DE102020211453A1

DE102020211453A1 - Gurtaufroller

Info

Publication number: DE102020211453A1
Application number: DE102020211453.6A
Authority: DE
Inventors: Felix Hoffmann; Stefan Lambrecht; Ulf Hoeppe; Robert Hofer; Tim Miller
Original assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Current assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2020-09-11
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2040-09-12
Also published as: DE102020211453B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroller (10) für einen Sicherheitsgurt (30) mit einer Gurtspule (20) zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts (30). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Gurtaufroller (10) eine erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) aufweist, die im aktiven Betrieb für einen Gurtbandauszug eine erste Gurtbandauszugskraft (F1(t)) verlangt, und der Gurtaufroller (10) eine zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (2000) aufweist, die im aktiven Betrieb für einen Gurtbandauszug eine zweite Gurtbandauszugskraft (F2) verlangt, wobei die erste und zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000, 2000) zeitgleich aktiv sein können und bei zeitgleichem aktivem Betrieb gemeinsam für einen Gurtbandauszug eine Gurtbandauszugskraft verlangen, die der Summe (F1(t)+F2) aus der ersten und zweiten Gurtbandauszugskraft entspricht, wobei die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) zumindest eine Rutschkupplungseinrichtung (100) umfasst, die im aktiven Betrieb der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) eine Gurtkraftbegrenzung durch ein Vorbeirutschen eines Federelements (110) der Rutschkupplungseinrichtung (100) an einer Kontur (83) eines im aktiven Betrieb in seiner Rotation in Gurtbandauszugsrichtung gesperrten Trägerelements (80) der Rutschkupplungseinrichtung (100) ermöglicht, und wobei im deaktivierten Zustand der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) eine Rotation des Trägerelements (80) freigegeben ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroller mit einer Gurtspule zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes.
Ein Gurtaufroller mit einem Sensor zum Erkennen abrupter Geschwindigkeitsänderungen ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 039 215 A1 bekannt.
Ein Gurtaufroller mit zwei Torsionsstäben und den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist in der internationalen Patentanmeldung WO 2015/028014 A1 beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller anzugeben, der einen besonders kompakten Aufbau erlaubt und außerdem ein Umschalten der Gurtrückhaltekraft während eines Gurtkraftbegrenzungsbetriebs ermöglicht.
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 erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung aufweist, die im aktiven Betrieb für einen Gurtbandauszug eine erste Gurtbandauszugskraft verlangt, und der Gurtaufroller eine zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung aufweist, die im aktiven Betrieb für einen Gurtbandauszug eine zweite Gurtbandauszugskraft verlangt, wobei die erste und zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung zeitgleich aktiv sein können und bei zeitgleichem aktivem Betrieb gemeinsam für einen Gurtbandauszug eine Gurtbandauszugskraft verlangen, die der Summe aus der ersten und zweiten Gurtbandauszugskraft entspricht, wobei die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung zumindest eine Rutschkupplungseinrichtung umfasst, die im aktiven Betrieb der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung eine Gurtkraftbegrenzung durch ein Vorbeirutschen eines Federelements der Rutschkupplungseinrichtung an einer Kontur eines im aktiven Betrieb in seiner Rotation in Gurtbandauszugsrichtung gesperrten Trägerelements der Rutschkupplungseinrichtung ermöglicht, und wobei im deaktivierten Zustand der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung eine Rotation des Trägerelements freigegeben ist.
Die Benennung „erste“ und „zweite“ Gurtkraftbegrenzungseinrichtung dient lediglich zur sprachlichen Unterscheidung der Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen und legt insbesondere keine zeitliche Abfolge hinsichtlich ihrer zeitlichen Aktivierung fest: So kann die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung zeitlich vor der zweiten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung aktiviert werden und/oder Gurtkraftbegrenzung bewirken oder umgekehrt die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung vor der ersten; auch können beide Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen gleichzeitig aktiviert werden und/oder gleichzeitig Gurtkraftbegrenzung bewirken.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers ist darin zu sehen, dass die erfindungsgemäß als Rutschkupplung ausgestaltete oder mit Rutschkupplung ausgestattete erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung einen besonders kompakten Aufbau des Gurtaufrollers ermöglicht, da Rutschkupplungen in axialer Richtung wenig Bauraum benötigen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers ist darin zu sehen, dass sich die Rutschkupplung in einfacher Weise koaxial zu der zweiten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung, die beispielsweise einen Torsionsstab umfassen oder durch einen solchen gebildet sein kann, anordnen lässt; dies ermöglicht einen besonders platzsparenden Aufbau, der beispielsweise deutlich weniger Bauraum benötigt als eine parallele Anordnung zweier Torsionsstäbe (siehe beispielsweise die eingangs genannte Druckschrift WO 2015/028014 A1 ).
