft das erste Trägerteil relativ zum zweiten Trägerteil in einer ersten Richtung verdrehbar ist, um abhängig vom Grad dieser Verdrehung auf das Drehglied (18, 19) eine Bremskraft auszuüben, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, und wobei beide Trägerteile (3, 2) jeweils einen Bremsbelag (51, 52) aufweisen, wobei der Bremsbelag (51) des ersten Trägerteils (3) benachbart zu einer ersten Seite des Drehglieds (19) angeordnet ist und das erste Trägerteil (3) sowie das Drehglied (19) eine Durchgangsöffnung (53) aufweisen, über die der Bremsbelag (52) des zweiten Trägerteils (2), der be nachbart zu einer zweiten, der ersten Seite des Drehglieds (19) abgewandten Seite des Drehglieds (19) angeordnet ist, mit dem zweiten Trägerteil (2) zu verbinden ist.
  7. Gurtaufroller nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsbeläge des ersten und zweiten Trägerteils (3, 2) jeweils keilförmig in Richtung Drehglied (19) sich verjüngend ausgeführt sind, und dass das Drehglied (19) zu den keilförmigen Bremsbelägen (51, 52) korrespondierende keilförmige Einschnitte an den beiden Seiten des Drehglieds (19) aufweist.
  8. Gurtaufroller nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Bremsbeläge (51, 52) der beiden Trägerteile (3, 2) und der beiden Seiten des Drehglieds (19) rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
  9. Gurtaufroller nach Anspruch 1, insbesondere nach Anspruch 5, und einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, das der Mitnahmemechanismus die Bremsbeläge (51, 52) der beiden Trägerteile (3, 2) umfasst.
  10. Verwendung eines Gurtaufrollers nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem adaptiven Sicherheitsgurtsystem.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009033658A1 (de) * 2009-07-17 2011-01-20 Trw Automotive Gmbh Gurtaufroller

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1940866A1 (de) * 1969-08-11 1971-02-25 Klink Wolf Dieter Wickelvorrichtung fuer Sicherheitsgurte
DE19545795C1 (de) 1995-12-08 1997-03-20 Autoliv Dev Pyrotechnische Antriebsvorrichtung mit Überdrucksicherung
DE19604483C1 (de) * 1996-02-08 1997-03-20 Autoliv Dev Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit regelbarer Kraftbegrenzungseinrichtung
DE19819564C2 (de) 1998-04-30 2000-06-08 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Elektromechanische Bremse mit Selbstverstärkung
EP1060960A1 (de) * 1996-01-24 2000-12-20 Breed Automotive Technology, Inc. Spule für Gurtaufroller
DE20207786U1 (de) * 2002-05-17 2002-10-02 Trw Repa Gmbh Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt
DE10164317C1 (de) 2001-12-28 2003-10-09 Estop Gmbh Selbstverstärkende elektromechanische Teilbelagscheibenbremse mit verbesserter Reibebelagführung
DE102004057095B3 (de) 2004-11-26 2006-01-19 Autoliv Development Ab Gurtstraffer
DE102004048455A1 (de) * 2004-10-05 2006-04-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Straffung eines zum Insassenschutz in einem Fahrzeug dienenden Sicherheitsgurtes
DE102004053305A1 (de) * 2004-11-04 2006-06-01 Trw Automotive Gmbh Gurtaufroller für ein Fahrzeugsicherheitsgurtsystem und Fahrzeugsicherheitsgurtsystem
DE102005041098A1 (de) 2005-08-30 2007-03-08 Siemens Ag Gurtaufroller
DE102005041101A1 (de) 2005-08-30 2007-03-15 Siemens Ag Sicherheitsgurtsystem

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19640842C2 (de) * 1996-10-02 1999-06-02 Hs Tech & Design Sicherheitsgurtaufroller
DE19650494C2 (de) * 1996-12-05 1999-09-30 Hs Tech & Design Gurtaufroller
DE10139816C2 (de) * 2001-08-14 2003-12-18 Breed Automotive Tech Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Fahrzeugs

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1940866A1 (de) * 1969-08-11 1971-02-25 Klink Wolf Dieter Wickelvorrichtung fuer Sicherheitsgurte
DE19545795C1 (de) 1995-12-08 1997-03-20 Autoliv Dev Pyrotechnische Antriebsvorrichtung mit Überdrucksicherung
EP1060960A1 (de) * 1996-01-24 2000-12-20 Breed Automotive Technology, Inc. Spule für Gurtaufroller
DE19604483C1 (de) * 1996-02-08 1997-03-20 Autoliv Dev Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit regelbarer Kraftbegrenzungseinrichtung
DE19819564C2 (de) 1998-04-30 2000-06-08 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Elektromechanische Bremse mit Selbstverstärkung
DE10164317C1 (de) 2001-12-28 2003-10-09 Estop Gmbh Selbstverstärkende elektromechanische Teilbelagscheibenbremse mit verbesserter Reibebelagführung
DE20207786U1 (de) * 2002-05-17 2002-10-02 Trw Repa Gmbh Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt
DE102004048455A1 (de) * 2004-10-05 2006-04-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Straffung eines zum Insassenschutz in einem Fahrzeug dienenden Sicherheitsgurtes
DE102004053305A1 (de) * 2004-11-04 2006-06-01 Trw Automotive Gmbh Gurtaufroller für ein Fahrzeugsicherheitsgurtsystem und Fahrzeugsicherheitsgurtsystem
DE102004057095B3 (de) 2004-11-26 2006-01-19 Autoliv Development Ab Gurtstraffer
DE102005041098A1 (de) 2005-08-30 2007-03-08 Siemens Ag Gurtaufroller
DE102005041101A1 (de) 2005-08-30 2007-03-15 Siemens Ag Sicherheitsgurtsystem

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009033658A1 (de) * 2009-07-17 2011-01-20 Trw Automotive Gmbh Gurtaufroller

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WO2008090034A1 (de) 2008-07-31

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