DE102019214388A1

DE102019214388A1 - Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt

Info

Publication number: DE102019214388A1
Application number: DE102019214388.1A
Authority: DE
Inventors: Tim Miller
Original assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Current assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf einen Gurtaufroller (1) für einen Sicherheitsgurt (60) mit einer Gurtspule (50) zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts (60), einem Antrieb (70), der die Gurtspule (50) zum Aufwickeln des Sicherheitsgurts (60) antreiben kann, und einer Sperrklinke (10), die in einer Sperrstellung die Gurtspule (50) sperrt und dabei zum Halten einer im Falle eines Unfalls auftretenden Gurtbandauszugskraft geeignet ist und in einer Freigabestellung die Gurtspule (50) ungesperrt lässt. Bei einer Ausführungsform ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Gurtaufroller (1) eine Halteklinke (80) aufweist, die in einer Haltestellung ebenfalls zum Sperren der Gurtspule (50) geeignet ist und in einer Freigabestellung die Gurtspule (50) ungesperrt lässt, und der Gurtaufroller (1) eine eine Spule (21) aufweisende Verstelleinrichtung (20) aufweist, die im unbestromten Zustand der genannten Spule (21) die Sperrklinke (10) in ihrer Sperrstellung hält, im bestromten Zustand der genannten Spule (21) mit einer ersten Stromhöhe (I1) sowohl die Sperrklinke (10) als auch die Halteklinke (80) in ihrer jeweiligen Freigabestellung hält und im bestromten Zustand der genannten Spule (21) mit einer zweiten Stromhöhe (12), die sich von der ersten Stromhöhe (I1) unterscheidet, die Sperrklinke (10) in ihrer Freigabestellung und die Halteklinke (80) in ihrer Haltestellung hält.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit einer Gurtspule zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts, einem Antrieb, der die Gurtspule zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes antreiben kann, und einer Sperrklinke, die in einer Sperrstellung die Gurtspule sperrt und dabei zum Halten einer im Falle eines Unfalls auftretenden Gurtbandauszugskraft geeignet ist und in einer Freigabestellung die Gurtspule ungesperrt lässt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller anzugeben, bei dem eine für den Normalbetrieb bei angelegtem Gurt gewünschte Gurtbandeinzugskraft besonders einfach eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Gurtaufroller eine Halteklinke aufweist, die in einer Haltestellung ebenfalls zum Sperren der Gurtspule geeignet ist und in einer Freigabestellung die Gurtspule ungesperrt lässt, und der Gurtaufroller eine eine Spule aufweisende Verstelleinrichtung aufweist, die im unbestromten Zustand der genannten Spule die Sperrklinke in ihrer Sperrstellung hält, im bestromten Zustand der genannten Spule mit einer ersten Stromhöhe sowohl die Sperrklinke als auch die Halteklinke in ihrer jeweiligen Freigabestellung hält und im bestromten Zustand der genannten Spule mit einer zweiten Stromhöhe, die größer als die erste Stromhöhe ist, die Sperrklinke in ihrer Freigabestellung und die Halteklinke in ihrer Haltestellung hält.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers ist darin zu sehen, dass durch die erfindungsgemäß vorgesehene Halteklinke das Halten einer Vorspannung bzw. einer gewünschten Gurtbandeinzugskraft möglich ist, ohne dass dabei der Antrieb dauerhaft mit Antriebsstrom versorgt werden muss. Es ist also möglich, zum Einstellen einer vorgesehenen, beispielsweise vom Passagier ausgewählten, Gurtbandeinzugskraft von beispielsweise 1 N bis 7 N zunächst den Antrieb anzusteuern, sodass dieser die vorgesehene Gurtbandeinzugskraft erzeugt. Anschließend kann die Halteklinke in ihre Halteposition verschwenkt werden, sodass die vom Antrieb zuvor erzeugte Gurtbandeinzugskraft aufrechterhalten bleibt, ohne dass der Antrieb weiter mit Antriebsstrom versorgt werden muss. Es kann also die vom Antrieb eingestellte Gurtbandeinzugskraft allein durch die Halteklinke aufrechterhalten werden.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers besteht darin, dass für das Verstellen der Sperrklinke und der Halteklinke eine einzige Spule eingesetzt wird, wodurch Teile eingespart werden; die Stellung der Sperrklinke und der Halteklinke wird durch die Stromhöhe bestimmt.
Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers besteht darin, dass der Antrieb und die Haltklinke eine bei anderen Gurtaufrollern zum Aufrechterhalten einer vorgegebenen Gurtbandeinzugskraft vorgesehene Rückstellfeder, beispielsweise in Form einer Spiralfeder, ersetzen kann und letztgenannte Rückstellfeder also entfallen kann. Auch kann, wie erwähnt, die Gurtbandeinzugskraft individuell eingestellt werden, indem der Antrieb zum Einstellen der gewünschten Gurtbandeinzugskraft entsprechend angesteuert wird.
Die zweite Stromhöhe ist vorzugsweise größer als die erste Stromhöhe.
Vorteilhaft ist es, wenn die Halteklinke mit einer Halteverzahnung und die Sperrklinke mit einer Sperrverzahnung zusammenwirkt, wobei die Halteverzahnung mehr Zähne oder eine höhere Zahndichte als die Sperrverzahnung aufweist. Eine hohe Zahndichte (z. B. 36 Haltezähne/360°) bei der Halteverzahnung ermöglicht eine hohe Anzahl an Haltepositionen der Halteklinke in der Halteverzahnung und reduziert die auftretende Krafteinbuße, wenn sich die Gurtspule nach einem Abschalten des Antriebs durch Spiel zwischen Halteklinke und Halteverzahnung geringfügig weiterdreht. Die Zahndichte bei der Sperrverzahnung (z. B. 24 Haltezähne/360°) kann unabhängig von der Halteverzahnung mit Blick auf die im Falle eines Unfalls aufzunehmende Rückhaltekraft optimiert werden.
Der Gurtaufroller weist vorzugsweise eine Steuereinrichtung auf, die die Spule in Abhängigkeit von zumindest einem Sensormesswert eines Fahrzeugsensors bestromt. Der Fahrzeugsensor ist vorzugsweise ein elektrischer Fahrzeugsensor.
Der Fahrzeugsensor ist vorzugsweise ein Sensor, der zumindest auch fahrzeugbezogene Beschleunigungswerte misst. Die Steuereinrichtung stellt die Sperrklinke vorzugsweise in die Sperrstellung, wenn zu hohe Beschleunigungswerte gemessen werden.
Bei einer als vorteilhaft angesehenen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sperrklinke einen Permanentmagneten oder einen dauerhaft magnetisierten Abschnitt aufweist oder aus einem Permanentmagneten oder einem dauerhaft magnetisierten Material besteht, der bzw. das die Sperrklinke in Richtung auf ein im Bereich der Spule befindliches magnetisierbares Bezugselement zieht. Das von der Spule im bestromten Zustand, und zwar sowohl bei der ersten als auch der zweiten Stromhöhe, erzeugte Magnetfeld drückt vorzugsweise die Sperrklinke von dem Bezugselement weg und hält sie in der Freigabestellung. Das Bezugselement kann beispielsweise ein Gehäuseteil, insbesondere aus weichmagnetischem Material, sein.
Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Sperrklinke mit einer Sperrklinkenfeder zusammenwirkt, die eine Federkraft auf die Sperrklinke in Richtung Sperrstellung ausübt und im unbestromten Zustand der Spule die Sperrklinke in der Sperrstellung hält. Das von der Spule im bestromten Zustand, und zwar sowohl bei der ersten als auch der zweiten Stromhöhe, erzeugte Magnetfeld hält die Sperrklinke entgegen der Federkraft der Feder vorzugsweise in der Freigabestellung.
Die Halteklinke wirkt vorzugsweise mit einer Halteklinkenfeder zusammen, die eine Federkraft auf die Halteklinke in Richtung Freigabestellung ausübt und diese im unbestromten Zustand der Spule in der Freigabestellung hält.
Das von der Spule im bestromten Zustand bei der zweiten Stromhöhe erzeugte Magnetfeld hält die Halteklinke vorzugsweise entgegen der Federkraft der Halteklinkenfeder in der Haltestellung.
Die Halteklinke besteht vorzugsweise aus einem weichmagnetischen Material oder weist vorzugsweise zumindest einen Abschnitt aus weichmagnetischem Material auf, das von dem Magnetfeld der Spule magnetisiert wird.
Bei einer weiteren als vorteilhaft angesehenen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verstelleinrichtung einen federbelasteten Anker aufweist, der

- bei unbestromter Spule eine Ausgangsstellung einnimmt, in der er die Sperrklinke in ihrer Sperrstellung hält,
- bei einem Spulenstrom mit der ersten Stromhöhe eine - bezogen auf die Sperrklinke - Freigabestellung, in der die Sperrklinke in ihrer Freigabestellung gehalten wird, einnimmt und von der Spule mit einem Magnetfluss erster Flussdichte beaufschlagt wird, und
- bei einem Spulenstrom mit der zweiten Stromhöhe ebenfalls die - bezogen auf die Sperrklinke - Freigabestellung einnimmt und von der Spule mit einem Magnetfluss zweiter Flussdichte, die größer als die erste Flussdichte ist, beaufschlagt wird.

