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Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller eines Fahrzeug-Sicherheitsgurtsystems.
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Im normalen Betrieb des Gurtaufrollers lässt sich Gurtband von dessen Gurtspule mit nur geringem Widerstand abziehen. Dagegen ist im blockierten Zustand des Gurtaufrollers der Gurtbandabzug gesperrt, um eine weitere Gurtbandausgabe zu unterbinden. Der blockierte Zustand kann auf zwei Arten eingeleitet werden, zum einen fahrzeugsensitiv, wenn auf das Fahrzeug einwirkende Beschleunigungskräfte einen bestimmten Schwellwert überschreiten oder gurtbandsensitiv, wenn die auf das Gurtband in Gurtabzugsrichtung einwirkende Kraft einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
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Bei bekannten Gurtaufrollern erfolgt die fahrzeug- bzw. gurtbandsensitive Einleitung der Blockierung der Gurtspule über eine Kupplungsscheibe, die sich im normalen Betrieb zusammen mit der Gurtspule dreht, aber relativ zur Gurtspule verdrehbar ist. Bleibt die Kupplungsscheibe hinter der Drehung der Gurtspule zurück, wird durch die Relativdrehung eine an der Gurtspule gelagerte Sperrklinke ausgeschwenkt, die in eine Sperrverzahnung an einem Rahmen des Gurtaufrollers eingreift, in dem die Gurtspule gelagert ist.
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Für die fahrzeugsensitive Einleitung der Blockierung ist die Kupplungsscheibe mit einer Verzahnung versehen, in die ein Blockierelement eines fahrzeugfesten Beschleunigungssensors eingreifen kann, um die Kupplungsscheibe hinter der Drehung der Gurtspule zurückzuhalten. Für die gurtbandsensitive Aktivierung der Blockierung ist ein Trägheitselement auf der Kupplungsscheibe vorgesehen, das die Kupplungsscheibe aufgrund der Massenträgheit hinter der Drehung der Gurtspule zurückhält. Im normalen Betrieb rotiert die Sperrklinke zusammen mit der Gurtspule.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller bereitzustellen, bei dem auf einfache Weise durch die Sperrklinke im normalen Betrieb hervorgerufene Klappergeräusche verringert sind.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei einem Gurtaufroller eines Fahrzeug-Sicherheitsgurtsystems, der einen Rahmen sowie eine am Rahmen angeordnete Sperrverzahnung und eine im Rahmen gelagerte Gurtspule aufweist, besitzt die Gurtspule eine in die Sperrverzahnung einsteuerbare Sperrklinke und hat an einem axialen Ende einen Gurtspulenflansch sowie eine in Axialrichtung der Gurtspule neben dem Gurtspulenflansch angeordnete Kupplungsscheibe, die relativ zum Gurtspulenflansch um ein vorbestimmtes Maß verdrehbar ist. Die Sperrklinke ist in einer am Gurtspulenflansch ausgebildeten Tasche aufgenommen und ist in ihrer nicht eingesteuerten Grundstellung in Axialrichtung unter Vorspannung in der Tasche gehalten. Auf diese Weise lässt sich eine ungewollte Relativbewegung zwischen Gurtspulenflansch und Sperrklinke unterbinden und ein Klappern der Sperrklinke im normalen Betrieb verhindern.
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Die Vorspannkraft ist dabei natürlich so zu wählen, dass ein Aussteuern der Sperrklinke in die Blockierstellung sowohl durch den gurtbandsensitiven Mechanismus als auch durch den fahrzeugsensitiven Mechanismus bei der gewünschten Kraftschwelle möglich ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Tasche ein Einsatz aus einem Kunststoff aufgenommen, in dem die Sperrklinke angeordnet ist. Dies hat zum einen den Vorteil, dass sich ein Metall-auf-Metall-Kontakt zwischen der Sperrklinke und dem Gurtspulenflansch vermeiden lässt, was an sich schon zu einer Verringerung der Geräuschentwicklung beiträgt. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein Kunststoffeinsatz auf einfache und kostengünstige Weise so gestaltet werden kann, dass er eine Klemmung der Sperrklinke ermöglicht.
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Vorzugsweise sind der Einsatz und die Sperrklinke so ausgebildet und angeordnet, dass in Axialrichtung entgegengesetzte Seitenflächen der Sperrklinke nur am Einsatz anliegen, wodurch ein Metall-auf-Metall-Kontakt zwischen Sperrklinke und Gurtspulenflansch weitgehend vermieden werden kann. Die Seitenflächen der Sperrklinke haben dann keinen Kontakt mit dem Material des Gurtflansches.
