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Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung mit einem Sperrbolzen und einer an dem Sperrbolzen angreifenden Sperreinrichtung, wobei die Sperreinrichtung in einer ersten Position den Sperrbolzen arretiert und in einer zweiten Position den Sperrbolzen freigibt. Die Erfindung betrifft auch eine Auslöseeinheit mit einer erfindungsgemäßen Arretiervorrichtung.
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Arretiervorrichtungen und Auslöseeinheiten mit Arretiervorrichtungen werden im Kraftfahrzeugbereich beispielsweise zum Arretieren und schlagartigen Freigeben von aufstellbaren Überrollbügeln verwendet. Beispielsweise ist ein ausfahrbarer Überrollbügel mittels einer starken Druckfeder vorgespannt und wird in seiner eingeschobenen Stellung mittels einer Arretiervorrichtung gehalten. Um die Arretiervorrichtung freizugeben, wird ein Aktuator verwendet, der eine Sperreinrichtung auslöst und dadurch einen Sperrbolzen freigibt. In der Folge drückt die Druckfeder dann den Überrollbügel in seine Arbeitsposition. Aufgrund der hohen Kräfte der Druckfeder muss im normalen Fahrbetrieb 100%ig sichergestellt sein, dass sich der Überrollbügel nicht versehentlich löst.
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Aus diesem Grund werden Sperreinrichtungen verwendet, die die Sperrposition durch einen Formschluss halten. Unter Formschluss ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass wenigstens zwei Bestandteile der Sperreinrichtung im arretierten Zustand so aneinander angreifen, dass während des Betriebs auftretende Kräfte im Wesentlichen senkrecht auf die in Kontakt stehenden Flächen wirken und die aneinander anliegenden Bestandteile der Sperreinrichtung zum Lösen senkrecht zu den in Kontakt stehenden Flächen bewegt werden müssen. Der Formschluss wird dann mittels des Aktuators gelöst. Problematisch ist bei solchen Arretiervorrichtungen und Auslöseeinheiten, dass die Kraft zum Auslösen der Sperreinrichtung vergleichsweise hoch ist, da ja der Formschluss innerhalb der Sperreinrichtung überwunden werden muss. Dies ist insbesondere problematisch, wenn elektromagnetische Aktuatoren zum Auslösen verwendet werden, da im Kraftfahrzeug das Vorhalten und schnelle Bereitstellen vergleichsweise großer elektrischer Energiemengen stets mit Problemen verbunden ist.
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Mit der Erfindung soll eine Arretiervorrichtung und eine Auslöseeinheit angegeben werden, die nur wenig Energie zum Auslösen benötigen und dennoch eine zuverlässige Arretierung sicherstellen können.
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Erfindungsgemäß wird dies mittels einer Arretiervorrichtung mit einem Sperrbolzen und einer an dem Sperrbolzen angreifenden Sperreinrichtung gelöst, wobei die Sperreinrichtung in einer ersten Position den Sperrbolzen arretiert und in einer zweiten Position den Sperrbolzen freigibt, bei der die Sperreinrichtung ein Gehäuse und eine an dem Gehäuse angreifende Reibeinrichtung aufweist und die Sperreinrichtung mittels Reibschluss zwischen Reibeinrichtung und Gehäuse in ihrer ersten Position gehalten ist.
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Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass auch dann, wenn eine Sperreinrichtung ausschließlich mittels Reibschluss in der arretierenden Position gehalten wird, die zuverlässige Arretierung bis zu einem Mehrfachen der Erdbeschleunigung, beispielsweise 30 g, sichergestellt werden kann. Unter Reibschluss oder Kraftschluss ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die Reibeinrichtung zum Lösen der Sperreinrichtung lediglich parallel zu Kontaktflächen am Gehäuse bewegt werden muss und infolgedessen lediglich parallel zu den Kontaktflächen an Reibeinrichtung und Gehäuse wirkende Reibungskräfte einen Übergang der Sperreinrichtung von der ersten, arretierten Position in die zweite, gelöste Position verhindern. Auf der anderen Seite wird durch den Reibschluss die zum Auslösen der Sperreinrichtung benötigte Energie deutlich herabgesetzt, und auch die zum Lösen erforderliche Relativbewegung der Bauteile vereinfacht, da lediglich die Reibeinrichtung gegen die Haftreibung von einer ersten in eine zweite Position bewegt werden muss, beispielsweise dadurch, dass ein Sperrteil entlang einer Auflagefläche bewegt wird und am Ende der Auflagefläche freigegeben wird, so dass in der Regel lediglich eine lineare Relativbewegung von Gehäuse und Reibeinrichtung zum Lösen der Sperreinrichtung erforderlich ist.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Sperreinrichtung einen am Sperrbolzen wenigstens in der ersten Position angreifenden Sperrhaken auf, der in der ersten Position die Reibeinrichtung gegen das Gehäuse drückt.
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Auf diese Weise kann eine Kraft, die versucht, den Sperrbolzen auszulenken, dazu verwendet werden, die Sperreinrichtung in ihrer ersten, arretierten Position zu halten.