Bei der letztgenannten Variante ist es vorteilhaft, wenn der Anker bei einem Magnetfluss erster Flussdichte die Halteklinke in ihrer Freigabestellung belässt und bei einem Magnetfluss zweiter Flussdichte die Halteklinke in ihrer Haltestellung hält.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Anordnung mit einem Fahrzeugsitz und einem Gurtaufroller. Erfindungsgemäß ist diesbezüglich vorgesehen, dass der Gurtaufroller wie oben beschrieben ausgestaltet ist und in dem Fahrzeugsitz integriert ist.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit einer Gurtspule zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts, einem Antrieb, der die Gurtspule zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes antreiben kann, und einer Sperrklinke, die in einer Sperrstellung die Gurtspule sperrt und dabei zum Halten einer im Falle eines Unfalls auftretenden Gurtbandauszugskraft geeignet ist und in einer Freigabestellung die Gurtspule ungesperrt lässt, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtaufroller eine Halteklinke aufweist, die in einer Haltestellung ebenfalls zum Sperren der Gurtspule geeignet ist und in einer Freigabestellung die Gurtspule ungesperrt lässt, und der Gurtaufroller eine Verstelleinrichtung umfasst, die zumindest eine erste und eine zweite Spule, die im bestromten Zustand auf einen gemeinsamen Anker einwirken, aufweist.
Bezüglich der Vorteile des letztgenannten Gurtaufrollers, der zumindest zwei Spulen aufweist, gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem eingangs beschriebenen Gurtaufroller, der mit einer einzigen Spule auskommt oder zumindest auskommen kann und stromhöhengesteuert ist, im Wesentlichen entsprechend.
Die Verstelleinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie im unbestromten Zustand der zwei Spulen die Sperrklinke in ihrer Sperrstellung und die Halteklinke in ihrer Freigabestellung hält, im bestromten Zustand der ersten Spule bei unbestromter zweiter Spule die erste Spule den Anker in ihren Spulenbereich zieht und die Sperrklinke dadurch in ihre Freigabestellung bewegt und dort hält, wobei die Halteklinke in ihrer Freigabestellung verbleibt oder in diese bewegt wird, und im bestromten Zustand der zweiten Spule bei unbestromter erster Spule die zweite Spule den Anker in ihren Spulenbereich zieht und die Halteklinke in ihre Haltestellung bewegt und dort hält, wobei die Sperrklinke in ihrer Sperrstellung verbleibt oder in diese bewegt wird.
Die Verstelleinrichtung umfasst vorzugsweise eine Feder, die sowohl auf die Halteklinke als auch auf die Sperrklinke einwirkt.
Ein erster Federabschnitt, insbesondere ein erstes Federende der Feder, ist vorzugsweise mit der Sperrklinke verbunden, und ein zweiter Federabschnitt, insbesondere ein zweites Federende der Feder, ist vorzugsweise mit der Halteklinke verbunden.
Die erste und zweite Spule sind vorzugsweise koaxial angeordnet.
Der Anker ist vorzugsweise zwischen den beiden Spulen axial verschieblich und kann bei Stromfluss in der ersten Spule in den Bereich der ersten Spule und bei Stromfluss in der zweiten Spule in den Bereich der zweiten Spule verschoben werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

1-3 Bestandteile eines ersten Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller,
4-6 Bestandteile eines zweiten Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller,
7-9 Bestandteile eines dritten Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller und
10 in dreidimensionaler Darstellung Komponenten für die Anordnung gemäß den 7 bis 9.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die 1 zeigt Bestandteile eines ersten Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller 1.
Der Gurtaufroller 1 umfasst eine Sperrklinke 10, die um eine Drehachse 11 schwenkbar ist. An einem Sperrklinkenende der Sperrklinke 10 ist ein Permanentmagnet 12 angebracht. Die Sperrklinke 10 kann von einer Verstelleinrichtung 20 verstellt werden, und zwar in eine Freigabestellung und in eine Sperrstellung. Die 1 zeigt die Sperrstellung der Sperrklinke 10.
Der Permanentmagnet 12 der Sperrklinke 10 weist zwei Magnetpole auf, von denen einer - bezogen auf eine Spule 21 der Verstelleinrichtung 20 - spulennah angeordnet ist und mit dem Bezugszeichen N gekennzeichnet ist, und einen spulenfernen Magnetpol, der in der 1 mit dem Bezugszeichen S gekennzeichnet ist.