Vorteilhaft ist es, wenn die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung eine reversibel arbeitende, elektrisch aktivierbare Blockiereinrichtung aufweist, die die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung reversibel von dem aktiven Betrieb in den deaktivierten Zustand und umgekehrt schalten kann, im aktiven Betrieb eine Rotation des Trägerelements in Gurtbandauszugsrichtung unterbindet und im deaktivierten Zustand die Rotation des Trägerelements unbeeinflusst lässt.
Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung eine Abschalteinrichtung aufweist, die die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung irreversibel abschalten kann, indem sie ein Blockierelement, das die Rotation des Trägerelements blockieren kann, irreversibel von dem Trägerelement trennt.
Die Abschalteinrichtung ist mit Blick auf schnelle Deaktivierungszeiten vorzugsweise eine pyrotechnische Abschalteinrichtung.
Auch kann - alternativ oder zusätzlich - in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass im Bereich eines ersten axialen Endes der Gurtspule eine Sperrbasis angeordnet ist, die mit der Gurtspule über die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung verbunden ist, wobei die Sperrbasis eine Sperrklinke aufweist, die im ausgefahrenen Zustand die Sperrbasis mit einer rahmenfesten Sperrverzahnung des Gurtaufrollers koppelt und eine Rotation der Sperrbasis blockiert und im eingefahrenen Zustand ein Drehen der Sperrbasis ermöglicht.
Auch kann - alternativ oder zusätzlich - in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Rutschkupplungseinrichtung oder zumindest eine der Rutschkupplungen im Bereich des ersten axialen Endes der Gurtspule angeordnet ist, wobei das Federelement drehfest mit dem ersten axialen Ende der Gurtspule verbunden ist und bei Rotation der Gurtspule das Trägerelement mitdreht, wobei im Falle einer gesperrten Rotation des Trägerelements die Rotation der Gurtspule durch das Vorbeirutschen des Federelements an einer Kontur des Trägerelements ermöglicht wird.
Auch kann - alternativ oder zusätzlich - in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass ein stiftförmiges Aktivierungselement vorhanden ist, dessen Stiftlängsachse parallel zur Drehachse der Gurtspule ausgerichtet und zur Drehachse radial versetzt ist und mit der Sperrklinke verbunden oder gekoppelt ist und wobei das Aktivierungselement axial in eine Steuerkulisse des Trägerelements hineinragt und im Falle einer Relativdrehung zwischen dem Trägerelement und der Sperrbasis die Sperrklinke ausfährt.
Auch kann - alternativ oder zusätzlich - in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Rutschkupplungseinrichtung oder zumindest eine der Rutschkupplungen im Bereich eines zweiten axialen Endes der Gurtspule angeordnet ist.
Bei der letztgenannten Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn das Federelement der Rutschkupplungseinrichtung drehfest mit einem sperrbasisfernen Ende der Gurtspule verbunden ist und bei Rotation der Gurtspule und ungesperrter Rotation des Trägerelements das Federelement das Trägerelement mitdrehen kann, wobei im Falle einer gesperrten Rotation des Trägerelements die Rotation der Gurtspule durch das Vorbeirutschen des Federelements an einer Kontur des Trägerelements ermöglicht wird.
Auch kann - alternativ oder zusätzlich - in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der Gurtaufroller drei oder mehr Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen aufweist, von denen zumindest eine im Bereich eines ersten axialen Endes der Gurtspule angeordnet ist und/oder eine zweite im Bereich eines zweiten axialen Endes der Gurtspule angeordnet ist.
Die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung weist vorzugsweise zwei oder mehr Federelemente auf, die koaxial angeordnet sind.
