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Die Erfindung betrifft einen Gurtschlossbringer für ein Sicherheitsgurtsystem eines Fahrzeugs, mit einem Gurtschloss, welches über ein Kraftübertragungsmittel mit einem Spindelantrieb gekoppelt ist.
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Derartige Gurtschlossbringer für Sicherheitsgurtsysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen dazu, das Gurtschloss zum Anlegen des Sicherheitsgurts in eine Komfortposition und in eine Halteposition zu bewegen. In der Komfortposition soll das Einstecken der Steckzunge in das Gurtschloss erleichtert werden. Nach dem Anlegen des Sicherheitsgurts wird das Gurtschloss in eine Halteposition bewegt, in der eine gute Rückhaltefunktion des Sicherheitsgurtsystems gewährleistet wird und/oder das Gurtschloss den Fahrzeuginsassen nicht behindert. Es sind Gurtschlossbringer mit Spindelantrieb bekannt, wobei Spindelmutter und Spindel so ausgelegt sein müssen, dass im Rückhaltefall die auf das Gurtschloss wirkende Kraft durch Spindel und Spindelmutter aufgenommen werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtschlossbringer mit einer verbesserten Kraftübertragung im Rückhaltefall zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen gattungsgemäßen Gurtschlossbringer gelöst, wobei das Kraftübertragungsmittel ein Verriegelungselement aufweist, welches in einem Normalbetrieb an einer Gewindespindel des Spindelantriebs entlang in axialer Richtung beweglich ist und im Rückhaltefall durch eine auf das Gurtschloss wirkende Rückhaltekraft verformt werden kann, um eine Verriegelungsposition einzunehmen, in der das Verriegelungselement formschlüssig in die Gewindespindel eingreift.
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Auf diese Weise wird im Rückhaltefall durch das Verriegelungselement eine direkte Kraftübertragung zwischen dem Kraftübertragungsmittel und der Gewindespindel erreicht, wobei die Spindelmutter nicht im Kraftfluss liegt. Die Belastung des Spindelantriebs wird somit reduziert, und lediglich die Gewindespindel und deren Lagerung müssen die Rückhaltekraft aufnehmen. Das Verriegelungselement ist dabei so ausgeführt, dass im Normalbetrieb die Funktion des Spindelantriebs nicht beeinflusst wird.
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Vorzugsweise weist das Verriegelungselement einen Befestigungsabschnitt, an dem das Verriegelungselement fest mit dem Kraftübertragungsmittel verbunden ist, und einen Umformabschnitt auf, welcher in der Verriegelungsposition gegenüber einer Ausgangsposition im Normalbetrieb verformt ist. Dadurch muss lediglich der Umformabschnitt verformt werden, während der Befestigungsabschnitt des Verriegelungselements nicht verformt wird.
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Der Umformabschnitt des Verriegelungselements kann eine Öse aufweisen, deren Innenradius größer ist als der Radius der Gewindespindel und die in der Ausgangsposition die Gewindespindel aufnimmt, wodurch eine sichere Positionierung des Verriegelungselements erzielt wird.
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Eine einfache, definierte Verformung des Verriegelungselements kann dadurch erreicht werden, dass der Umformabschnitt mit der Öse in der Verriegelungsposition zur Achse der Gewindespindel geneigt ist, wobei vorzugsweise der Rand der Öse in das Gewinde der Gewindespindel eingreift.
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Die Öse kann an ihrem Innenradius eine Oberflächenstruktur aufweisen, welche die Reibung zwischen Verriegelungselement und Gewindespindel in der Verriegelungsposition erhöht.
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Vorzugsweise weist der Spindelantrieb eine Spindelmutter auf, und das Verriegelungselement ist an der Spindelmutter angeordnet, wodurch die Teile im Normalbetrieb zusammen bewegt werden und vormontierbar sind.
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Bei einer vorbestimmten Rückhaltekraft kann das Verriegelungselement durch Relativbewegung zur Spindelmutter an der Spindelmutter verformt werden, wobei die Spindelmutter vorzugsweise einen Formabschnitt aufweist, der eine gezielte Umformung des Verriegelungselements hervorruft. Es tritt eine Relativbewegung zwischen Spindelmutter und Verriegelungselement auf, die zur Verformung des Verriegelungselements führt.