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Beispielsweise ist der Sperrhaken drehbar am Gehäuse gelagert. Auf diese Weise kann die zwischen Sperrhaken und Sperrbolzen wirkende Kraft beispielsweise um 90° umgelenkt werden und zum Andrücken der Reibeinrichtung gegen das Gehäuse verwendet werden.
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In Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse einen U-artigen Bügel auf, wobei die Reibeinrichtung zwischen den beiden Schenkeln des U-artigen Bügels aufgenommen ist.
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Auf diese Weise kann eine Arretiervorrichtung in kompakter Bauweise realisiert werden. Äußerst vorteilhaft ist an der Verwendung eines U-artigen Bügels, dass die Reibeinrichtung symmetrisch gelagert werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung sind in den beiden Schenkeln des U-artigen Bügels Ausnehmungen zur Bildung einer Kulissenführung vorgesehen. In einer solchen Kulissenführung kann die Reibeinrichtung aufgenommen sein und durch Verschieben der Reibeinrichtung innerhalb der Kulissenführung wird entweder die erste, arretierte Position oder die zweite, freigegebene Position erreicht.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Reibeinrichtung eine Walze auf, die zweiseitig in der Kulissenführung aufgenommen ist.
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Durch Vorsehen einer beispielsweise im Bereich ihrer freien Enden in der Kulissenführung aufgenommenen Walze kann eine symmetrische Kräfteverteilung an der Reibeinrichtung erzielt werden. Zum Freigeben der Sperreinrichtung kann dann die Walze mittels eines Aktuators innerhalb der Kulissenführung verschoben werden. Beispielsweise wird die Walze entlang einer ebenen Auflagefläche in Richtung einer Kante verschoben und sobald die Walze die Kante der Auflagefläche passiert, wird der Sperrhaken freigegeben und der Sperrbolzen kann ausgelenkt werden. Die Walze wird zum Lösen der Sperreinrichtung somit lediglich parallel zur Auflagefläche in der Kulissenführung und somit ausschließlich gegen parallel zur Auflagefläche wirkende Reibungskräfte verschoben, um die Sperreinrichtung zu lösen Infolgedessen wird die Sperreinrichtung somit lediglich durch den Reibschluss oder Kraftschluss zwischen Walze und Kulissenführung in der arretierten Position gehalten. Die Walze ist vorteilhafterweise an einem Sperrschuh angeordnet, der zwischen den beiden Schenkeln des U-artigen Bügels angeordnet ist und der wiederum am Sperrhaken angreift. Die Walze kann dabei starr oder drehbar am Sperrschuh befestigt sein. Die Reibeinrichtung weist demnach vorteilhafterweise eine an dem Sperrschuh angeordnete Walze auf, die in der Kulissenführung des Gehäuses aufgenommen ist, wobei in der ersten Position der Sperrhaken am Sperrschuh angreift, um die Walze gegen das Gehäuse zu drücken. Überraschenderweise kann eine solche Arretiervorrichtung zum einen geringe Auslösekräfte ermöglichen und zum anderen einen 100%ig sicheren Halt in der arretierten Position sicherstellen. Es ist möglich, die Sperreinrichtung so auszulegen, dass bis zur 30-fachen Erdbeschleunigung keine unbeabsichtigte Auslösung auftritt. Dies ist beispielsweise für den Betrieb im Kraftfahrzeug bei weitem ausreichend, um Fehlauslösungen zu verhindern.
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Die Erfindung betrifft auch eine Auslöseeinheit mit einer erfindungsgemäßen Arretiervorrichtung und einem Aktuator zum Freigeben der Sperreinrichtung für eine Bewegung von der ersten Position in die zweite Position, bei der das Gehäuse und die Sperreinrichtung innerhalb einer den Sperrbolzen beaufschlagenden Schraubenfeder angeordnet sind.
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Auf diese Weise kann eine sehr kompakte Auslöseeinheit realisiert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung sind der Aktuator und wenigstens ein Abschnitt des Sperrbolzens innerhalb der Schraubenfeder angeordnet.
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Auf diese Weise kann eine sehr kompakte Auslöseeinheit geschaffen werden und speziell kann der innerhalb der Schraubenfeder zur Verfügung stehende Raum optimal genutzt werden. Speziell bei sehr starken Schraubenfedern, wie sie beispielsweise im Zusammenhang mit ausfahrbaren Überrollbügeln benötigt werden, kann dadurch der ohnehin zur Verfügung stehende Raum innerhalb der Schraubenfeder genutzt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Aktuator als elektrisch aktivierbarer Haftmagnet ausgebildet und weist wenigstens einen Permanentmagnet und wenigstens einen Elektromagnet auf.
