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Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Aus der
WO 2008/064870 A1 ist bereits ein Sicherheitsgurtaufroller mit einer in einer gehäusefesten Verzahnung blockierbaren Zahnscheibe, deren Aussteuerbewegung durch eine masseträge mit einer Außenverzahnung versehenen Steuerscheibe gesteuert wird, bekannt. Der Fahrzeugbeschleunigungssensor und die gurtbandsensitive Ansteuerung der Steuerscheibe können in einem Funktionsbereich, in dem fast der gesamte Sicherheitsgurt auf der Gurtwelle aufgewickelt ist, deaktiviert werden. Damit soll verhindert werden, dass das Blockiersystem des Sicherheitsgurtaufrollers z. B. bei sehr schnellem Gurtbandeinlauf und anschließendem plötzlichen Abstoppen unbeabsichtigt aktiviert wird, und der Sicherheitsgurtaufroller anschließend blockiert ist. Zur Deaktivierung des Fahrzeugbeschleunigungssensors und der gurtbandsensitiven Ansteuerung der Steuerscheibe ist ein Sperrhebel, welcher an der Steuerscheibe des Sicherheitsgurtaufrollers gelagert ist, und in einer Schaltstellung sowohl den Fahrzeugbeschleunigungssensor abschaltet, als auch die Trägheitsmasse der gurtbandsensitiven Ansteuerung festlegt, vorgesehen. Damit werden beide Sensoren mit nur einem Sperrhebel deaktiviert.
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Aus der
US 5 826 813 A ist ein weiterer Gurtbandaufroller bekannt, bei dem der Fahrzeugbeschleunigungssensor und die gurtbandsensitive Ansteuerung der Steuerscheibe in einem Funktionsbereich, in dem fast der gesamte Sicherheitsgurt aufgewickelt ist, deaktiviert werden können. Zur Deaktivierung des Sperrsystems ist ein Blockierglied vorgesehen, welches die fahrzeugsensitive und gurtbandsensitive Sensorik abschaltet in Abhängigkeit von der Gurtauszugslänge.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sicherheitsgurtaufroller zu schaffen, bei dem die Deaktivierung des Blockiersystems mit möglichst einfachen Mitteln und möglichst zuverlässig verwirklicht ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Blockierglied in Abhängigkeit von der Gurtauszugslänge aus einer ersten die Zahnscheibe freigebenden Stellung in eine zweite die Zahnscheibe unmittelbar festlegende Stellung bewegbar ist.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Zahnscheibe selbst festgelegt wird, so dass diese die zur Blockierung des Sicherheitsgurtaufrollers erforderliche Aussteuerbewegung nicht ausführen kann. Durch die unmittelbare Festlegung der Zahnscheibe selbst, wird unmittelbar das die Blockierung der Gurtwelle bewirkende Teil blockiert, wodurch die Anzahl der für die Deaktivierung des Blockiersystems erforderlichen ineinandergreifenden Teile erheblich reduziert wird, und die Zuverlässigkeit der Deaktivierung gesteigert wird. Ferner wird dadurch sicher verhindert, dass die Zahnscheibe, unabhängig von dem Ansprechen der Sensoren, aufgrund ihrer eigenen Masse und der dadurch erzeugten Fliehkräfte bei Drehung der Gurtwelle aussteuert.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Bewegung des Blockiergliedes aus der ersten in die zweite Stellung durch einen in einer Steuerkontur geführten an dem Blockierglied angeordneten Führungszapfen gesteuert wird, und das Blockierglied in der zweiten Stellung durch den Führungszapfen in Radialrichtung nach außen gesperrt ist. Die auf die Zahnscheibe wirkenden Radialkräfte werden dann in der zweiten Stellung des Blockiergliedes durch den in Radialrichtung nach außen gesperrten Führungszapfen aufgenommen, wobei die Radialkräfte nur in der Größenordnung aufgenommen werden müssen, wie sie bei schnellem Gurtbandeinlauf und anschließendem abrupten Stoppen auftreten können.