Die 1 zeigt die Spule 21 der Verstelleinrichtung 20 im stromfreien bzw. unbestromten Zustand, bei der die Spule 21 also selbst kein eigenes Magnetfeld erzeugt. Die in der 1 gezeigte Sperrstellung der Sperrklinke 10 wird durch den Permanentmagneten 12 eingestellt, dessen Magnetfeld dafür sorgt, dass sich die Sperrklinke 10 um die Drehachse 11 in Richtung auf ein im Bereich der Spule 21 befindliches magnetisierbares Bezugselement, beispielsweise in Form eines weichmagnetischen Gehäuses 23 der Verstelleinrichtung 20, hinbewegt. Im stromfreien Zustand bewirkt also der Permanentmagnet 12 der Sperrklinke 10, dass die Sperrklinke 10 selbsttätig bzw. automatisch in ihre Sperrstellung geschwenkt wird.
Die Spule 21 steht mit einer Steuereinrichtung 30 in Verbindung, die zur Ansteuerung der Verstelleinrichtung 20 bzw. zum Verstellen der Sperrklinke 10 einen Spulenstrom I in die Spule 21 einspeisen kann. Die Ansteuerung der Spule 21 durch die Steuereinrichtung 30 erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von zumindest einem Sensormesswert M, der von einem mit der Steuereinrichtung 30 in Verbindung stehenden Fahrzeugsensor 40 erzeugt und zur Steuereinrichtung 30 übermittelt wird. Bei dem Fahrzeugsensor 40 handelt es sich vorzugsweise um einen elektrischen Fahrzeugsensor, der Fahrzeugbeschleunigungen messen kann. Im Falle einer Fahrzeugbeschleunigung über ein vorgegebenes Maß hinaus, wie sie typischer Weise bei einer Umfall- oder Gefahrensituation auftritt, schaltet die Steuereinrichtung 30 die Sperrklinke 10 in die Sperrstellung, indem sie den Spulenstrom I abschaltet.
Die 1 zeigt darüber hinaus eine Gurtspule 50 des Gurtaufrollers 1, die zum Aufwickeln und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes 60 dient. Ein Antrieb 70 des Gurtaufrollers 1 kann die Gurtspule 50 zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes 60 antreiben und eine vorgegebene Zugspannung bzw. Gurtbandeinzugskraft auf den Sicherheitsgurt 60 einstellen.
Der Gurtaufroller 1 umfasst darüber hinaus eine Halteklinke 80, die um eine Drehachse 81 schwenkbar ist. Ein Klinkenende der Halteklinke 80 steht mit einer Halteklinkenfeder 22 der Verstelleinrichtung 20 in Verbindung. Die Halteklinkenfeder 22 erzeugt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 eine Federkraft entlang der in der 1 mit dem Bezugszeichen Fh gekennzeichneten Richtung. Bei der Halteklinkenfeder 22 kann es sich beispielsweise um eine Zugfeder handeln.
Die Halteklinke 80 kann eine Freigabestellung, wie sie in der 1 gezeigt ist, oder eine Haltestellung einnehmen. Das Verstellen der Halteklinke 80 erfolgt durch die Verstelleinrichtung 20, die auch das Verstellen der Sperrklinke 10 vornehmen kann. Die Halteklinke 80 dient dazu, in einer Haltestellung die Gurtspule 50 zu sperren und in der in der 1 gezeigten Freigabestellung die Gurtspule 50 ungesperrt zu lassen.
Die Sperrklinke 10 ist bei dem Gurtaufroller 1 mechanisch dazu ausgelegt, in ihrer Sperrstellung die im Falle eines Unfalls auftretenden Gurtbandauszugskräfte halten zu können. Die Halteklinke 80 dient im Unterschied dazu, mit dem Antrieb 70 zusammenzuwirken. Wird im Normalbetrieb durch den Antrieb 70 eine vorgegebene Gurtrückhaltekraft bzw. Gurtspannung auf den Sicherheitsgurt 60 eingestellt, so kann die Halteklinke 80 in ihrer Haltestellung die Gurtspule 50 verriegeln, sodass die von dem Antrieb 70 zuvor eingebrachte Gurtbandeinzugskraft aufrechterhalten bleibt; der Antrieb 70 kann somit nach dem Erreichen der Haltestellung durch die Halteklinke 80 abgeschaltet werden. Mit anderen Worten dient die Halteklinke 80 also während des Normalbetriebs im unfallfreien Fall zum Halten einer gewissen Gurtspannung, wohingegen die Sperrklinke 10 für einen Einsatz im Falle eines Unfalls ausgelegt ist und die im Falle eines Unfalls auftretenden Gurtbandauszugskräfte aufnehmen kann.