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In Draufsicht gesehen ist der Einsatz bevorzugt kleiner als die Sperrklinke, sodass die Sperrklinke teilweise aus dem Einsatz herausragt, wobei durch die axiale Klemmung der Sperrklinke im Einsatz dennoch eine Axialbewegung der Sperrklinke verhindert werden kann.
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Um eine gezielte Vorspannung auf die Sperrklinke aufzubringen, kann beispielsweise der Einsatz zwei in Axialrichtung gegenüberliegende Federelemente aufweisen, die jeweils an der Sperrklinke anliegen.
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Die Federelemente können beispielsweise durch zwei Zungen gebildet sein, die aus gegenüberliegenden Flachseiten des Einsatzes axial nach innen in den Einsatz hineinragen. Die Federelemente liegen axial von beiden Seiten an der Sperrklinke an und halten diese so in der Grundstellung in ihrer gewünschten axialen Position. Die Zungen können jeweils im Bereich ihres freien Endes einen Anpresspunkt aufweisen, der durch einen Vorsprung in der Zunge gebildet ist, um die Anpresskraft zu erhöhen.
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Der gesamte Einsatz kann einstückig gefertigt sein, beispielsweise in einem Spritzgussprozess.
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Die Außenseiten der Flachseiten des Einsatzes liegen vorteilhaft an den die Tasche innen begrenzenden Seitenflächen der Tasche an.
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Um den Einsatz im Gurtspulenflansch zu fixieren, kann der Einsatz zwei axial entgegengesetzt gerichtete Achsstummel aufweisen, die in Aussparungen in Seitenflächen der Tasche eingreifen. Die Achsstummel sind bevorzugt abgeschrägt, sodass der Einsatz in die Tasche eingeschoben werden kann, wobei die Achsstummel in den Aussparungen einrasten.
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Die Seitenflächen der Tasche sowie die Flachseiten des Einsatzes stehen vorzugsweise alle senkrecht zur Axialrichtung und liegen in Axialrichtung betrachtet übereinander.
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Zur Auslenkung der Sperrklinke von der Grundstellung in die eingesteuerte Stellung und zurück durch die Relativdrehung zwischen der Kupplungsscheibe und dem Gurtspulenflansch ist vorzugsweise eine Einsteuer-Führung vorgesehen, die insbesondere einen Führungsstift und eine Kulissenführung umfasst. Der Führungsstift kann an der Sperrklinke ausgebildet sein und die Kulissenführung an der Kupplungsscheibe. Eine umgekehrte Anordnung ist natürlich auch möglich.
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Ein Kontakt der Sperrklinke zur Kupplungsscheibe erfolgt vorzugsweise nur über die Einsteuer-Führung, also beispielsweise über den Führungsstift an der Sperrklinke, der in die Kulisse an der Kupplungsscheibe eingreift.
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Vorzugsweise sind die Kupplungsscheibe und der Gurtspulenflansch über eine Rückstellfeder gekoppelt, die eine Kraft auf die Kupplungsscheibe in Richtung zu deren Ausgangsstellung ausübt, in der die Sperrklinke in der Grundstellung ist.
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Die Rückstellfeder kann eine so hohe Kraft ausüben, dass in der Grundstellung die Sperrklinke in Umfangsrichtung in der Tasche geklemmt ist. Dabei wird vorzugsweise ein Kraftschluss zwischen der Kupplungsscheibe, der Sperrklinke und dem Gurtspulenflansch durch die Rückstellfeder hergestellt. Weitere Federn zur Klemmung der Sperrklinke müssen dabei nicht vorgesehen sein. Auf diese Weise wird die Sperrklinke spielfrei unter Vorspannung in axialer Richtung und in Umfangsrichtung in der Tasche gehalten.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass in der Grundstellung die Rückstellfeder die Sperrklinke gegen eine Innenfläche des Einsatzes drückt und somit auch in Umfangsrichtung ein Metall-auf-Metall-Kontakt zwischen der Sperrklinke und dem Gurtspulenflansch vermieden werden kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;
- - 2 eine schematische perspektivische Schnittansicht eines Gurtspulenflansches sowie einer Sperrklinke des Gurtaufrollers aus 1;
- - 3 eine schematische perspektivische Darstellung eines Einsatzes, der in 2 die Sperrklinke aufnimmt;
- - 4 eine schematische perspektivische Darstellung des Gurtspulenflansches des Gurtaufrollers aus 1;
- - 5 eine schematische Schnittansicht des Gurtaufrollers aus 1 im Bereich des Gurtspulenflansches; und
- - 6 eine schematische Draufsicht auf die Sperrseite des Gurtaufrollers aus 1 ohne den Deckel des Gurtaufrollers.