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Alternativ wird vorgeschlagen, dass die Bewegung des Blockiergliedes aus der ersten in die zweite Stellung durch einen in einer Steuerkontur geführten an dem Blockierglied angeordneten Führungszapfen gesteuert ist, und die Steuerkontur im Bereich der Führung des Führungszapfens in der zweiten Stellung durch beabstandete Begrenzungswände gebildet ist, und die Begrenzungswände derart ausgerichtet sind, dass sie den Führungszapfen bei unbeabsichtigter Auslenkung aus der zweiten Stellung in eine dritte zwischen den Begrenzungswänden angeordnete Stellung bei Drehung der Gurtwelle in Gurtbandeinzugsrichtung in die zweite Stellung drängen. Grundsätzlich entstehen bei schnellem Gurtbandeinlauf aufgrund der Masse der Zahnscheibe hohe Radialkräfte, die die Zahnscheibe nach außen belasten. Dabei kann es passieren, dass durch die Radialkräfte und die dadurch bedingte Aussteuerbewegung der Führungszapfen abbricht. Durch die vorgeschlagene Lösung kann das Blockierglied aus der zweiten Stellung in eine dritte Stellung zwischen die Begrenzungswände bewegt werden, ohne dass dabei dieses zerstört wird. Anschließend ist nur ein geringfügiger Gurtbandeinzug erforderlich, um das Blockierglied wieder in die zweite Stellung zu drängen. Ferner ist es dadurch ermöglicht, dass die Zahnscheibe bei sehr hohen Radialbeschleunigungen in die gehäusefeste Verzahnung einsteuern kann, so dass hierdurch eine Art Notfallblockierung geschaffen ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass an der Gurtwelle eine Steuerscheibe mit einer Steuerkontur vorgesehen ist, und die Zahnscheibe mit einem Führungszapfen in die Steuerkontur eingreift, und die Aussteuerbewegung der Zahnscheibe in die gehäusefeste Verzahnung durch eine Relativdrehung der Steuerscheibe gegenüber der Gurtwelle bewirkt wird, und das Blockierglied in der die Zahnscheibe festlegenden Stellung den Führungszapfen blockierend hintergreift. Damit wird sowohl die Aussteuerbewegung als auch das Blockieren der Zahnscheibe über ein und denselben Führungszapfen bewirkt, so dass sich eine unmittelbare Blockierung der Aussteuerbewegung bei einem sehr einfachen konstruktiven Aufbau ergibt.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zur gurtbandsensitiven Ansteuerung des Blockiersystems eine Trägheitsmasse vorgesehen ist, welche bei schnellem Gurtbandauszug eine trägheitsbedingte Relativbewegung zu der Gurtwelle ausführt und das Blockierglied in der zweiten Stellung die Trägheitsmasse gegenüber der Gurtwelle festlegt. Damit ist zusätzlich zu der Blockierung der Zahnscheibe selbst auch noch die gurtbandsensitive Ansteuerung über eine Trägheitsmasse, wie sie weit verbreitet verwendet wird, durch die Festlegung der Trägheitsmasse blockiert, so dass die durch die Relativbewegung der Trägheitsmasse erzwungene Aussteuerbewegung erst gar nicht ausgelöst wird.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass an der Steuerscheibe eine Lagerplattform vorgesehen ist, an der das Blockierglied über einen Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist.