Die Halteklinke 80 besteht ganz oder zumindest abschnittsweise aus einem magnetisierbaren (z. B. eisenhaltigen) Material, sodass bei einem von der Spule 21 erzeugten, ausreichend großen Magnetfeld die Halteklinke in Richtung Spule 21 schwenken wird. Im stromfreien Zustand, wie in der 1 gezeigt, wird die Halteklinke 80 von der Federkraft Fh in ihre Freigabestellung geschwenkt.
Die 2 zeigt die Sperrklinke 10, die Verstelleinrichtung 20 und die Halteklinke 80 im bestromten Zustand der Spule 21 mit einer ersten, kleinen Stromhöhe II. Aufgrund der in der 2 gezeigten Stromrichtung des Stromes I kommt es zu einer Ausbildung eines Spulenmagnetfeldes, bei dem ein sperrklinkennaher Magnetpol, der mit dem Bezugszeichen N in 2 gekennzeichnet ist, gleichnamig zu dem spulennahen Magnetpol N des Permanentmagneten 12 ist. Die Gleichnamigkeit der einander gegenüberliegenden Pole N führt zu einer Abstoßkraft Fm, durch die die Sperrklinke 10 verschwenkt und von ihrer in der 1 dargestellten Sperrstellung in die in der 2 dargestellte Freigabestellung gedreht wird. Das Verschwenken der Sperrklinke 10 basiert also auf einer Abstoßung des Permanentmagneten 12 durch die Ausrichtung des von der Spule 21 erzeugten Magnetfeldes.
Es ist ersichtlich, dass die in der 2 erzielte Abstoßung des Permanentmagneten 12 nur bei der entsprechenden Stromrichtung, wie sie in der 2 gezeigt ist, eintritt; bei einer entgegengesetzten Stromrichtung bzw. inverser Stromrichtung würde kein Abstoßungseffekt eintreten, stattdessen würde der Permanentmagnet 12 von der Spule 21 angezogen werden und die Sperrklinke in ihrer Sperrstellung verbleiben.
Die 2 lässt darüber hinaus erkennen, dass bei der ersten Stromhöhe I1 das von der Spule 21 erzeugte Magnetfeld noch nicht ausreichend groß ist, die Halteklinke 80 entgegen der Federkraft Fh der Halteklinkenfeder 22 zu verschwenken. Die Halteklinke 80 verbleibt also noch in der Freigabestellung, wie sie auch im stromlosen Zustand vorliegt.
Die 3 zeigt die Sperrklinke 10, die Verstelleinrichtung 20 und die Halteklinke 80 gemäß den 1 und 2 bei einer Bestromung mit einer zweiten, großen Stromhöhe 12, die größer als die erste Stromhöhe I1 gemäß 2 ist. Es lässt sich erkennen, dass es bei der Abstoßung des Permanentmagneten 12 durch die Spule 21 bleibt, wie dies im Zusammenhang mit der 2 oben bereits erläutert worden ist.
Darüber hinaus lässt sich in der 3 erkennen, dass aufgrund der größeren Stromhöhe des Spulenstromes I das von der Spule 21 erzeugte Magnetfeld nun ausreichend groß ist, die Halteklinke 80 entgegen der Federkraft Fh der Halteklinkenfeder 22 zu verschwenken und von der in den 1 und 2 dargestellten Freigabestellung in ihre Haltestellung zu bewegen. In der Haltestellung der Halteklinke 80 wirkt diese mit der Gurtspule 50 gemäß 1 zusammen und sperrt einen Gurtbandauszug.
Die in der 1 gezeigten weiteren Komponente des Gurtaufrollers 1, nämlich die Steuereinrichtung 30, der Fahrzeugsensor 40, die Gurtspule 50, der Sicherheitsgurt 60 und der Antrieb 70 sind aus Gründen der Übersicht in den 2 und 3 nicht nochmals gezeigt.
Die 4 bis 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Sperrklinke 10, eine Verstelleinrichtung 20 und eine Halteklinke 80, die bei dem Gurtaufroller 1 gemäß 1 anstelle der dort gezeigten Sperrklinke 10, Verstelleinrichtung 20 und Halteklinke 80 eingesetzt werden können.
Die 4 zeigt einen durch eine Rückstellfeder 24 mit einer Rückstellkraft beaufschlagten Anker 25, der im unbestromten Zustand der Spule 21 von der Rückstellfeder 24 in die in der 4 gezeigte Position bewegt wird, bei der die Sperrklinke 10 ihre Sperrstellung und die Halteklinke 80 ihre Freigabestellung einnimmt.
Die Sperrklinke 10 wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 von einer Sperrklinkenfeder 13 mit einer Federkraft Fs in Richtung des Ankers 25 geschwenkt und auf diesen aufgedrückt.