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Mittels des Permanentmagneten wird der Aktuator gegen die Kraft einer Aktuatorfeder in einer eingefahrenen Position gehalten. Durch Bestromen des Elektromagneten kann dann die Haltekraft des Haftmagneten überwunden werden und ein Betätigungsglied des Aktuators kann ausgefahren werden. Durch geeignete Bemessung der Feder und des Haftmagneten lässt sich dabei ein sogenannter Kompensationsstrom, der erforderlich ist, um die Haltekraft des Permanentmagneten zu überwinden, auf ein Minimum reduzieren. Ein besonderer Vorteil solcher Haftmagneten ist, dass diese auch im unbestromten Zustand eine definierte, eingezogene Position aufweisen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Schraubenfeder zwischen einem scheibenförmigen Basisflansch und einem mit dem Sperrbolzen verbundenen Deckel aufgenommen.
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Auf diese Weise kann die Auslöseeinheit als kompakte Einheit eingebaut bzw. entnommen werden. Mittels der Auslöseeinheit zu beaufschlagende bewegliche Teile werden beispielsweise mit dem Deckel verbunden, der Basisflansch wird fest an einer tragenden Struktur, beispielsweise einer Kraftfahrzeugkarosserie, angeordnet.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Schraubenfeder wenigstens abschnittsweise von einem rohrförmigen Außengehäuse umgeben.
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Durch ein solches rohrförmiges Außengehäuse wird eine kompakte, im Wesentlichen geschlossene Einheit geschaffen. Da beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich die sichere Funktion einer Auslöseeinheit über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs sichergestellt sein muss, ist die kompakte und annähernd vollständig gekapselte Ausführung der erfindungsgemäßen Auslöseeinheit von erheblichen Vorteil.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Auslöseeinheit von schräg oben,
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2 die Auslöseeinheit der 1 bei abgenommenem Außengehäuse,
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3 die Auslöseeinheit der 2 ohne die noch in 2 dargestellte Schraubenfeder und das Innengehäuse,
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4 die Auslöseeinheit der 3, wobei zusätzlich noch ein Schaltherzdeckel abgenommen ist,
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5 eine perspektivische Darstellung der Arretiervorrichtung der Auslöseeinheit der 1,
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6 eine Darstellung der Arretiervorrichtung der 5 ohne ein U-förmiges Schaltherzgehäuse,
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7 eine Darstellung des Schaltherzgehäuses von schräg unten,
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8 eine vergrößerte Darstellung der Auslöseeinheit der 4,
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9 eine Schnittansicht der Auslöseeinheit der 1, wobei ein Sperrschuh in der Sperreinrichtung nicht dargestellt ist,
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10 eine Schnittansicht der Auslöseeinheit der 1, wobei ein Sperrschuh in der Sperreinrichtung dargestellt ist,
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11 eine Schnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Auslöseeinheit in einem ersten, arretierten Zustand und
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12 eine Schnittansicht der Auslöseeinheit der 11 in einem zweiten, freigegebenen Zustand.
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In der Darstellung der 1 ist eine Auslöseeinheit 10 zu erkennen, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Auslösen eines ausfahrbaren Überrollbügels verwendet wird. Die Auslöseeinheit 10 weist ein rohrförmiges Außengehäuse 12 auf, das in seinem in 1 oberen Bereich mit einem Außendeckel 14 fest verbunden ist. An seinem in 1 unteren Ende weist das Außengehäuse 12 eine etwa rechteckförmige Ausnehmung auf, die über einem elektrischen Steckanschluss 16 positioniert ist. Der elektrische Steckanschluss 16 dient zum Anschließen der Auslöseeinheit 10 an ein Steuergerät, das dann ein elektrisches Steuersignal zum Auslösen der Auslöseeinheit 10 ausgibt. Der elektrische Steckanschluss 16 ist fest mit einem Basisflansch 18 verbunden, der beispielsweise fest an einer Kraftfahrzeugkarosserie befestigt wird.
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Die Darstellung der 1 zeigt die Auslöseeinheit 10 in einem arretierten Zustand. Nach Auslösen der Auslöseeinheit 10 bewegt sich der Deckel 14 zusammen mit dem rohrförmigen Außengehäuse 12 relativ zum Basisflansch 18 und dem elektrischen Steckanschluss 16 in der 1 nach oben, bis er eine ausgefahrene Endposition erreicht. Die in 1 dargestellte arretierte Position der Auslöseeinheit 10 ist in 11 dargestellt, die ausgefahrene zweite Position ist in 12 dargestellt.
