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Die Erfindung betrifft einen Gurtschlossbringer für ein Sicherheitsgurtsystem eines Fahrzeugs, mit einem Gurtschloss und mit einem Spindelantrieb zum Verfahren des Gurtschlosses.
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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, in der das Einstecken der Steckzunge in das Gurtschloss erleichtert wird, und nach dem Anlegen des Sicherheitsgurts in eine Halteposition zu bewegen, in der eine gute Rückhaltefunktion des Sicherheitsgurtsystems gewährleistet wird und/oder das Gurtschloss den Fahrzeuginsassen nicht behindert.
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Einen solchen Gurtschlossbringer zeigt beispielsweise die
DE 10 2011 011 780 A1 . Die Spindel des Spindelantriebs wird dabei in einem Rahmen des Gurtschlossbringers mittels eines Radiallagers radial und mit dem vom Antrieb abgewandten Ende axial am Rahmen gelagert. Das Radiallager fixiert dabei die Spindel zentrisch im Rahmen des Gurtschlossbringers.
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Aus der
DE 10 2011 011 778 A1 ist ein weiterer Gurtschlossbringer bekannt, bei dem ein Motor über einen Schneckenantrieb ein flexibles Kraftübertragungselement axial verschieben kann.
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Bei Gurtschlossbringern mit Spindelantrieb besteht das Radiallager zumeist aus einem weicheren, ringförmigen Metallelement, durch welches sich die Spindel erstreckt. Das Axiallager ist beispielsweise eine in einer Lageraufnahme in der Spindel aufgenommen Lagerkugel, die mit einer entsprechenden Lagerfläche am Rahmen des Gurtschlossbringers in Punktkontakt steht und dort bei Drehung der Spindel abwälzt. Diese Lagerung ist reibungsarm gestaltet und für die reversiblen Funktionen im normalen Fahrbetrieb von Vorteil.
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Allerdings ist es wünschenswert, bei unfallbedingten Rückhaltesituationen für eine verstärkte Selbsthemmung des Spindeltriebs zu sorgen. Denn im Crashfall kann das Spindelsystem über hochdynamische Prozesse z. B. durch pyrotechnische Straffung des Gurtsystems angeregt werden und kann dadurch in Schwingung oder Rotation versetzt werden. Dies kann unter besonders ungünstigen Randbedingungen zu Bewegungen, insbesondere zu einer Schloßkopfbewegung, führen, die jedoch nicht erwünscht ist bzw. sind. Die hierzu bislang vorhandenen Lösungsansätze sind zwar effektiv, jedoch noch aufwendig gestaltet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtschlossbringer mit einer verbesserten Axiallagerung der Spindel zu schaffen, insbesondere dahingehend, dass bei den im Crashfall auftretenden hochdynamischen Prozessen das Spindelsystem des Gurtschlossbringers eine verstärkte Selbsthemmung aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Gurtschlossbringer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein Gurtschlossbringer für ein Sicherheitsgurtsystem eines Fahrzeugs mit wenigstens einer Spindel und mit wenigstens einem Lagerelement versehen ist, wobei das Lagerelement an einem Ende der Spindel angebracht ist, und mit wenigstens einer Lagerfläche, auf der das Lagerelement anliegt, wobei das Lagerelement derart nachgiebig an der Spindel angebracht ist, dass bei Belastungen oberhalb einer vordefinierten Schwelle das Ende der Spindel mit der Lagerfläche oder mit einer Gehäusewandung des Gurtschlossbringers in Kontakt gelangen kann.
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Hierdurch ergibt sich insbesondere und erfindungsgemäß der Vorteil, dass ein Gurtschlossbringer mit einer verbesserten Axiallagerung der Spindel bereitgestellt werden kann. Insbesondere ergibt sich der Vorteil, dass bei den im Crashfall auftretenden hochdynamischen Prozessen das Spindelsystem des Gurtschlossbringers eine verstärkte Selbsthemmung aufweist.