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Um eine Kraftübertragung zwischen Spindelmutter und Verriegelungselement und/oder dem Kraftübertragungsmittel zu ermöglichen, kann die Spindelmutter mit dem Verriegelungselement und/oder dem Kraftübertragungsmittel in axialer Richtung formschlüssig verbunden sein.
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Beispielsweise kann ein separates Befestigungsmittel vorgesehen sein, welches das Verriegelungselement mit der Spindelmutter verbindet. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungsmittel ein Chip.
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Eine einfach zu fertigende, kostengünstige Ausführungsform mit geringem Gewicht kann erreicht werden, indem die Spindelmutter aus Kunststoff gefertigt ist. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Spindelmutter im Rückhaltefall nicht die gesamte Rückhaltekraft übertragen muss.
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Eine einfache Montage des Spindelantriebs kann ermöglicht werden, indem die Spindelmutter in Axialrichtung zweiteilig ausgebildet ist und zwei Schalen bildet, die zusammen die Gewindespindel umgeben. Vorzugsweise ist das Verriegelungselement im Inneren der Spindelmutter zwischen den beiden Schalen aufgenommen.
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Die Gewindespindel kann an ihrem vorderen, dem Gurtschloss zugewandten Ende ein vorderes Axiallager aufweisen, welches bei Normalbetrieb die axiale Lagerung der Gewindespindel bildet.
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Um im Rückhaltefall eine Verformung der Gewindespindel zu verhindern oder zu reduzieren, weist die Gewindespindel an ihrem hinteren, vom Gurtschloss abgewandten Ende einen hinteren Axialanschlag auf.
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Ein verbessertes und schnelleres Eingreifen des Verriegelungselements in die Gewindespindel kann erreicht werden, wenn die Gewindespindel asymmetrische Gewindeflanken aufweist.
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Um eine gute Übertragung von Zugkräften sowie Druckkräften zu ermöglichen, kann das Kraftübertragungsmittel ein flexibles Übertragungselement zur Übertragung von Zugkräften und wenigstens eine druckstabile flexible Führungshülse zur Übertragung von Druckkräften umfassen.
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Vorzugsweise ist der Spindelantrieb selbsthemmend ausgebildet, um weitere Teile zu sparen.
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Eine verbesserte Steuerung des Gurtschlossbringers kann erreicht werden, indem der Gurtschlossbringer einen Positionssensor umfasst, der eine Position des Gewindeantriebs, vorzugsweise der Spindelmutter, erfassen kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gurtschlossbringers;
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2 eine seitliche Ansicht des Gurtschlossbringers aus 1;
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3 eine Draufsicht auf den Gurtschlossbringer aus 1;
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4 eine Schnittansicht des Gurtschlossbringers entlang der Schnittebene IV-IV gemäß 3;
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5 eine Schnittansicht des Gurtschlossbringers in einer Schnittebene V-V gemäß 2;
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6 eine Detailansicht des umkreisten Ausschnitts von 5;
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7 eine Explosionsansicht einer Antriebsbaugruppe des Gurtschlossbringers nach 1;
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8 eine Draufsicht auf die Antriebsbaugruppe aus 7;
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9 eine perspektivische Explosionsansicht der Antriebsbaugruppe gemäß 7;
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10 perspektivische Ansicht der Antriebsbaugruppe gemäß 7;
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11 eine Detailansicht der Spindelmutter mit dem Verriegelungselement in Ausgangsposition;
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12 eine Detailansicht der Spindelmutter mit Verriegelungselement in Verriegelungsposition;
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13 eine zweite Ausführungsform einer Spindelmutter mit Verriegelungselement eines erfindungsgemäßen Gurtschlossbringers in perspektivischer Ansicht;
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14 eine Rückansicht der Spindelmutter mit Verriegelungselement gemäß 11; und
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15 eine Schnittansicht der Spindelmutter und des Verriegelungselements entlang der Schnittebene XV-XV in 14.
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In den 1, 2 und 3 ist ein Gurtschlossbringer 10 in verschiedenen Perspektiven gezeigt. Der Gurtschlossbringer 10 umfasst ein Gurtschloss 12, welches über ein Kraftübertragungsmittel 14 (in einer Schnittansicht in 5 gezeigt) mit einem Spindelantrieb 16 gekoppelt ist. Das Kraftübertragungsmittel 14, üblicherweise ein Seil, verläuft innerhalb eines Faltenbalgs 18 und einer gekrümmten Führung 20.