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In der 2 ist die Auslöseeinheit 10 erneut dargestellt, wobei aber das rohrförmige Außengehäuse 12 abgenommen ist. Innerhalb des rohrförmigen Außengehäuses 12 ist eine Schraubenfeder 20 angeordnet, die den Deckel 14 und einen mit dem Deckel 14 verbundenen Sperrbolzen 22 vom Basisflansch 18 weg mit einer Kraft beaufschlagt. Der Sperrbolzen 22 wird somit durch eine noch zu erläuternde Sperreinrichtung in der in den 1 und 2 sowie 11 dargestellten Position gehalten. Wird die Sperreinrichtung dann ausgelöst, bewegt sich der Sperrbolzen 22 unter der Vorspannkraft der Feder 20 nach oben in die in der 12 dargestellten Position. Die Sperreinrichtung ist in der Darstellung der 2 nicht zu erkennen, da sie von einem rohrförmigen Innengehäuse 24 umgeben ist, das innerhalb der Schraubenfeder 20 angeordnet ist. Anhand der 1 und 2 ist gut zu erkennen, dass der noch zu erläuternde Aktuator sowie die ebenfalls noch zu erläuternde Sperreinrichtung sowohl durch das Außengehäuse 12 als auch das Innengehäuse 24 sehr gut gegen äußere Einflüsse geschützt sind. Darüber hinaus ist anhand der 1 und 2 zu erkennen, dass die Auslöseeinheit äußerst kompakt und raumsparend aufgebaut ist, da die Sperreinrichtung sowie der Aktuator innerhalb der Schraubenfeder 20 angeordnet sind. Die gesamte Auslöseeinheit 10 ist dadurch nur unwesentlich größer als die Schraubenfeder 20.
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Die Darstellung der 3 zeigt erneut die Auslöseeinheit 10, wobei gegenüber der Darstellung der 2 die Schraubenfeder 20 und das Innengehäuse 24 entfernt wurden. Zu erkennen ist dadurch ein mit dem Basisflansch 18 fest verbundener Aktuator 26, der als sogenannter Haftmagnet ausgebildet ist. Der Aktuator 26 weist eine Ankerplatte 28 auf, die zum Auslösen der Sperreinrichtung von einer Schraubenfeder 30 beaufschlagt wird und mittels dieser Schraubenfeder 30 bewegt werden kann. Innerhalb eines Spulengehäuses 32, das wiederum innerhalb einer Arretierschraubenfeder 30 angeordnet ist, befindet sich eine elektrische Spule, die einen Elektromagneten bildet.
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Innerhalb eines Schaltherzdeckels 34 ist gegen äußere Einflüsse geschützt die noch zu erläuternde Sperreinrichtung oder das sogenannte Schaltherz der Auslöseeinheit 10 angeordnet.
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Die Darstellung der 4 zeigt die Auslöseeinheit 10, wobei gegenüber der Darstellung der 3 noch der Schaltherzdeckel 34 entfernt wurde. Gut zu erkennen ist dadurch die Sperreinrichtung 36 oder das sogenannte Schaltherz der Auslöseeinheit 10, das ein als Schaltherzgehäuse bezeichnetes Gehäuse in Form eines U-Bügels 38, einen innerhalb des Schaltherzgehäuses bewegbar gelagerten Sperrschuh 50 und einen am U-Bügel 38 schwenkbar gelagerten Sperrhaken 52 aufweist. Der Sperrhaken 52 greift an einem umlaufenden Vorsprung 44 des Sperrbolzens 22 an, und hält diesen dadurch gegen die Kraft der in 2 dargestellten Schraubenfeder 20 in der in 4 dargestellten Position.
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Die Darstellung der 5 zeigt die Sperreinrichtung 36 oder das Schaltherz 36 detaillierter. Der U-Bügel 38 weist in seinem rechten Schenkel als auch in seinem linken Schenkel jeweils eine Ausnehmung auf, wobei die beiden Ausnehmungen deckungsgleich sind und eine Kulissenführung 46 bilden. In dieser Kulissenführung ist eine Walze 48 geführt, die wiederum mit dem Sperrschuh 50 verbunden ist, der zwischen den beiden Schenkeln des U-Bügels 38 aufgenommen ist. Ebenfalls zwischen den beiden Schenkeln des U-Bügels 38 aufgenommen ist der Sperrhaken 52, der mittels einer in den beiden gegenüberliegenden befestigten Achse 54 relativ zum U-Bügel 38 schwenkbar gelagert ist.
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In der Darstellung der 5 unterhalb des U-Bügels 38 ist die Ankerplatte 28 zu erkennen, die kreisförmig ausgebildet ist und einen sich von ihrem Mittelpunkt aus in der Darstellung der 5 nach oben erstreckenden Auslösestift 56 aufweist. Der Sperrhaken 52 greift an dem umlaufenden Vorsprung 44 des Sperrbolzens 22 an.