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Weiter ergibt sich zudem der Vorteil, dass das Lagerelement sicher und zuverlässig außer Eingriff gebracht wird und z. B. der Rand der Lageraufnahme gegen die Lagerfläche angestellt wird. Im Ergebnis kann dadurch erreicht werden, dass der Gurtschlossbringer über ein variables Axiallager verfügt, dass als automatische Bremse innerhalb der Spindel bzw. für die Spindel agieren kann. In dem Moment, in dem z. B. das Sicherheitsgurtsystem gestrafft wird (etwa bei einem Crash), wird der Sicherheitsgurt straff gezogen und hierdurch liegt am Gurtschloss und damit auch am Gurtschlossbringer eine erhebliche Zugkraft an. Die Spindel wird dadurch axial in Bewegung gesetzt und zwar derart, dass das Lagerelement nachgibt und nicht mehr als Axiallager fungiert und das Ende der Spindel mit der Lagerfläche oder mit einer Gehäusewandung des Gurtschlossbringers in Kontakt gelangen kann. Somit ist das Axiallager der Spindel gesperrt bzw. blockiert und das System fungiert als Bremse und eine Bewegung der Spindel wird verhindert bzw. zumindest stark abgebremst. Das System ist somit selbsthemmend.
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Die Lagerfläche kann eine in bzw. an der Gehäusewandung des Gurtschlossbringers vorgesehene Lagerfläche sein. Denkbar ist aber auch, dass die Lagerfläche z. B. durch ein Lagerplättchen eines Fixierelementes für die Lagerung der Spindel bereitgestellt wird.
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Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das Lagerelement verschiebbar an dem Ende der Spindel angebracht ist und sich über ein verformbares Element an diesem zumindest teilweise abstützt bzw. durch ein verformbares Element zumindest teilweise abgestützt wird. Durch den Einsatz eines verformbaren Elementes ist es vorteilhaft mit geringem Aufwand möglich, eine Schwelle vorzugeben, bei der das Ende der Spindel gegen die Lagerfläche oder eine Gehäusewandung des Gurtschlossbringers in Kontakt gelangen kann. Denn die Schwelle ist beispielsweise dann erreicht, wenn das verformbare Element sich verformt und somit das Lagerelement nicht mehr durch das verformbare Element in der ursprünglichen Position abgestützt wird und deshalb sich relativ zum Ende der Spindel verschiebt bzw. verschoben wird.
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Außerdem ist denkbar, dass eine Lageraufnahme am Ende der Spindel vorgesehen ist, in die das Lagerelement und/oder das verformbare Element eingesetzt sind, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Lageraufnahme eine zylindrische Bohrung ist oder aufweist. Eine Lageraufnahme, in die das Lagerelement und/oder das verformbare Element eingesetzt werden können, erlauben eine einfache Fertigung und Montage. Eine zylindrische Bohrung für die Lageraufnahme erlaubt eine einfache aber zugleich hochgenaue Fertigung, was zudem die Einstellung der Lagertoleranzen erleichtert. Hierdurch wird weiter vorteilhafterweise erreicht, dass die Lagerreibung minimiert und der Wirkungsgrad des Lagers optimal eingestellt werden kann.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Lagerelement eine Lagerkugel ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass dies die Konstruktion vereinfacht und eine teurere und aufwendige Härtung der Spindel zumindest im Endbereich entfallen kann. Denn es kann beispielsweise genügen, lediglich die Lagerkugel zu härten. Gehärtete Lagerkugel können als Standardbauteil bezogen werden, was weiter die Kosten reduziert.
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Ferner ist möglich, dass das verformbare Element zumindest teilweise elastisch verformbar ist und/oder dass das verformbare Element eine Feder ist und/oder umfasst. Durch die elastische Verformbarkeit des verformbaren Elementes ergibt sich der Vorteil, dass das verformbare Element wieder vom zweiten Zustand, z. B. bei einem Funktionstest, in den ersten Zustand, d. h. in den normalen Betriebszustand zurückkehren kann, in dem das Lagerelement gegen die Lagerfläche anstellt ist.
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Auch ist denkbar, dass das verformbare Element lose in die Lageraufnahme eingesetzt ist. Dies erlaubt dies eine einfache Montage des verformbaren Elementes, weil es lediglich in die Lageraufnahme eingesetzt werden muss, ohne dass es beispielsweise einer aufwendigen Befestigung oder dergleichen bedarf.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das verformbare Element ein Defo-Element ist. Ein Defo-Element ist ein Deformationselement und erlaubt im Rückhaltefall z. B. bei einem Crash, dass das Lagerelement sicher und zuverlässig außer Eingriff gebracht wird und z. B. der Rand der Lageraufnahme gegen die Lagerfläche angestellt wird.