Vorteilhaft ist es beispielsweise, wenn die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung zwei oder mehr Federelemente aufweist, die demselben Trägerelement zugeordnet sind und mit demselben Trägerelement zusammenarbeiten.
Die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung weist vorzugsweise zwei oder mehr Federelemente auf, denen jeweils ein eigenes Trägerelement zugeordnet ist und die mit jeweils ihrem eigenen Trägerelement zusammenarbeiten.
Die erste und zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung sind vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet. Besonders bevorzugt sind die erste und zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung sowohl koaxial zueinander als auch koaxial zur Gurtspule angeordnet.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung zeitlich vor der zweiten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung ausgelöst.
Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung wird die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung zeitlich vor der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung ausgelöst.
Bei einer wiederum anderen bevorzugten Ausgestaltung wird die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung zwar zeitlich vor der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung ausgelöst, jedoch trägt sie erst nach der Aktivierung der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung und nach Beginn des aktiven Gurtkraftbegrenzungsbetriebs der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung selbst zur Gurtkraftbegrenzung bei.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

1 ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Gurtaufroller, der mit zwei Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen ausgestattet ist,
2-11 Bestandteile des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 näher im Detail,
12 beispielhaft den Rückhaltekraftverlauf bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 11,
13 ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Gurtaufroller, der mit zwei Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen ausgestattet ist,
14 ein drittes Ausführungsbeispiel für einen Gurtaufroller, der mit zwei Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen ausgestattet ist,
15 beispielhaft den Rückhaltekraftverlauf bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 14, und
16 beispielhaft einen weiteren Rückhaltekraftverlauf, der bei den Gurtaufrollern gemäß den 1-11, 13 und 14 alternativ eingestellt werden kann.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die 1 zeigt in einem schematischen Querschnitt Bestandteile eines ersten Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller 10. Der Gurtaufroller 10 umfasst eine Gurtspule 20 zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes 30.
Der Gurtaufroller 10 weist außerdem eine erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000, die im aktiven Betrieb für einen Gurtbandauszug eine erste Gurtbandauszugskraft (siehe 12, Bezugszeichen F1(t)) verlangt, und eine zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000, die im aktiven Betrieb für einen Gurtbandauszug eine zweite Gurtbandauszugskraft (siehe 12, Bezugszeichen F2) verlangt, auf. Wie weiter unten noch im Detail beschrieben wird, können die erste und zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 und 2000 zeitgleich aktiv sein und bei zeitgleichem aktivem Betrieb gemeinsam für einen Gurtbandauszug eine Gurtbandauszugskraft verlangen, die der Summe F1(t)+F2 aus der ersten und zweiten Gurtbandauszugskraft entspricht.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Gurtspule 20 innen hohl und dort mit einem Torsionsstab 40 ausgestattet, der die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 bildet und dessen in der 1 rechtes, erstes Stabende 41 im Bereich eines in der 1 rechten axialen Endes 21 der Gurtspule 20 mit einem Verbindungsabschnitt 51 einer Sperrbasis 50 drehfest verbunden ist. Das in der 1 linke, zweite Stabende 42 des Torsionsstabs 40 ist drehfest mit dem in der 1 linken axialen Ende 22 der Gurtspule 20 verbunden.
Die Sperrbasis 50 weist eine verschwenkbare Sperrklinke 52 auf, die im ausgefahrenen Zustand die Sperrbasis 50 mit einer rahmenfesten Sperrverzahnung 61 im Gurtaufrollerrahmen 60 des Gurtaufrollers 10 koppelt und eine Rotation der Sperrbasis 50 blockiert; im eingefahrenen Zustand ermöglicht sie ein Drehen der Sperrbasis 50.
Mit der Sperrklinke 52 verbunden oder an dieser angeformt ist ein erstes stiftförmiges Aktivierungselement 70, dessen Stiftlängsachse parallel zur Drehachse D der Gurtspule 20 ausgerichtet ist und zur Drehachse D radial versetzt ist. Das erste Aktivierungselement 70 ragt axial mit einem Stiftende in eine Steuerkulisse eines Trägerelements 80 hinein, das in 2 näher gezeigt ist.