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Die Darstellung der 6 zeigt eine der 5 vergleichbare Darstellung, wobei der U-Bügel 38 nicht dargestellt ist. Zu erkennen ist, dass der Sperrhaken 52 als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, der einerseits mit einer Sperrnase 58 an dem umlaufenden Vorsprung 44 des Sperrbolzens 22 angreift und andererseits mit seinem in Bezug auf die Achse 54 gegenüberliegenden Ende 60 am Sperrschuh 50 anliegt und diesen in der Darstellung der 6 nach rechts vorspannt. Da der Sperrbolzen 22 durch die in 2 dargestellte Schraubenfeder 20 in der Darstellung der 6 nach oben gezogen wird, drückt auch der umlaufende Vorsprung 44 die Sperrnase 58 nach oben. Durch den schwenkbar am U-Bügel 38 gelagerten Sperrhaken 52 drückt infolgedessen das Ende 60 des Sperrhakens 52 in der Darstellung der 6 nach rechts, so dass auch die Walze 48 gegen eine ebene Anlagefläche 62 der Kulissenführung 46 gedrückt wird, siehe 5. Da die Walze 48 infolgedessen nicht der vom Ende 60 des Sperrhakens 52 aufgebrachten Kraft nachgeben und ausweichen kann, verbleibt der Sperrhaken 52 zuverlässig in seiner in den 5 und 6 dargestellten ersten Position, in der der Sperrbolzen 22 arretiert ist. Es ist dabei festzustellen, dass die Walze 48 ausschließlich durch die Haftreibung zwischen ihrer Außenfläche und der Auflagefläche 62 der Kulissenführung 46 in ihrer Sperrposition gehalten wird. Dies deshalb, da zum Lösen der Sperreinrichtung 36 die Walze 48 lediglich parallel zur Auflagefläche 62, in der 5 nach oben, verschoben werden muss. Die Haftreibung zwischen der Walze 48 und der Auflagefläche 62 ist dabei so groß, dass selbst bei Beschleunigungen von bis zu 30 g die Walze 48 relativ zur Auflagefläche 62 nicht bewegt wird und somit auch der Sperrbolzen 22 zuverlässig arretiert bleibt. Die Dimensionierung der erforderlichen Reibkraft zwischen der Walze 48 und der Auflagefläche 62 der Kulissenführung 46 kann dabei durch eine geeignete Materialauswahl und eine geeignete Oberflächenbeschaffenheit der Walze 48 sowie der Auflagefläche 62 beeinflusst werden, ganz entscheidend ist aber die Kraft, mit der die Walze 48 senkrecht auf die Auflagefläche 62 gedrückt wird, die wiederum von der Vorspannkraft abhängig ist, mit der der Sperrbolzen 22 nach oben gezogen wird. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, das in 6 erkennbare und dem Ende 60 des Sperrhakens 52 gegenüberliegende freie Ende 64 des Sperrschuhs 50 mit einer nicht dargestellten Feder nach unten zu drücken. Durch eine solche Vorspannkraft auf das Ende 64 des Sperrschuhs 50 kann die Walze 48 ebenfalls in ihrer in 5 dargestellten Position gehalten werden.
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Die Darstellung der 7 zeigt den U-Bügel 38 in einer Ansicht von schräg unten. Zu erkennen ist, dass in einer Basis des U-Bügels 38 eine Durchgangsöffnung 66 vorgesehen ist, durch die der Auslösestift 56 der Ankerplatte 28 hindurchtreten und am Sperrschuh 50 angreifen kann.
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Ebenfalls gut zu erkennen sind in der Darstellung der 7 die beiden, identisch ausgeführten Kulissenführungen 46 im rechten bzw. linken Schenkel des U-Bügels 38. Die Kulissenführungen 46 weisen die ebene Auflagefläche 62 auf, an der die Walze im arretierten Zustand anliegt. Die Position der Walze 48 im arretierten Zustand 48 ist exakt dadurch definiert, dass die Walze darüber hinaus an einer Anschlagfläche 70 der Kulissenführung 46 anliegt, die im rechten Winkel zur Auflagefläche 62 angeordnet ist. Im arretierten Zustand liegt die Walze 48 somit in der Ecke zwischen der Auflagefläche 62 und der Anschlagfläche 70.
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Zum Auslösen der Sperreinrichtung 36 muss mittels des Aktuators die Ankerplatte 28 mit dem Auslösestift 56 in Richtung des Sperrschuhs 50 bewegt werden, bis der Auslösestift 56 auf den Sperrschuh 50 trifft und diesen in der Darstellung der 6 nach oben bewegt. Dadurch wird die Walze 48 von der Anschlagfläche 70 weg entlang der Auflagefläche 62 bewegt, bis sie das Ende der Auflagefläche 62 erreicht hat und sich dann innerhalb der Kulissenführung 46 in eine Ausnehmung 68 hineinbewegt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Walze 48 dabei starr am Sperrschuh 50 befestigt, so dass die Walze 48 zunächst gegen die Haftreibung und dann gegen die Gleitreibung zwischen ihrer Außenfläche und der Auflagefläche 62 bewegt wird. Es ist in gleicher Weise aber möglich, die Walze 48 drehbar im Sperrschuh 50 zu lagern, so dass in diesem Fall dann lediglich die Gleitreibung im Drehlager zwischen Walze 48 und Sperrschuh 50 sowie die Haftreibung zwischen der Außenfläche der Walze 48 und der Auflagefläche 62 zu überwinden wäre.