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Außerdem ist möglich, dass das verformbare Element zumindest derart verformbar ist, dass das Lagerelement vollständig in der Lageraufnahme versenkbar ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass sehr einfach sichergestellt werden kann, dass bei Belastungen oberhalb einer vordefinierten Schwelle das Ende der Spindel mit der Lagerfläche oder mit einer Gehäusewandung des Gurtschlossbringers in Kontakt gelangen kann.
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Es ist weiter denkbar, dass im zweiten Zustand die Lageraufnahme mit ihrem Rand gegen die Lagerfläche angestellt wird bzw. anstellbar ist, so dass hierdurch eine Bremswirkung erzielbar ist. Hierdurch wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass eine weitere Bewegung der Spindel unmöglich ist und die Straffung des Rückhaltesystems verbessert und verstärkt werden kann.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass in Folge einer pyrotechnischen Straffung des Sicherheitsgurtsystems die Spindel derart in Richtung der Lagerfläche geschoben wird, dass das Lagerelement durch die Lagerfläche in die Lageraufnahme zurückgeschoben wird. Hierdurch wird das verformbare Element derart verformt, dass das Lagerelement von der Lagerfläche in Lageraufnahme eingeschoben wird.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Sicherheitsgurtsystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Danach ist vorgesehen, dass ein Sicherheitsgurtsystem eines Fahrzeugs mit wenigstens einem Gurtschlossbringer nach einem der Ansprüche 1 bis 9 versehen ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gurtschlossbringers eines erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems eines Fahrzeugs;
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2 eine Draufsicht auf das Ende mit dem Gurtschloss des Gurtschlossbringers gemäß 1 mit Schnittdarstellung eines Endes der Spindel;
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3 eine weitere Draufsicht auf das Ende mit dem Gurtschloss des Gurtschlossbringers gemäß 1 mit Schnittdarstellung eines Endes der Spindel; und
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4 eine Schnittdarstellung der Spindel des erfindungsgemäßen Gurtschlossbringers.
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In 1 ist eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gurtschlossbringers 10 eines erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems eines Fahrzeugs gezeigt, der einen Rahmen 12 und ein Gurtschloss 11 aufweist. Im Rahmen 12 ist eine Spindel 14 gelagert, welche über einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben wird. Der Antrieb ist an einem ersten Ende 15 der Spindel 14 angeordnet. Am gegenüberliegenden Ende 16 ist die Spindel 14 am Rahmen 12 des Gurtschlossbringers 10 mit einer Lagerung 19 gelagert. Details der Lagerung 19 werden anhand der 2 und 3 erläutert.
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In 2 und 3 ist eine Schnittansicht der Lagerung 19 der Spindel 14 am Ende 16 gezeigt. 3 zeigt dabei einen vergrößerten Ausschnitt aus 2.
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Bei der Lagerung 19 handelt es sich einerseits um ein Axiallager 20, das durch den Kontakt eines am Ende der Spindel 14 ausgeführten Lagerelementes 24 in Form einer gehärteten Lagerkugel 24 mit dem Rahmen 12 ausgebildet ist. Der Rahmen 12 weist hierzu eine Lagerfläche 13 auf, gegen die das Lagerelement 24 angestellt ist und somit mit der Lagerfläche 13 einen Punktkontakt hat. Das Axiallager 20 ist somit als Spitzenlager mit Punktkontakt ausgeführt. Zwischen dem Rahmen 12 und der Lagerkugel kann ein Zwischenelement vorgesehen sein, z. B. ein gehärtetes Lagerplättchen.
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Die Lagerkugel 24 ist ferner in der Lageraufnahme 21, die eine zylindrische Bohrung ist, geführt, die sich an dem vom Spindelantrieb entfernten Ende 16 der Spindel 14 befindet. Die Lagerkugel 24 und die Lageraufnahme 21 haben Linienkontakt.