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In diesem Fall wird weiter vorgeschlagen, dass an der Lagerplattform ein federelastischer Lagerarm vorgesehen ist, und das Blockierglied in der zweiten Stellung an dem federelastischen Lagerarm anliegt. Das Blockierglied wird durch die Anlage an dem federelastischen Lagerarm in seiner Bewegung aus der ersten in die zweite Stellung federelastisch abgedämpft. Ferner kann bei entsprechender Bemessung der Teile und Ausnutzung der Federeigenschaft dadurch sichergestellt werden, dass der Lagerarm in der zweiten Stellung des Blockiergliedes immer an diesem anliegt, wobei durch die Federeigenschaft auch Formungenauigkeiten ausgeglichen werden können.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das Blockierglied bei der Bewegung aus der zweiten in die erste Stellung gegen eine von dem Lagerarm ausgeübte Federkraft bewegt wird. Hierdurch wird verhindert, dass das Blockierglied unkontrollierte Bewegungen ausführt. Die Bewegungen des Blockiergliedes werden damit einerseits durch die Steuerkontur und andererseits durch den Lagerarm bestimmt, so dass das Blockierglied zwischen der Steuerkontur und dem Lagerarm eingespannt ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Figuren ist im Einzelnen zu erkennen:
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1: Sicherheitsgurtaufroller in Explosionsdarstellung
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2: Sicherheitsgurtaufroller mit Blockierglied in der die Zahnscheibe festlegenden zweiten Stellung
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3: Sicherheitsgurtaufroller mit Blockierglied in der die Zahnscheibe freigebenden ersten Stellung
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4a: Zählgetriebe mit Steuerkontur ohne Durchbrüche
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4b: Zählgetriebe mit Steuerkontur mit Durchbrüchen
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5: Blockierglied
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6: Ausschnitt aus der Gurtwelle, mit Zahnscheibe und Steuerscheibe
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7: Steuerscheibe mit Lagerplattform und Lagerarm
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In 1 ist zunächst der Sicherheitsgurtaufroller von der Blockierseite in Explosionsdarstellung zu erkennen. Der Sicherheitsgurtaufroller besitzt einen üblichen Aufbau mit einer Gurtwelle 1, einem Blockiersystem zur Blockierung der Gurtwelle 1 gegenüber einem Gehäuse des Sicherheitsgurtaufrollers und einer Gehäusekappe 2. Das Blockiersystem ist aus einer in einer Tasche 11 der Gurtwelle 1 angeordneten später dargestellten Zahnscheibe 12 und einer Steuereinheit 3 zur Ansteuerung des Blockiersystems gebildet. Die Steuereinheit 3 ist im Einzelnen gebildet aus einer Steuerscheibe 9, einem diese umfassenden Verzahnungsring 7, zwei Blockiergliedern 6 und 10, einer Trägheitsmasse 8, deren Funktion später noch erläutert wird, und einem an die Gurtwelle 1 angekoppelten als Taumelscheibe ausgebildeten Zählgetriebe 4.
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Wie auch in 6 zu erkennen ist, ist in der Steuerscheibe 9 eine Steuerkontur 28 vorgesehen, in die ein der Zahnscheibe 12 zugeordneter Führungszapfen 16 eingreift. Führt nun die Steuerscheibe 9 eine Relativdrehung gegenüber der Gurtwelle 1 aus, so wird die Zahnscheibe 12 durch den in die Steuerkontur 28 eingreifenden Führungszapfen 16 zum Ausführen der Aussteuerbewegung in eine gehäusefeste Verzahnung 13 gezwungen, so dass die Gurtwelle 1 in Gurtauszugsrichtung anschließend blockiert ist.
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In den 2 und 3 ist nun die Steuereinheit 3 ohne das Zählgetriebe 4 mit aktiviertem und deaktiviertem Blockiersystem dargestellt. Der Verzahnungsring 7 weist eine Außenverzahnung 19 und eine Innenverzahnung 20 auf, welche in einer Ebene oberhalb der Steuerscheibe 9 angeordnet sind. Auf der Steuerscheibe 9 sind ein Blockierglied 10 und ein Blockierglied 6 vorgesehen, welche mit Führungszapfen 22 und 30 in an dem Zählgetriebe 4 vorgesehene Führungsbahnen 23 und 31 eingreifen. Aufgrund der Taumelbewegung des Zählgetriebes 4 werden das Blockierglied 10 und das Blockierglied 6 zu einer radial gerichteten Schaltbewegung gezwungen, welche später noch näher erläutert wird. An der Steuerscheibe 9 ist ferner eine Lagerplattform 34 vorgesehen, an der die Blockierglieder 6 und 10 über Lagerzapfen 38 und 39 schwenkbar gelagert sind. Die Lagerplattform 34 ist durch eine Ebene gebildet, aus der die Lagerzapfen 38 und 39 herausstehen. Sie hat die Aufgabe, die Bewegung der Blockierglieder 6 und 10 senkrecht zu der durch die Lagerzapfen 38 und 39 definierten Schwenkachse zu führen, und die Blockierglieder 6 und 10 flächig zwischen dem Zählgetriebe 4 und der Steuerscheibe 9 aufzunehmen.