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Sobald die Walze 48 an das Ende der Auflagefläche 62 gelangt, wie in 5 zu erkennen ist, kippt die Walze 48 über das Ende der Auflagefläche 62 ab und bewegt sich in die Ausnehmung 68 innerhalb der Kulissenführung 46 hinein. Wie ohne weiteres zu erkennen ist, bewegt sich die Walze 48 dadurch nach oben und nach rechts, vom Ende 60 des Sperrhakens 52 weg. Infolgedessen wird auch der Sperrschuh 50 vom Ende 60 des Sperrhakens 52 wegbewegt, so dass der Sperrhaken 52, der ja über den Sperrbolzen 22 vorgespannt ist, verschwenken kann, so dass sich das freie Ende 60 in der Darstellung der 6 nach rechts und die Sperrnase 58 in der Darstellung der 6 nach oben, vom umlaufenden Vorsprung 44 des Sperrbolzens 22 weg, bewegt. Die Tiefe der Ausnehmungen 68 der Kulissenführung 46 ist so bemessen, dass bei einer entsprechenden Bewegung der Walze 48 der Sperrhaken 58 den umlaufenden Vorsprung 44 vollständig freigibt und der Sperrbolzen 22 ungehindert nach oben bewegt werden kann.
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Anhand der Darstellung der 5 und 6 ist noch zu erkennen, dass eine Auflagefläche der Sperrnase 58 auf dem umlaufenden Vorsprung 44 nicht rechtwinklig zu einer Mittellängsachse des Sperrbolzens 22 verläuft, sondern einen Winkel von weniger als 90° zur Mittellängsachse des Sperrbolzens 22 einnimmt. In Bezug auf eine, in 6 mit einem Pfeil 72 angedeuteten Kraft, mit der der Sperrbolzen 22 von der Schraubenfeder 20 nach oben gedrückt wird, ist der Winkel der Kontaktfläche zwischen Sperrnase 58 und umlaufenden Vorsprung 44 größer als 90°. Der umlaufende Vorsprung 44 drückt somit die Sperrnase 58 nicht nur nach oben, sondern darüber hinaus auch noch in der Darstellung der 6 nach links, also in Richtung der freigebenden Position der Sperrnase 58. Da die Sperrnase 58 aber zusammen mit dem Sperrhaken 52 durch den Sperrschuh 50 arretiert ist, kann sich der Sperrhaken 52 nicht bewegen und die Sperrnase 58 arretiert den Sperrbolzen 22 zuverlässig. Die abgeschrägte Gestaltung des umlaufenden Vorsprungs 44 sowie die hierzu passende Gestaltung der Sperrnase 58 erleichtert aber das Freigeben des Sperrbolzens 22 und sorgt dafür, dass die Walze 48 im arretierten Zustand senkrecht auf die Auflagefläche 62 der Kulissenführung gedrückt wird. Sobald die Walze 48 die Kante zwischen der Auflagefläche 62 und der Ausnehmung 68 passiert hat, sorgt auch die Kraft 72 dafür, dass der Sperrhaken 52 rasch verschwenkt wird und der Sperrbolzen 22 in Richtung der Kraft 72 bewegt werden kann. Dies ist gerade bei sicherheitsrelevanten Anwendungen, wie beispielsweise dem Ausfahren eines Überrollbügels, von erheblicher Bedeutung, da kein Verhaken des Sperrbolzens 22 am Sperrhaken 52 zu befürchten ist.
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Eine weitere Sicherheit gegenüber Fehlauslösungen wird dadurch erreicht, dass ein am Sperrhaken 52 anliegendes Ende 74 des Sperrschuhs 50 verbreitert ausgeführt ist und bei der dargestellten Ausführungsform in etwa der Außenbreite des U-Bügels 38 entspricht. In jedem Fall ist das Ende 74 des Sperrschuhs 50 breiter als der Abstand zwischen den beiden Schenkeln des U-Bügels 38 ausgeführt und in der Darstellung der 5 ist gut zu erkennen, dass das Ende 74 des Sperrschuhs 50 dadurch in einer Vertiefung 76 der Kulissenführung 46 liegt. Die Vertiefung 76 ist genau gegenüberliegend der Auflagefläche 62 angeordnet und die Auflagefläche 62 und die Vertiefung 76 stehen über die Anschlagfläche 70 miteinander in Verbindung. Die Anschlagfläche 70 und damit der Abstand zwischen der Kontaktfläche 62 und der Vertiefung 76 ist dabei so bemessen, dass dieser den Abstand zwischen einer freien Stirnfläche des Endes 74 des Sperrschuhs 50 und den an der Auflagefläche 62 anliegenden Abschnitt der Umfangsfläche der Walze 48 entspricht. Infolgedessen kann der Sperrschuh in der in 5 dargestellten Lage weder nach rechts noch nach links noch nach unten ausweichen. Nach unten wird, wie bereits erläutert wurde, ein Ausweichen des Sperrschuhs 50 durch die Anschlagfläche 70 gehindert, auf der die Walze 48 aufliegt. Nach rechts kann sich der Sperrschuh 50 nicht bewegen, da die Walze 48 hier ebenfalls an der Auflagefläche 62 anliegt. Nach links ist eine Bewegung des Sperrschuhs 50 durch das Anliegen der Stirnfläche des Endes 74 des Sperrschuhs 50 an der Basis der Vertiefung 76 gehindert. Darüber hinaus ist auch ein Verkippen des Sperrschuhs 50 im Uhrzeigersinn verhindert, da das Ende 74 dann an der in 5 oberen Seitenwand der Vertiefung 76 anschlägt. Die einzig mögliche Bewegung des Sperrschuhs 50 ist somit eine Kippbewegung mit rotatorischen und translatorischen Anteilen, indem nämlich, wie bereits beschrieben wurde, die Walze 48 entlang der Auflagefläche 62 bis zu deren Kante bewegt wird. Sobald die Walze 48 über die Kante der Auflagefläche 62 abkippt, bewegt sich auch das Ende 74 des Sperrschuhs 50 aus der Ausnehmung 76 heraus und das Ende 74 gibt dadurch das Ende 60 des Sperrhakens 52 frei.