Die Position der Halteklinke 80 ergibt sich durch die Halteklinkenfeder 22, die die Halteklinke 80 in die gezeigte Position schwenkt.
Die 5 zeigt die Anordnung gemäß 4 bei einem Spulenstrom I mit der ersten Stromhöhe II. Es lässt sich erkennen, dass durch den Spulenstrom I der Anker 25 entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfeder 24 in den Bereich der Spule 21 gezogen wird, wodurch die Sperrklinkenfeder 13 verschwenkt und von ihrer Sperrstellung in ihre Freigabestellung gebracht wird.
Die Halteklinke 80 bleibt in ihrer Freigabestellung, da das von der Spule 21 bei der ersten Stromhöhe I1 erzeugte Magnetfeld noch nicht ausreicht, die teilweise oder vollständig aus magnetisierbarem (z. B. eisenhaltigem) Material bestehende Halteklinke 80 entgegen der Federkraft der Halteklinkenfeder 22 von der Freigabestellung in die Haltestellung zu verschwenken.
Die 6 zeigt die Anordnung gemäß den 4 und 5 bei einem Spulenstrom I mit einer zweiten Stromhöhe 12, die größer als die erste Stromhöhe I1 gemäß 5 ist. Es lässt sich erkennen, dass das von der Spule 21 erzeugte Magnetfeld nun so groß ist, dass die Halteklinke 80 entgegen der Federkraft der Halteklinke 22 verschwenkt und dadurch von ihrer Freigabestellung gemäß den 4 und 5 in ihre Haltestellung gebracht wird.
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den in der 1 dargestellten weiteren Komponenten, die in den 4 bis 6 nicht nochmals dargestellt sind, also der Steuereinrichtung 30, dem Fahrzeugsensor 40, der Gurtspule 50, dem Sicherheitsgurt 60 und dem Antrieb 70 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 4 bis 6 entsprechend.
Die 7 bis 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Sperrklinke 10, eine Verstelleinrichtung 20 und eine Halteklinke 80, die bei dem Gurtaufroller 1 gemäß 1 anstelle der dort gezeigten Sperrklinke 10, Verstelleinrichtung 20 und Halteklinke 80 eingesetzt werden können.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 7 bis 9 weist die Verstelleinrichtung 20 eine erste Spule 21a und eine zweite Spule 21b auf, die koaxial zueinander angeordnet sind und es einem magnetisierbaren (z. B. eisenhaltigen) Anker 25 erlauben, in axialer Richtung entlang der Pfeilrichtung X in den Bereich der ersten Spule 21a oder in den Bereich der zweiten Spule 21b verschoben zu werden.
Die Verstelleinrichtung 20 weist darüber hinaus eine Rückstellfeder 24 auf, die sowohl mit einer Sperrklinke 10 als auch mit einer Halteklinke 80 gekoppelt ist und im unbestromten Zustand der beiden Spulen 21a und 21b dafür sorgt, dass die Sperrklinke 10 ihre Sperrstellung und die Halteklinke 80 ihre Freigabestellung einnimmt. Durch die Federkraft der Rückstellfeder 24 wird der Anker 25 in den Mittenbereich zwischen den beiden Spulen 21a und 21b geschoben, wie die 7 zeigt.
Die 8 zeigt die Anordnung gemäß 7 bei einer Bestromung der ersten Spule 21a. Es lässt sich erkennen, dass der Anker 25 in den Bereich der ersten Spule 21a verschoben wird, wodurch die Sperrklinke 10 verschwenkt und von ihrer Sperrstellung in die Freigabestellung gebracht wird. Die Stellung der Halteklinke 80 bleibt unverändert, sie nimmt weiterhin ihre Freigabestellung ein.
Die 9 zeigt die Anordnung gemäß den 7 und 8 im Falle einer Bestromung der zweiten Spule 21b. Es lässt sich erkennen, dass der Anker 25 nun in den Bereich der zweiten Spule 21b eintaucht und dadurch die Halteklinke 80 verschwenkt, sodass diese von ihrer Freigabestellung in ihre Haltestellung überführt wird. Die Sperrklinke 10 wird durch das Verschieben des Ankers 25 nun ebenfalls wieder verstellt, und zwar von ihrer Freigabestellung gemäß 8 in ihre Sperrstellung, wie sie sie auch im stromfreien Zustand gemäß 7 einnimmt.