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In 3 ist das Blockierglied 10 in der ersten Stellung gezeigt, in der eine darunter angeordnete Zahnscheibe 12 freigegeben ist. Das Blockierglied 10 besitzt, wie auch in 5 zu erkennen ist, einen zweiteiligen Aufbau mit einem Führungsteil 26 und einem darunter angeordneten Blockierteil 27. In dem Führungsteil 26 ist eine Bohrung 25 vorgesehen, über die das Blockierglied 10 schwenkbar auf der Steuerscheibe 9 gelagert ist. Nach oben abragend ist ferner ein Führungszapfen 22 vorgesehen, der durch Eingriff in die Führungsbahn 23 an dem Zählgetriebe 4 die Bewegung des Blockiergliedes 10 steuert. An dem Blockierteil 27 sind ein radial gerichteter Zahn 17, ein Anschlag 21 und ein Rückhalteabschnitt 18 vorgesehen.
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Wie in der 3 zu erkennen ist, greift das Blockierglied 10 in der die Zahnscheibe 12 freigebenden Stellung mit dem Zahn 17 in die Innenverzahnung 20 des Verzahnungsringes 7 ein und verbindet so die Steuerscheibe 9 mit dem Verzahnungsring 7 in Umfangsrichtung. In dieser Stellung kann der Sicherheitsgurtaufroller durch einen nicht dargestellten fahrzeugsensitiven Sensor durch Eingriff eines Hebels in die Außenverzahnung 19 und Anhalten der Steuerscheibe 9 gegenüber der Gurtwelle 1 wie oben beschrieben blockiert werden. In dieser Stellung arbeitet der Sicherheitsgurtaufroller nach dem herkömmlichen Prinzip, und das Blockiersystem ist aktiviert.
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In der in 2 dargestellten zweiten radial einwärts verschwenkten Stellung des Blockiergliedes 10 umfasst das Blockierglied 10 mit dem Rückhalteabschnitt 18 den in die Steuerkontur 28 hineinragenden Zapfen 16 der Zahnscheibe 12 und verhindert dadurch, dass die Zahnscheibe 12 aufgrund ihrer eigenen Masse und/oder geringfügigen Relativdrehbewegungen zwischen der Gurtwelle 1 und der Steuerscheibe 9 bei sehr schnellem Gurtbandeinzug unbeabsichtigt in die gehäusefeste Verzahnung 13 aussteuert. Zusätzlich ist an dem Blockierteil 27 des Blockiergliedes 10 ein Anschlag 21 vorgesehen, der in der in 3 gezeigten Stellung hinter die Trägheitsmasse 8 greift, und so die Relativbewegung der Trägheitsmasse 8 gegenüber der Gurtwelle 1 und damit die gurtbandsensitive Ansteuerung des Blockiersystems verhindert. Ferner befindet sich der Zahn 17 nicht im Eingriff mit der Innenverzahnung 20, so dass die Verbindung zwischen dem Verzahnungsring 7 und der Steuerscheibe 9 aufgehoben ist. Hierdurch ist zusätzlich der fahrzeugsensitive Sensor deaktiviert, da die Steuerscheibe 9 auch bei Eingriff des Blockierhebels des fahrzeugsensitiven Sensors in die Außenverzahnung 19 nicht angehalten wird.