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Die Lage des Endes 74 des Sperrschuhs 50 und der Walze 48 im U-Bügel 38 ist auch in der Darstellung der 8 gut zu erkennen. Die 8 zeigt im Übrigen die Auslöseeinheit 10 in einem Zustand, wie er bereits in der Darstellung der 4 gezeigt wurde.
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Die Darstellungen der 9 und 10 zeigen jeweils Schnittansichten der Auslöseeinheit 10, wobei in der Darstellung der 9 der Sperrschuh nicht dargestellt ist, in der Darstellung der 10 ist der Sperrschuh 50 dahingegen zu erkennen. Anhand der Darstellung der 9 ist die Lage der Walze 48 in der Kulissenführung 46 gut zu erkennen. Bei einer Bewegung der Ankerplatte 28 nach oben wird die Walze 48 über die Kante der Auflagefläche 62 der Kulissenführung 46 hinausbewegt und kann in die Ausnehmung der Kulissenführung 46 hineinfallen. Der Darstellung der 9 ist weiter zu entnehmen, dass die Walze 48 ausschließlich senkrecht zu einer Mittellängsachse 78 der Auslöseeinheit 10 gegen die Auflagefläche 62 der Kulissenführung 46 gedrückt wird. Da der Sperrhaken 52 die parallel zur Mittellängsachse 78 gerichtete Vorspannkraft durch die Schraubenfeder 20 auf den Sperrbolzen 22 um 90° umlenkt, wird der in 9 nicht dargestellte Sperrschuh mittels des Endes 60 des Sperrhakens 52 ausschließlich senkrecht zur Mittellängsachse 78 gegen den U-Bügel 38 gedrückt. Gegen eine Bewegung der Walze 48 parallel zur Mittellängsachse 78 nach oben wird die Walze 48 und somit der Sperrschuh somit ausschließlich durch die Reibung zwischen der Außenfläche der Walze 48 und der Auflagefläche 62 der Kulissenführung 46 gehalten. Dies ermöglicht es aber, die Auslösekraft, die zur Überwindung dieser Haftreibung erforderlich ist, vergleichsweise niedrig zu halten, in jedem Fall wesentlich niedriger als dies bei der im Stand der Technik notwendigen Überwindung eines Formschlusses der Fall wäre. Dies ermöglicht es auch, die vom Aktuator 26 benötigte Energie, die für die Verschiebung der Ankerplatte 28 erforderlich ist, niedrig zu halten. Dies ist gerade bei Verwendung im Kraftfahrzeug ein wesentlicher Vorteil, da die kurzfristige Abrufung großer elektrischer Leistungen im Kraftfahrzeug prinzipiell mit großen Schwierigkeiten verbunden ist, speziell dann, wenn sicherheitsrelevante Anwendungen zu realisieren sind. Darüber hinaus ist zum Lösen der Sperreinrichtung 36 lediglich eine translatorische Bewegung der Walze 48 und der Ankerplatte 28 erforderlich. Dies vereinfacht den Aufbau der Auslöseeinheit 10.
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In der Darstellung der 10 ist der Sperrschuh 50 zu erkennen und auch das, dem Ende 74 des Sperrschuhs 50, das am Sperrhaken 52 anliegt, gegenüberliegende Ende 64 des Sperrschuhs 50. Das Ende 64 kann einerseits dazu verwendet werden, eine Federkraft auf den Sperrschuh 50 mittels einer nicht dargestellten Feder aufzubringen, die das Ende 64 in der Darstellung der 10 nach unten drückt und somit eine Anpresskraft der Walze 48 gegen die Anschlagfläche 70 der Kulissenführung 46 verursacht. Auf diese Weise kann die Sicherheit gegen Fehlauslösungen erhöht werden, nachteilig ist am Vorsehen einer solchen zusätzlichen Feder, dass auch die Auslösekraft zum Bewegen der Walze 48 in die Ausnehmung 68 der Kulissenführung 46 hinein erhöht wird.