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Die Figuren zeigen einen Gurtaufroller 10 eines nicht näher dargestellten Fahrzeug-Sicherheitsgurtsystems.
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1 zeigt den generellen Aufbau des Gurtaufrollers 10. Eine Gurtspule 12 mit darauf aufgewickeltem Gurtband 14 ist in einem Rahmen 16 drehbar gelagert. Der Rahmen weist eine seitliche Öffnung auf, deren Rand eine Sperrverzahnung 18 trägt. An einem axialen Ende der Gurtspule 12 ist ein Gurtspulenflansch 20 drehfest mit der Gurtspule 12 verbunden.
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Am Gurtspulenflansch 20 ist eine Tasche 22 ausgebildet, in der ein Einsatz 24 aus einem geeigneten Kunststoff aufgenommen ist. Der Einsatz 24 bildet eine Aufnahme für eine Sperrklinke 26, die schwenkbar am Gurtspulenflansch 20 gelagert ist und deren freies Ende in einer Blockierstellung in die Sperrverzahnung 18 eingreifen kann. In ihrer Grundstellung im normalen Betrieb des Gurtaufrollers 10 liegt die Sperrklinke 26 so in der Tasche 22, dass sie nicht in Kontakt mit der Sperrverzahnung 18 kommt, wenn sich die Gurtspule 12 dreht.
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In Axialrichtung A neben dem Gurtspulenflansch 20 ist eine Kupplungsscheibe 28 angeordnet, die im normalen Betrieb zusammen mit der Gurtspule 12 rotiert, jedoch um ein gewisses Maß relativ zum Gurtspulenflansch 20 verdrehbar gelagert ist. Zu diesem Zweck verbindet eine Rückstellfeder 30 die Kupplungsscheibe 28 mit dem Gurtspulenflansch 20. In diesem Beispiel ist die Rückstellfeder 30 eine Bügelfeder (siehe 1 und 6).
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Die so gebildete und in 1 dargestellte Sperrseite des Gurtaufrollers 10 wird gegenüber der Umgebung durch einen Deckel 32 abgeschlossen.
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Die Relativdrehung der Kupplungsscheibe 28 kann fahrzeugsensitiv oder gurtbandsensitiv eingeleitet werden, wie dies allgemein bekannt ist (nicht näher dargestellt).
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Zwischen der Sperrklinke 26 und der Kupplungsscheibe 28 ist eine Einsteuer-Führung 34 vorgesehen (siehe 6), die auf bekannte Weise durch einen Führungsstift 36 und eine Kulissenführung 38 gebildet ist. Bei einer Relativdrehung der Kupplungsscheibe 28 gegenüber dem Gurtspulenflansch 20 wird die Sperrklinke 26 so aus ihrer Grundstellung in die Blockierstellung ausgeschwenkt und bei einer Rückdrehung wieder zurückgeschwenkt. In diesem Beispiel ist der Führungsstift 36 einstückig mit der Sperrklinke 26 ausgebildet, während die Kulissenführung 38 durch eine geeignet geformte Öffnung in der Kupplungsscheibe 28 realisiert ist.
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In der Grundstellung beaufschlagt die Rückstellfeder 30 die Kupplungsscheibe 28 und somit auch die Sperrklinke 26 in Umfangsrichtung U. Die Sperrklinke 26 wird dabei in Umfangsrichtung U in der Tasche 22 geklemmt. Genauer gesagt drückt die durch die Rückstellfeder 30 ausgeübte Kraft die Sperrklinke 26 gegen eine Innenfläche 40 des Einsatzes 24, die an geeigneter Stelle an der Innenseite des Einsatzes 24 vorgesehen ist (siehe 3). Auf diese Weise ist die Sperrklinke 26 spielfrei in Umfangsrichtung U im Einsatz 24 gehalten.
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Die Tasche 22 hat zwei gegenüberliegende, senkrecht zur Axialrichtung A ausgerichtete Seitenflächen 42 (siehe beispielsweise 2). Der Einsatz 24 liegt mit in Axialrichtung A gegenüberliegenden Flachseiten 44 an diesen Seitenflächen 42 der Tasche 22 an. Über zwei in Axialrichtung A entgegengesetzt von den Flachseiten 44 abstehende Achsstummel 46, die in passende Aussparungen 48 in den Seitenflächen 42 eingreifen, ist der Einsatz 24 in der Tasche 22 fixiert. Die Achsstummel 46 sind in Radialrichtung angeschrägt, sodass der Einsatz 24 einfach in die Tasche 22 eingeschoben werden kann, wobei sich die Flachseiten 44 etwas verformen, bis die Achsstummel 46 in den Aussparungen 48 einrasten und die Flachseiten 44 wieder ihre entspannte Form einnehmen.