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Neben dem Blockierglied 10 ist ferner ein zweites Blockierglied 6 vorgesehen, welches die Aufgabe besitzt, den Sicherheitsgurtaufroller zwischen einer ALR und einer ELR Funktion umzuschalten. Das Blockierglied 6 ist ebenfalls schwenkbar an der Steuerscheibe 9 gelagert, und führt durch einen in eine Führungsbahn 31 des Zählgetriebes 4 eingreifenden Führungszapfen 30 eine radial gerichtete Schaltbewegung aus. In der Funktionsstellung ALR greift das Blockierglied 6 in eine gehäusefeste Verzahnung in der Gehäusekappe 2, vorzugsweise dieselbe Verzahnung, in die die Trägheitsmasse 8 einsteuert, ein, so dass der Sicherheitsgurtaufroller bei einer Gurtbandauszugsbewegung automatisch blockiert. Die Umschaltung vom ELR in den ALR Modus erfolgt dadurch, indem der Gurt zunächst über einen definierten Schaltpunkt hinaus ganz ausgezogen wird. Die Umschaltung zurück aus dem ALR Modus in den ELR Modus erfolgt dann, indem der Gurt wieder eingezogen wird, also beim Abschnallen automatisch, ab dem Unterschreiten einer vorbestimmten Gurtbandauszugslänge.
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Das Blockierglied 10 ist radial an der Außenseite des Blockiergliedes 6 angeordnet, so dass das Blockierglied 10 beim Schalten aus der ersten, in 3 gezeigten Stellung in die zweite, in 2 gezeigte Stellung automatisch an dem Blockierglied 6 zu Anlage gelangt. Für den Fall, dass das Blockierglied 6 nicht selbständig aus der ALR in die ELR Stellung zurückschaltet, wird das Blockierglied 6 zusätzlich von dem Blockierglied 10 radial einwärts in die ELR Stellung gedrängt.
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In den 4a und 4b ist das Zählgetriebe 4 in Form einer Taumelscheibe zu erkennen, welche an ihrer Innenseite eine Innenverzahnung 15 aufweist, mit der sie unter Ausführung einer Taumelbewegung in der Außenverzahnung 14 der Steuerscheibe 9 kämmt. An der der Steuerscheibe 9 zugewandten Seite des Zählgetriebes 4 ist eine Steuerkontur 24 vorgesehen, welche beidseitig jeweils eine wellenförmige Führungsbahn 23 und 31 bildet. An den Führungsbahnen 23 und 31 werden die Führungszapfen 22 und 30 der Blockierglieder 6 und 10 geführt, so dass deren Bewegung in Abhängigkeit von der Gurtbandauszugslänge gesteuert erfolgt. Nachfolgend wird die Bewegung des Blockiergliedes 10 näher erläutert, während auf die Bewegung des Blockiergliedes 6 hier nicht weiter eingegangen wird.
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Ausgehend von der in 4a gezeigten Stellung taumelt das Zählgetriebe 4 im Uhrzeigersinn „S”. Der Führungszapfen 22 liegt dabei an der Steuerkontur 24 in der Führungsbahn 23 an. In dieser Stellung greift das Blockierglied 10 mit dem Zahn 17 in die Innenverzahnung 20 des Verzahnungsringes 7, und stellt dadurch eine Verbindung zwischen dem Verzahnungsring 7 und der Steuerscheibe 9 her. Bei Gurtbandeinzug taumelt das Zählgetriebe 4 im Uhrzeigersinn, so dass der Führungszapfen 22 beim Durchfahren des Schaltpunktes 32 radial nach innen gedrängt wird. In diesem Schaltpunkt 32 wird das Blockierglied 10 von der ersten in die zweite Stellung gedrängt, in der dieses die Zahnscheibe 12 festlegt und dadurch das Blockiersystem insgesamt deaktiviert. Ferner werden in dieser Stellung der Zahn 17 und die Innenverzahnung 20 außer Eingriff gebracht, so dass die Verbindung zwischen dem Verzahnungsring 7 und der Steuerscheibe 9 aufgehoben wird, und der Sicherheitsgurtaufroller auch nicht durch Eingriff des fahrzeugsensitiven Blockierhebels in die Außenverzahnung 19 blockiert werden kann.