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Unterhalb des Lagerelementes 24 ist weiter ein verformbares Element 25 vorgesehen, das derart beschaffen und derart in der Lageraufnahme 21 angeordnet ist, dass es in einem ersten Zustand die Lagerkugel 24 aus der Lageraufnahme 21 herauszudrücken versucht, so dass die Lagerkugel 24 gegen die Lagerfläche 13 angestellt ist.
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Außerdem weist die Lagerung 19 ein Radiallager 26 auf, das im Rahmen 12 radial gelagert ist. Zur Fixierung des Radiallagers 26 im Rahmen 12 ist ein Fixierelement 28 vorgesehen, welches zum Einen das Radiallager 26 anfedert und zum Anderen Teil des Axiallagers 20 sein kann.
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Das Fixierelement 28 kann dazu zwischen der Lagerkugel 24 und dem Rahmen 12 angeordnet sein, dies ist jedoch nicht zwingend. In einem derartigen Fall kann die Lagerfläche, gegen die die Lagerkugel 24 angestellt ist, Bestandteil des Fixierelementes 28 sein. Die Lagerfläche steht in diesem Fall dann beispielsweise mit dem Rahmen 12 in Kontakt bzw. liegt auf dem Rahmen 12 auf. Das Fixierelement 28 verfügt weiterhin über Stege 32, die das Radiallager 26 der Spindel 14 anfedern und das Radiallager 26 gegen einen Anschlag des Rahmens 12 axial beaufschlagen, so dass das Radiallager 26 axial spielfrei gelagert ist. Dazu sind die Stege 32 elastisch ausgebildet, um so das Anfedern des Radiallagers 26 zu ermöglichen.
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Das Fixierelement 28 ist demnach für die Fixierung des Radiallagers 26 vorgesehen und kann als Teil des Axiallagers 20 im bzw. am Rahmen 12 des Gurtschlossbringers 10 angeordnet sein.
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Das Lagerelement 24 ist derart nachgiebig an der Spindel 14 angebracht, dass bei Belastungen oberhalb einer vordefinierten Schwelle ein zweiter Zustand erreicht wird, in dem die Lagerkugel 24 in die Lageraufnahme 21 eingedrückt ist und das Ende 16 der Spindel 14 mit der Lagerfläche 13 oder eine Gehäusewandung des Gurtschlossbringers 10 in Kontakt gelangen kann.
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Das verformbare Element 25 kann zumindest teilweise elastisch verformbar und lose in die Lageraufnahme 21 eingesetzt sein.
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In dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedoch vorgesehen, dass das verformbare Element 25 ein Defo-Element ist. Dieses Defo-Element ist derart verformbar, dass die Lagerkugel 24 vollständig in der Lageraufnahme 21 versenkbar ist.
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So wird im zweiten Zustand das Ende 16 der Spindel 14, nämlich hier die Lageraufnahme 21 mit ihrem Rand 23, gegen die Lagerfläche 13 angestellt, so dass hierdurch eine Bremswirkung für die Spindel 14 durch erhöhte Reibung, die eine Selbsthemmung unterstützt, erzielbar ist.
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In Folge einer pyrotechnischen Straffung des Sicherheitsgurtsystem wirken bauartbedingt auf die Spindel 14 Kräfte ein, die die Spindel in axialer Richtung bewegen. In dem Moment, in dem z. B. das Sicherheitsgurtsystem gestrafft wird (etwa bei einem Crash), wird der Sicherheitsgurt straff gezogen und hierdurch liegt am Gurtschloss 11 und damit auch am Gurtschlossbringer 10 eine erhebliche Zugkraft an.
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Hierdurch wird die Spindel 14 derart in Richtung der Lagerfläche 13 geschoben, dass das Lagerelement 24 durch die Lagerfläche 13 in die Lageraufnahme 21 zurückgeschoben wird, so dass das verformbare Element 25 derart verformt wird, dass das Lagerelement 24 mit der Lagerfläche 13 funktional außer Eingriff bringbar ist, d. h. das Lagerelement 24 und die Lagerfläche 13 zwar noch in Kontakt stehen, jedoch nicht mehr als Axiallager arbeiten.
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4 zeigt vergrößert eine Schnittdarstellung der Spindel 14 des erfindungsgemäßen Gurtschlossbringers. Gut erkennbar ist, dass hier die Lageraufnahme 21 eine zylindrische Bohrung ist, in die das verformbare Element 25 eingesetzt ist.