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In jeder der Flachseiten 44 ist ein in Axialrichtung A auslenkbares Federelement 50 ausgebildet, das hier durch eine Federzunge realisiert ist, die durch einen U-förmigen Einschnitt 52 vom Rest der Flachseite 44 getrennt ist. An einem Ende geht das Federelement 50 jeweils einstückig in das Material der Flachseite 44 über. Im Bereich des freien Endes 54 jedes Federelements 50 ist ein in die Aufnahme des Einsatzes 24 hinein gerichteter Vorsprung 56 ausgebildet. Auf diese Weise ergibt sich im Inneren des Einsatzes 24 in Axialrichtung A betrachtet eine Verengung, die durch die Federelemente 50 gebildet ist.
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In der Grundstellung halten die Federelemente 50 die Sperrklinke 26 unter Vorspannung in der gewünschten axialen Position, wobei die Vorsprünge 56 an entgegengesetzten Seitenflächen 58 der Sperrklinke 26 anliegen und jeweils einen Anpresspunkt bilden. Zur Verstärkung der Haltewirkung kann die Sperrklinke 26 im Bereich der Vorsprünge 56 auf beiden Seitenflächen 58 eine kleine Vertiefung aufweisen, in die die Vorsprünge 56 in der Grundstellung eingreifen.
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Der Einsatz 24 ist in diesem Beispiel einstückig zusammen mit den beiden Federelementen 50 in einem Spritzgussverfahren gefertigt. Die Federelemente 50 könnten natürlich auch auf andere Weise und in anderer Form ausgebildet sein.
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In einer Draufsicht entlang der Axialrichtung A betrachtet ist der Einsatz 24 kleiner als die Sperrklinke 26 (siehe 2 und 4). Insbesondere der Führungsstift 36, der axial von der Sperrklinke 26 absteht, liegt außerhalb des Einsatzes 24. Genauso kann das freie Ende der Sperrklinke 26, das in die Sperrverzahnung 18 eingreift, außerhalb des Einsatzes 24 liegen.
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In der Grundstellung ist die Sperrklinke 26 in Axialrichtung A durch die Federelemente 50 und in Umfangsrichtung U durch die Rückstellfeder 30 im Einsatz 24 spielfrei geklemmt. Auf diese Weise sind Klappergeräusche zwischen Sperrklinke 26 und Gurtspulenflansch 20 verhindert.
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Die Haltekraft der Federelemente 50 ist hier so hoch gewählt, dass die Sperrklinke 26 in der Grundstellung in jeder Winkelstellung der Gurtspule 12 fest im Einsatz 24 gehalten ist, und insbesondere nicht durch Gravitationskräfte bewegt wird. Jedoch sind die Federkräfte natürlich gering genug, um ein Ausschwenken der Sperrklinke 26 in die Blockierstellung nicht zu behindern.
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Die Seitenflächen 58 der Sperrklinke 26 liegen in diesem Beispiel nur am Einsatz 24, nicht aber an anderer Stelle am Gurtspulenflansch 20 an, sodass ein Metall-auf-Metall-Kontakt der Sperrklinke 26 weitgehend vermieden ist.
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Wird die Kupplungsscheibe 28 durch den fahrzeugsensitiven oder den gurtbandsensitiven Mechanismus des Gurtaufrollers 10 gegenüber dem Gurtspulenflansch 20 zurückgehalten, so wird durch die Relativbewegung zwischen der Kulissenführung 38 und dem Führungsstift 36 in der Einsteuer-Führung 34 die Sperrklinke 26 aus ihrer Grundstellung in ihre Blockierstellung überführt, wodurch die Sperrklinke 26 in die Sperrverzahnung 18 eingreift und die Gurtspule 12 gegen eine weitere Drehung in Gurtbandauszugsrichtung sperrt. Zur Rückbewegung in die Grundstellung wird die Kupplungsscheibe 28 durch die Federkraft der Rückstellfeder 30 in ihre Ausgangsstellung zurückgedreht, wobei über die Einsteuer-Führung die Sperrklinke 26 zurück in ihre Grundstellung bewegt wird.