Die 10 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung schräg von der Seite Komponenten, die zur Realisierung der Anordnung gemäß den 7 bis 9 eingesetzt werden können. Man erkennt einen Spulenträger 200, der zur Aufnahme der ersten Spule 21a gemäß den 7 bis 9 geeignet ist. Ein zweiter Spulenträger 210 dient zur Aufnahme der in den 7 bis 9 gezeigten zweiten Spule 21b. Der Anker 25 gemäß den 7 bis 9 wird durch einen Stößel 220 gebildet, der in axialer Richtung entlang der Pfeilrichtung X sowohl in den Spulenträger 200 als auch in den Spulenträger 210 eintauchen kann.
Eine äußere Hülse 230 dient zur äußeren Abschirmung des Stößels 220 und der beiden Spulenträger 200 und 210. Endseitig kann die Anordnung durch zwei Deckel 240 abgeschlossen werden, wie in der 10 gezeigt ist.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Gurtaufroller
10: Sperrklinke
11: Drehachse
12: Permanentmagnet
13: Sperrklinkenfeder
20: Verstelleinrichtung
21: Spule
21a: erste Spule
21b: zweite Spule
22: Halteklinkenfeder
23: Gehäuse / magnetisierbares Bezugselement
24: Rückstellfeder
25: Anker
30: Steuereinrichtung
40: Fahrzeugsensor
50: Gurtspule
60: Sicherheitsgurt
70: Antrieb
80: Halteklinke
81: Drehachse
200: Spulenträger
210: Spulenträger
220: Stößel
230: äußere Hülse
240: Deckel
Fh: Federkraft
Fm: Abstoßkraft
Fs: Federkraft
I: Spulenstrom
I1: Stromhöhe
12: Stromhöhe
M: Sensormesswert
N: Magnetpol
S: Magnetpol
X: Pfeilrichtung

Claims

Gurtaufroller (1) für einen Sicherheitsgurt mit - einer Gurtspule (50) zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts (60), - einem Antrieb (70), der die Gurtspule (50) zum Aufwickeln des Sicherheitsgurts (60) antreiben kann, und - einer Sperrklinke (10), die in einer Sperrstellung die Gurtspule (50) sperrt und dabei zum Halten einer im Falle eines Unfalls auftretenden Gurtbandauszugskraft geeignet ist und in einer Freigabestellung die Gurtspule (50) ungesperrt lässt, dadurch gekennzeichnet, dass - der Gurtaufroller (1) eine Halteklinke (80) aufweist, die in einer Haltestellung ebenfalls zum Sperren der Gurtspule (50) geeignet ist und in einer Freigabestellung die Gurtspule (50) ungesperrt lässt, und - der Gurtaufroller (1) eine eine Spule (21) aufweisende Verstelleinrichtung (20) aufweist, die - im unbestromten Zustand der genannten Spule (21) die Sperrklinke (10) in ihrer Sperrstellung hält, - im bestromten Zustand der genannten Spule (21) mit einer ersten Stromhöhe (I1) sowohl die Sperrklinke (10) als auch die Halteklinke (80) in ihrer jeweiligen Freigabestellung hält und - im bestromten Zustand der genannten Spule (21) mit einer zweiten Stromhöhe (12), die sich von der ersten Stromhöhe (I1) unterscheidet, die Sperrklinke (10) in ihrer Freigabestellung und die Halteklinke (80) in ihrer Haltestellung hält.
Gurtaufroller (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stromhöhe (12) größer als die erste Stromhöhe (I1) ist.
Gurtaufroller (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Halteklinke (80) mit einer Halteverzahnung und die Sperrklinke (10) mit einer Sperrverzahnung zusammenwirkt, - wobei die Halteverzahnung mehr Sperrzähne oder eine höhere Sperrzahndichte als die Sperrverzahnung aufweist.
Gurtaufroller (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtaufroller (1) eine Steuereinrichtung (30) aufweist, die die Spule (21) in Abhängigkeit von zumindest einem Sensormesswert (M) eines Fahrzeugsensors (40) bestromt.
Gurtaufroller (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugsensor (40) ein elektrischer Fahrzeugsensor ist.
Gurtaufroller (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Sperrklinke (10) einen Permanentmagneten (12) oder einen dauerhaft magnetisierten Abschnitt aufweist oder aus einem Permanentmagneten (12) oder einem dauerhaft magnetisierten Material besteht, der bzw. das die Sperrklinke (10) in Richtung auf ein im Bereich der Spule (21) befindliches magnetisierbares Bezugselement (23) zieht, und - das von der Spule (21) im bestromten Zustand, und zwar sowohl bei der ersten als auch der zweiten Stromhöhe (11, 12), erzeugte Magnetfeld die Sperrklinke (10) von dem Bezugselement (23) wegdrückt und in der Freigabestellung hält.