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Der Spindelantrieb 16 ist in einem Gehäuse 22 angeordnet und umfasst einen elektrischen Antriebsmotor 24. Das Gehäuse 22 kann über eine Mehrzahl von Befestigungselementen 26 an einem Fahrzeugsitz oder einem anderen Fahrzeugbauteil angebracht werden.
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Ein Stecker 28 ist vorgesehen, welche den Gurtschlossbringer 10 mit einer Stromquelle und einer Fahrzeugelektronik verbindet.
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Die 4, 5 und 6 zeigen jeweils eine Schnittansicht des Gurtschlossbringers 10. Im Gehäuse 22 ist eine Gewindespindel 30 drehbar gelagert angeordnet. Die Gewindespindel 30 ist an ihrem hinteren, vom Gurtschloss abgewandten Ende mit der Antriebswelle des Antriebsmotors 24 gekoppelt.
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In der gezeigten Ausführungsform ist ein elektrischer Antriebsmotor 24 koaxial mit der Gewindespindel 30 angeordnet. Es können jedoch auch andere Arten von Motoren sowie andere Anordnungen des Motors relativ zur Gewindespindel, beispielsweise mit zwischengeschaltetem Getriebe, vorgesehen sein.
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An ihrem vorderen, dem Gurtschloss 12 zugewandten Ende ist die Gewindespindel 30 über ein vorderes Lager 32 gelagert, welches bei Normalbetrieb die radiale, gegebenenfalls auch die axiale Lagerung der Gewindespindel 30 bildet. Am hinteren Ende der Gewindespindel 30 ist im Normalbetrieb ein reines Radiallager 34 vorgesehen.
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Die Gewindespindel 30 weist an ihrem hinteren, vom Gurtschloss abgewandten Ende einen radial verbreiterten Abschnitt auf, wodurch ein hinterer Axialanschlag 36 gebildet wird. Der Axialanschlag 36 der Gewindespindel 30 ist so ausgebildet, dass bei einer Durchbiegung der Gewindespindel 30 der radial verbreiterte Abschnitt der Gewindespindel am Gehäuse 22 zum Anschlag kommt, wodurch die Durchbiegung der Gewindespindel 30 aus ihrer Drehachse heraus bei einer starken Belastung die Gewindespindel 30 im Rückhaltefall begrenzt wird.
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Eine Spindelmutter 38 ist auf der Gewindespindel 30 angeordnet und wird durch das Gehäuse 22 geführt, sodass eine Drehung der Spindelmutter 38 um die Drehachse der Gewindespindel 30 nicht möglich ist. Bei Rotation der Gewindespindel 30 bewegt sich die Spindelmutter 38 in einer axialen Richtung.
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6 zeigt den Ausschnitt aus 5 in einer Detailansicht. Ein Verriegelungselement 40 ist vorgesehen, welches die Spindelmutter 38 mit dem Kraftübertragungsmittel 14 koppelt. Ein Befestigungsabschnitt 42 des Verriegelungselements 40 ist fest mit dem Kraftübertragungsmittel 14 verbunden.
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Das Verriegelungselement 40 ist ferner mit der Spindelmutter 38 gekoppelt, wobei sowohl Zug- als auch Druckkräfte in axialer Richtung zwischen Spindelmutter 38 und Verriegelungselement 40 übertragen werden können. In der gezeigten Ausführungsform sind Verriegelungselement 40 und Spindelmutter 38 formschlüssig verbunden.
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Die Drehung der Gewindespindel 30 bewirkt wie gesagt eine Bewegung der Spindelmutter 38 in axialer Richtung, welche über das Verriegelungselement 40 auf das Kraftübertragungsmittel 14 und das daran gekoppelte Gurtschloss 12 übertragen wird. Auf diese Weise wird das Gurtschloss 12 zwischen den vorgesehenen Gurtschlosspositionen hin und her bewegt.
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Das Verriegelungselement 40 weist ferner einen Umformabschnitt 44 auf, welcher im Normalbetrieb an der Gewindespindel 30 entlang in axialer Richtung beweglich ist und der im Rückhaltefall durch eine auf das Gurtschloss 12 wirkende Rückhaltekraft verformt werden kann, um eine Verriegelungsposition einzunehmen, in der das Verriegelungselement 40 über den Umformabschnitt 44 formschlüssig in die Gewindespindel 30 eingreift. Die Verriegelungsposition des Verriegelungselements 40 ist in 6 mit gestrichelter Linie gezeigt.