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Auf der anderen Seite ist anhand der Darstellung der 10 ohne weiteres zu erkennen, dass das Ende 64 des Sperrschuhs 50 auch für eine Beaufschlagung mittels des Aktuators 26 verwendet werden kann. Hierzu wäre es lediglich erforderlich, den Auslösestift auf der Ankerplatte 28 in der Darstellung der 10 nach rechts zu verschieben. Ersichtlich würde dadurch die vom Aktuator 26 aufzubringende Kraft zur Bewegung der Walze 48 verringert, allerdings müsste die Ankerplatte 28 einen größeren Weg zurücklegen, um die Walze 48 über die Kante der Auflagefläche 62 der Kulissenführung 46 hinauszubewegen.
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Die Darstellungen der 11 und 12 zeigen Schnittansichten einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auslöseeinheit, die sich aber lediglich in der Formgebung des Sperrschuhs 50 unterscheiden. Auf eine erneute detaillierte Erörterung wird daher verzichtet. Die Darstellung der 11 zeigt die Sperreinrichtung 36 in einer ersten, arretierten Position, wohingegen die Darstellung der 12 die Sperreinrichtung 36 in der zweiten Position zeigt, in der der Sperrbolzen 22 freigegeben ist und sich bereits nach oben, von der Sperreinrichtung 36 weg, bewegt hat. Anhand der Darstellungen der 11 und 12 ist zu erkennen, dass sich das rohrförmige Außengehäuse 12 bei einer Freigabe der Sperreinrichtung 36 zusammen mit dem Deckel 14 und dem Sperrbolzen 22 nach oben bewegt.
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Anhand der Darstellungen der 9 bis 12 ist der Aufbau des Aktuators 26 genauer zu erkennen. Der Aktuator 26 ist in den dargestellten Ausführungsformen der 9 bis 12 ein Haftmagnet mit integriertem Permanentmagnet. Für die Funktion der erfindungsgemäßen Arretiervorrichtung und Auslöseeinheit ist es jedoch prinzipiell nicht von Bedeutung, welche Art von Aktuator zum Einsatz kommt und beispielsweise könnte auch ein rein elektromagnetischer Hubmagnet, Pyrotechnik oder sonst ein geeigneter Aktuator zum Einsatz kommen. Wie bereits beschrieben wurde, sorgt der Aktuator 26 dafür, dass die Ankerplatte 28 mit dem Auslösestift 56 in Richtung der Sperreinrichtung 36 und speziell in Richtung der Walze 48 bewegt wird. Diese Bewegung der Ankerplatte 28 wird von einer Auslösefeder 80 unterstützt, die als Schraubenfeder ausgebildet ist und ein Spulengehäuse 82 konzentrisch umgibt. Der Innendurchmesser der Auslösefeder 80 ist dabei nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Spulengehäuses 82. Innerhalb des rohrförmigen Spulengehäuses 82 ist eine Spulenwicklung 84 auf einem magnetisierbaren Kern 86 angeordnet. Bei geeigneter Bestromung der Spule 84 wird infolgedessen ein Magnetfeld ausgebildet, das eine magnetische Kraft auf die Ankerplatte 28 ausübt, die diese in Richtung der Walze 48 drückt.
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Um die Ankerplatte im stromlosen Zustand zuverlässig in der in 9 dargestellten Position zu halten, ist in den als Haftmagnet ausgebildeten Aktuator 26 ein Permanentmagnet 88 integriert, der an dem, der Ankerplatte 28 zugewandten Ende des Aktuators 26 angeordnet ist. In der in 9 dargestellten Stellung der Ankerplatte 28 liegt die Ankerplatte 28 auf der Oberseite des Permanentmagneten 88 an und haftet infolgedessen an diesem Permanentmagnet 88. Um mittels Bestromung der Spule 84 den Aktuator 26 auszulösen und die Ankerplatte 28 in Richtung der Walze 48 zu bewegen, muss die von der Spule 84 erzeugte magnetische Kraft infolgedessen die Haltekraft des Permanentmagneten überschreiten, wobei die von der Auslösefeder 80 aufgebrachte Druckkraft hier unterstützend wirkt. Durch eine Abstimmung der Federkraft der Auslösefeder 80 und der Haltekraft des Permanentmagneten 88 lässt sich dieser sogenannte Kompensationsstrom, der also erforderlich ist, um durch Bestromung der Spule 84 den Auslösepunkt zu erreichen, bei dem die Ankerplatte 28 vom Permanentmagneten 88 abhebt, auf ein Minimum reduzieren.
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Sobald die Ankerplatte 28 vom Permanentmagneten 88 abgehoben hat, wird sie weiter mittels der Auslösefeder 80 und der von der Spule 84 erzeugten Magnetkraft in Richtung der Walze 48 gedrückt. Nachdem der Auslösestift 46 auf die Walze 48 aufgetroffen ist, wird die Walze 48 weiter in Richtung des Sperrbolzens 22 bewegt, bis sie die in 12 dargestellte Position innerhalb der Ausnehmung 68 der Kulissenführung 46 im U-Bügel 38 einnimmt. Wie bereits erläutert wurde, wird dadurch die Sperreinrichtung 36 ausgelöst und der Sperrbolzen 22 kann sich von der Feder 20 getrieben nach oben, von der Sperreinrichtung 36 weg, bewegen.