Gurtaufroller (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Sperrklinke (10) mit einer Sperrklinkenfeder (13) zusammenwirkt, die eine Federkraft (Fs) auf die Sperrklinke (10) in Richtung Sperrstellung ausübt und im unbestromten Zustand der Spule (21) die Sperrklinke (10) in der Sperrstellung hält, und - das von der Spule (21) im bestromten Zustand, und zwar sowohl bei der ersten als auch der zweiten Stromhöhe (11, 12), erzeugte Magnetfeld die Sperrklinke (10) entgegen der Federkraft (Fs) der Feder in der Freigabestellung hält.
Gurtaufroller (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklinke (80) mit einer Halteklinkenfeder (22) zusammenwirkt, die eine Federkraft (Fh) auf die Halteklinke (80) in Richtung Freigabestellung ausübt und diese im unbestromten Zustand der Spule (21) in der Freigabestellung hält.
Gurtaufroller (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Spule (21) im bestromten Zustand bei der zweiten Stromhöhe (12) erzeugte Magnetfeld die Halteklinke (80) entgegen der Federkraft (Fh) der Halteklinkenfeder (22) in der Haltestellung hält.
Gurtaufroller (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteklinke (80) aus einem weichmagnetischen Material besteht oder einen Abschnitt aus weichmagnetischem Material aufweist, das von dem Magnetfeld der Spule (21) magnetisiert wird.
Gurtaufroller (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (20) einen federbelasteten Anker (25) aufweist, - wobei der Anker (25) bei unbestromter Spule (21) eine Ausgangsstellung einnimmt, in der er die Sperrklinke (10) in ihrer Sperrstellung hält, - wobei der Anker (25) bei einem Spulenstrom (I) mit der ersten Stromhöhe (I1) eine - bezogen auf die Sperrklinke (10) - Freigabestellung, in der die Sperrklinke (10) in ihrer Freigabestellung gehalten wird, einnimmt und von der Spule (21) mit einem Magnetfluss erster Flussdichte beaufschlagt wird, und - wobei der Anker (25) bei einem Spulenstrom (I) mit der zweiten Stromhöhe (12) ebenfalls die - bezogen auf die Sperrklinke (10) - Freigabestellung einnimmt und von der Spule (21) mit einem Magnetfluss zweiter Flussdichte, die größer als die erste Flussdichte ist, beaufschlagt wird.
Gurtaufroller (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (25) bei einem Magnetfluss erster Flussdichte die Halteklinke (80) in ihrer Freigabestellung belässt und bei einem Magnetfluss zweiter Flussdichte die Halteklinke (80) in ihrer Haltestellung hält.
Anordnung mit einem Fahrzeugsitz und einem Gurtaufroller (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtaufroller (1) ein Gurtaufroller (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche und in dem Fahrzeugsitz integriert ist.
Gurtaufroller (1) für einen Sicherheitsgurt (60) mit - einer Gurtspule (50) zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts (60), - einem Antrieb (70), der die Gurtspule (50) zum Aufwickeln des Sicherheitsgurts (60) antreiben kann, und - einer Sperrklinke (10), die in einer Sperrstellung die Gurtspule (50) sperrt und dabei zum Halten einer im Falle eines Unfalls auftretenden Gurtbandauszugskraft geeignet ist und in einer Freigabestellung die Gurtspule (50) ungesperrt lässt, dadurch gekennzeichnet, dass - der Gurtaufroller (1) eine Halteklinke (80) aufweist, die in einer Haltestellung ebenfalls zum Sperren der Gurtspule (50) geeignet ist und in einer Freigabestellung die Gurtspule (50) ungesperrt lässt, und - der Gurtaufroller (1) eine Verstelleinrichtung (20) umfasst, die zumindest eine erste und eine zweite Spule (21a, 21b), die im bestromten Zustand auf einen gemeinsamen Anker (25) einwirken, aufweist.
Gurtaufroller (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass sie - im unbestromten Zustand der zwei Spulen (21a, 21b) die Sperrklinke (10) in ihrer Sperrstellung und die Halteklinke (80) in ihrer Freigabestellung hält, - im bestromten Zustand der ersten Spule (21a) bei unbestromter zweiter Spule (21b) die erste Spule (21a) den Anker (25) in ihren Spulenbereich zieht und die Sperrklinke (10) dadurch in ihre Freigabestellung bewegt und dort hält, wobei die Halteklinke (80) in ihrer Freigabestellung verbleibt oder in diese bewegt wird, und - im bestromten Zustand der zweiten Spule (21b) bei unbestromter erster Spule (21a) die zweite Spule (21b) den Anker (25) in ihren Spulenbereich zieht und die Halteklinke (80) in ihre Haltestellung bewegt und dort hält, wobei die Sperrklinke (10) in ihrer Sperrstellung verbleibt oder in diese bewegt wird.