Das Trägerelement 80 bildet gemeinsam mit einem Federelement 110 (siehe 3) eine Rutschkupplungseinrichtung 100, die im Bereich des in der 1 rechten axialen Endes 21 der Gurtspule 20 angeordnet ist. Die Rutschkupplungseinrichtung 100 ermöglicht im aktiven Betrieb der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 eine Gurtkraftbegrenzung durch ein Vorbeirutschen des Federelements 110 an einer Kontur 83 in Form einer Innenverzahnung des im aktiven Betrieb in seiner Rotation in Gurtbandauszugsrichtung gesperrten Trägerelements 80. Ist die Rotation des Trägerelements 80 freigegeben bzw. unblockiert, so befindet sich die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 in ihrem deaktivierten Zustand.
Die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 weist außerdem eine reversibel arbeitende, elektrisch aktivierbare Blockiereinrichtung 90 auf, die die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 reversibel von dem aktiven Betrieb in den deaktivierten Zustand und umgekehrt schalten kann. Im aktiven Betrieb unterbindet die Blockiereinrichtung 90 eine Rotation des Trägerelements 80 in Gurtbandauszugsrichtung, sodass die Rutschkupplungseinrichtung 100 eine Gurtkraftbegrenzung bewirken kann; im deaktivierten Zustand lässt sie die Rotation des Trägerelements 80 unbeeinflusst, sodass die Rutschkupplungseinrichtung 100 unbelastet bleibt.
Die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 weist darüber hinaus eine vorzugsweise pyrotechnische Abschalteinrichtung 1001 auf, die die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 irreversibel abschalten kann, indem sie ein Blockierelement (z. B. in Form einer Blockierklinke 91) der Blockiereinrichtung 90, das die Rotation des Trägerelements 80 blockieren kann, irreversibel von dem Trägerelement 80 trennt (z. B. durch Verschieben entlang der Pfeilrichtung P).
Die 1 zeigt außerdem ein zweites stiftförmiges Aktivierungselement 71, das mit einem Gurtbandauszugssensor 200 zusammenwirkt. Von dem Gurtbandauszugssensor 200 sind in der 1 eine äußere Kappe 210 und ein schwenkbarer Trägheitskörper 220 erkennbar, der radial außen einen Blockierabschnitt 221 aufweist. Im Falle eines abrupten Gurtbandauszugs wird der schwenkbare Trägheitskörper 220 verschwenkt, und zwar derart, dass sein Blockierabschnitt 221 radial nach außen in eine Kappenverzahnung 211 der äußeren Kappe 210 des Gurtbandauszugssensors 200 einsteuert, wodurch eine weitere Rotation des schwenkbaren Trägheitskörpers 220 sowie damit eine weitere Rotation eines den schwenkbaren Trägheitskörper 220 tragenden Grundelements verhindert wird. Die äußere Kappe 210 bildet vorzugsweise ein Drehlager für die Sperrbasis 50.
Die 2 zeigt das Trägerelement 80 in einer dreidimensionalen Darstellung schräg von der Seite. Man erkennt eine ringförmige stiftseitige Verzahnung 81, die die Steuerkulisse für das Trägerelement 80 gemäß 1 bildet. In die ringförmige Verzahnung 81 greift das Stiftende des Aktivierungselements 70 axial ein.
Die 2 lässt darüber hinaus erkennen, dass die Zähne der stiftseitigen Verzahnung 81 asymmetrisch sind und jeweils eine flache Zahnflanke 81a und eine steile Zahnflanke 81b aufweisen. Im Falle einer Relativdrehung der Sperrbasis 50 relativ zu dem Trägerelement 80 in Gurtbandauszugsrichtung wird das Stiftende des Aktivierungselements 70 ausgehend von seiner Ausgangslage in einer der Kuhlen 81c zwischen benachbarten Zahnflanken 81a und 81b entlang der flachen Zahnflanke 81a angehoben und somit radial nach außen bewegt, wodurch es die Sperrklinke 52 in die rahmenfeste Sperrverzahnung 61 einsteuert. Wird die Sperrbasis 50 weitergedreht, so kann das Stiftende des Aktivierungselements 70 entlang der steilen Zahnflanke in seine nächste Ausgangsposition, also in die jeweils nächste Kuhle 81d zwischen benachbarten Zahnflanken 81a und 81b, zurückfallen.