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In 4b ist eine alternative Ausführungsform des Zählgetriebes 4 zu erkennen, bei dem die Steuerkontur 24 im Bereich des in der zweiten Stellung befindlichen Führungszapfens 22 durch beabstandete Begrenzungswände 36 gebildet ist. Wird die Zahnscheibe 12 sehr hohen Radialbeschleunigungen ausgesetzt, so dass die von dem Blockierglied 10 ausgeübten Rückhaltekräfte überschritten werden, kann der Führungszapfen 22 in die mit 37 bezeichnete dritte Stellung in die Zwischenräume 35 zwischen die Begrenzungswände 36 ausweichen, ohne dass dieser dabei zerstört wird. Das Blockiersystem des Sicherheitsgurtaufrollers ist in dieser Stellung aktivierbar, da die Zahnscheibe 12 freigegeben ist, und der Verzahnungsring 7 mit der Steuerscheibe 9 durch Eingriff des Zahnes 17 in die Innenverzahnung 20 verbunden ist. Der Führungszapfen 22 liegt in der mit 37 bezeichneten Stellung an den schräggerichteten Begrenzungswänden 36 an, so dass anschließend ein geringfügiger Gurtbandeinzug und damit verbundene Drehung des Zählgetriebes 4 im Uhrzeigersinn „S” ausreicht, um das Blockierglied 10 über den Zapfen 22 wieder in die erste Stellung zu drängen.
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Insgesamt ist zu der Festlegung der Zahnscheibe 12 über das Blockierglied 10 zu sagen, dass die Rückhaltefunktion der Zahnscheibe 12 nur bis zu einer bestimmten Beschleunigungsschwelle wirksam sein muss, um das ungewollte Blockieren des Sicherheitsgurtaufrollers bei schnellem Gurtbandeinlauf zu verhindern. Bei sehr hohen Radialbeschleunigungen kann das Blockiersystem selbstverständlich trotzdem Blockieren, indem die Zahnscheibe 12 aufgrund ihrer eigenen Masse aussteuert. Hierbei ist insbesondere die in 4b gezeigte Ausführungsform vorteilhaft, da die durch die beabstandeten Begrenzungswände 36 geschaffenen Zwischenräume 35 ein Aussteuern der Zahnscheibe 12 einschließlich des Blockiergliedes 10 ermöglichen, ohne dass der Führungszapfen 22 oder die Steuerkontur 24 dabei zerstört werden, bzw. die Aussteuerbewegung dadurch gestört wird. In der in 4a gezeigten Ausführungsform des Zählgetriebes 4 ist die Blockierung des Sicherheitsgurtaufrollers auch möglich, wobei hier die Zahnscheibe 12 unter Überwindung der Rückhaltekräfte und ggf. unter Zerstörung des Blockiergliedes 10 und/oder der Steuerkontur 24 aussteuert.
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In 7 ist das Blockierglied 10 von der Unterseite mit Blickrichtung auf den Blockierteil 27 zu erkennen, in der dieses den Führungszapfen 16 der Zahnscheibe 12 mit dem Rückhalteabschnitt 18 umfasst und dadurch die Zahnscheibe 12 in der zweiten Stellung festlegt. An der Lagerplattform 34 ist ein Lagerarm 33 federelastisch angeordnet, an dem das Blockierglied 10 mit einer Lagerspitze 29 anliegt. Der federelastische Lagerarm 33 bewirkt, dass das Blockierglied 10 bei der Bewegung aus der zweiten in die erste Stellung mit einer entgegen gerichteten Federkraft beaufschlagt wird. Dadurch wird das Blockierglied 10 während dieser Bewegung zwischen dem Lagerarm 33 und der Innenverzahnung 20 eingespannt, so dass dieses keine unkontrollierten Bewegungen ausführen kann, und der Führungszapfen 22 ohne direkten Kontakt mit der Steuerkontur 24 gehalten wird. Ferner wird der Führungszapfen 22 bei der Bewegung aus der ersten in die zweite Stellung mit einer gleichgerichteten Federkraft beaufschlagt, durch die die Bewegung unterstützt wird.