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Der Umformabschnitt 44 des Verriegelungselements 40 weist eine Öse 46 auf, deren Innenradius größer ist als der Radius der Gewindespindel 30 und die in der Ausgangsposition die Gewindespindel 30 aufnimmt. In der gezeigten Ausführungsform ist die Öse 46 im Wesentlichen koaxial mit der Gewindespindel 30 angeordnet.
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Die Spindelmutter 38 weist einen Formabschnitt 48 auf, der bei Wirken einer vorbestimmten Rückhaltekraft eine gezielte Umformung des Verriegelungselements 40 in die durch die gestrichelte Linie gekennzeichnete Verriegelungsposition hervorruft, wenn durch die Rückhaltekraft die Öse 46 nach vorne und entlang des Formabschnitts 48 bewegt wird.
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In den 7 bis 19 ist eine Antriebsbaugruppe des Gurtschlossbringers in verschiedenen Ansichten gezeigt. Die Antriebsbaugruppe umfasst das Kraftübertragungsmittel 14 und dessen Führung 20, das mit dem Kraftübertragungsmittel 14 verbundene Verriegelungselement 40, die Gewindespindel 30, die Spindelmutter 38 und ein Befestigungsmittel 58, welches zur Befestigung des Verriegelungselements 40 an der Spindelmutter 38 vorgesehen ist. Die 7 und 9 zeigen Explosionsansichten der Antriebsbaugruppe, und die 8 und 10 zeigen Ansichten der montierten Antriebsbaugruppe.
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Das Kraftübertragungsmittel 14 umfasst in der gezeigten Ausführungsform ein flexibles Übertragungselement 50 zur Übertragung von Zugkräften, welches beispielsweise durch ein Drahtseil gebildet ist, sowie wenigstens eine druckstabile, flexible Führungshülse 52 zur Übertragung von Druckkräften. Die Führungshülse 52 umfasst mehrere perlenartig auf das Übertragungselement 50 aufgezogene hülsenartige Segmente, die durch eine Feder gegeneinander beaufschlagt sind. Auf diese Weise wird eine gewisse Flexibilität der Führungshülse 52 gewährleistet, wodurch sich die Führungshülse innerhalb der Führung 20 an die entsprechende Krümmung anpassen kann, während außerhalb der Führung 20 die Führungshülse 52 eine vorbestimmte Form annimmt, die in der gezeigten Ausführungsform linear ist.
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Das durch das Stahlseil gebildete Übertragungselement 50 ist fest mit dem Befestigungsabschnitt 42 des Verriegelungselements 40 verbunden, zum Beispiel geklemmt, geschweißt oder gelötet.
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Die Spindelmutter 38 ist in der gezeigten Ausführungsform aus Kunststoff gefertigt und weist eine zentrale Ausnehmung 54 auf, in der ein Innengewinde ausgebildet ist, welches in das Gewinde der Gewindespindel 30 eingreifen kann.
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Die Spindelmutter 38 hat mehrere Fortsätze 56, welche eine formschlüssige Verbindung mit dem Verriegelungselement 40 in axialer Richtung ermöglichen. Einer der Fortsätze 56 bildet den Formabschnitt 48 der Spindelmutter 38, an dem der Umformabschnitt 44 des Verriegelungselements 40 definiert umgeformt werden kann.
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Eine Klemme ist als Befestigungsmittel 58 vorgesehen, welche das Verriegelungselement 40 mit der Spindelmutter 38 verbindet.
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11 zeigt die Spindelmutter 38 mit dem Verriegelungselement 40 in der Ausgangsposition, wobei das Verriegelungselement 40 in axialer Richtung entlang der Gewindespindel 30 beweglich angeordnet ist. Die Öse 46 umgreift dabei die Gewindespindel 30, ohne in das Gewinde einzugreifen.
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12 zeigt die Spindelmutter 38 mit dem Verriegelungselement 40 in der Verriegelungsposition. Der Umformabschnitt 44 des Verriegelungselements 40 ist dabei zur Achse der Gewindespindel 30 geneigt, wobei der Rand der Öse 46 in das Gewinde der Gewindespindel 30 eingreift. Das Verriegelungselement 40 ist auf diese Weise formschlüssig mit der Gewindespindel 30 verbunden. Der Kraftfluss bei einer Zugkraft am Kraftübertragungsmittel 14 erfolgt direkt über das Verriegelungselement 40 in die Gewindespindel 30. Die Spindelmutter 38 liegt in der Verriegelungsposition nicht im Kraftfluss.
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Die Öse 46 kann an ihrem Innenradius eine Oberflächenstruktur aufweisen, welche die Reibung zwischen dem Verriegelungselement 40 und der Gewindespindel 30 in der Verriegelungsposition erhöht, wodurch die Rückhaltekraft besser auf die Gewindespindel 30 übertragen werden kann.
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In der gezeigten Ausführungsform sind symmetrische Flanken des Gewindes der Gewindespindel 30 gezeigt. Es können jedoch asymmetrische Gewindeflanken für die Gewindespindel 30 vorgesehen werden, wodurch die Verriegelung zwischen Verriegelungselement 40 und Gewindespindel 30 optimiert werden kann.
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Im Normalbetrieb verläuft der Kraftfluss zwischen dem Kraftübertragungsmittel 14 mit dem Verriegelungselement 40 über die Spindelmutter 38 zur Gewindespindel 30 und somit zum Gehäuse 22, welches mit dem Fahrzeugsitz verbunden ist. Die Verbindung zwischen Verriegelungselement 40 und Spindelmutter 38 ist so ausgelegt, dass alle im Normalbetrieb auftretenden Zug- und Druckkräfte übertragen werden können, wodurch eine Positionierung des Gurtschlosses 12 ermöglicht wird.
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Im Rückhaltefall treten starke Zugkräfte am Gurtschloss 12 auf, die vom Kraftübertragungsmittel 14 aufgenommen werden. Die Rückhaltekraft wirkt auf das Verriegelungselement 40, welches sich bei einer vorbestimmten Höhe der Rückhaltekraft am Formabschnitt 48 der Spindelmutter 38 verformt, wobei der Umformabschnitt 44 zur Achse der Gewindespindel 30 geneigt wird, wodurch der Rand der Öse 46 in das Gewinde der Gewindespindel 30 eingreift und somit eine formschlüssige Verbindung zwischen Verriegelungselement 40 und Gewindespindel 30 hergestellt wird. Die Kraftübertragung kann nun direkt zwischen Verriegelungselement 40 und Gewindespindel 30 stattfinden, wodurch die Spindelmutter 38 entlastet wird.
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In den 13, 14 und 15 wird eine zweite Ausführungsform der Einheit von Spindelmutter 38 und Verriegelungselement 40 gezeigt. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist als Befestigungsmittel 58 keine Klammer vorgesehen, sondern eine Schraube, welche benachbart zur Öse 46 angeordnet ist und in die Stirnseite der Spindelmutter 38 eingeschraubt wird.
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Die Spindelmutter 38 kann einteilig gefertigt werden oder in Axialrichtung zweiteilig ausgebildet sein, wobei die Spindelmutter 38 zwei Schalen bildet, die zusammen die Gewindespindel umgeben. Auf diese Weise kann die Spindelmutter 38 direkt an der Gewindespindel 30 montiert werden, ohne auf diese aufgeschraubt werden zu müssen. Ferner kann das Verriegelungselement 40 ganz oder teilweise im Inneren der Spindelmutter 38 zwischen den beiden Schalen aufgenommen oder befestigt sein.
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An der Spindelmutter 38 ist ein Magnet 60 angeordnet, welcher eine einfache Positionserkennung der Spindelmutter 38 auf der Gewindespindel 30 durch einen Sensor ermöglicht. Es kann auch eine andere Art Sensor zur Positionsbestimmung vorgesehen sein.
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In den gezeigten Ausführungsformen sind der Spindelantrieb 16 und/oder das durch die Spindelmutter 38 und die Spindel 30 gebildete Getriebe selbsthemmend ausgebildet. Es ist für die Funktion des Gurtschlossbringers jedoch lediglich notwendig, bei der vorbestimmten Rückhaltekraft eine entsprechende Gegenkraft zu erzeugen, die eine entsprechende Verformung des Verriegelungselements 40 ermöglicht.