Die 2 zeigt darüber hinaus eine blockiereinrichtungsseitige Außenverzahnung 82, die radial außen am Trägerelement 80 angeordnet ist. Die blockeinrichtungsseitige Außenverzahnung 82 wirkt mit einer in der 1 gezeigten Blockiereinrichtung 90 zusammen, die die Blockierklinke 91 umfasst. Im sperrenden Zustand der Blockiereinrichtung 90 greift die Blockierklinke 91 in die blockiereinrichtungsseitige Außenverzahnung 82 des Trägerelements 80 ein und blockiert somit eine Rotation des Trägerelements 80. Im freigebenden Zustand der Blockiereinrichtung 90 ist die Blockierklinke 91 von der Außenverzahnung 82 des Trägerelements 80 getrennt, sodass eine Rotation des Trägerelements 80 von der Blockiereinrichtung 90 unbeeinträchtigt bleibt.
Die 3 zeigt die Rutschkupplungseinrichtung 100 mit ihrem Trägerelement 80 und ihrem Federelement 110 in einer dreidimensionalen Darstellung schräg von der Seite. Man erkennt, dass das Federelement 110 Federarme bzw. armförmige Federenden 111 aufweist, die in eine Innenverzahnung 83 des Trägerelements 80 eingreifen. Darüber hinaus erkennt man eine Innenverzahnung 112 des Federelements 110, die das Federelement 110 drehfest mit dem Verbindungsabschnitt 51 der Sperrbasis 50 verbindet. Alternativ könnte die Innenverzahnung 112 des Federelements 110 auch im Bereich des ersten Stabendes 41 auf dem Torsionsstab 40 angebracht sein.
Beim Durchrutschen der armförmigen Federenden 111 des Federelements 110 erzeugen die Federenden 111 durch Reibung an der Innenverzahnung 83 des Trägerelements 80 eine durch die Federkraft der Federenden einstellbare Reibkraft, welche das Kraftniveau der ersten Gurtbandauszugskraft F1(t) (siehe 12) festlegt.
Die Innenverzahnung 83 des Trägerelements 80 besteht vorzugsweise aus abwechselnd steilen und flachen Flanken. Die flachen Flanken begrenzen Schwingungen im dynamischen Lastfall, indem ein schlagartiges Auftreffen der Federenden 111 auf die Innenverzahnung 83 vermieden wird. Die steilen Flanken und deren Flankenhöhe bestimmen zusammen mit der Federrate bzw. Anzahl der Federenden 111 die Gurtrückhaltekraft in Auszugsrichtung bzw. das resultierende maximale Kraftniveau F1max. Die maximale Flankenhöhe der Innenverzahnung 83 wird durch eine nicht zu überschreitende plastische Verformung der Federenden 111 - beispielsweise mit Blick auf eine Bruchgefahr - begrenzt.
Die Innenverzahnung 112 des Federelements 110 ist darüber hinaus auch in der 2 ersichtlich; die übrigen Abschnitte des Federelements 110 werden bei der Darstellung gemäß 2 von dem Trägerelement 80 verdeckt.
Die 4 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung schräg von der Seite im Zusammenhang mit den 1 bis 3 erläuterte Bestandteile des Gurtaufrollers 10 nach einer Montage näher im Detail. Man erkennt die Blockierklinke 91 der Blockiereinrichtung 90, die von einem Elektromagneten 92 der Blockiereinrichtung 90 verschwenkt werden kann. Die pyrotechnische Abschalteinrichtung 1001 ist in der 4 aus Gründen der Übersicht nicht näher dargestellt.
Mit Blick auf einen sogenannten „Fail-Safe“-Betrieb (sicherer Betrieb im Falle eines Ausfalls von Teilen) wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Blockiereinrichtung 90 eine in den Figuren nicht gezeigte Federeinrichtung aufweist, die im unbestromten Zustand des Elektromagneten 92 die Blockierklinke 91 in die Außenverzahnung 82 des Trägerelements 80 einsteuert.
Der Elektromagnet 92 dient dazu, im bestromten Zustand die Blockierklinke 91 der Blockiereinrichtung 90 von der Außenverzahnung 82 des Trägerelements 80 wegzubewegen. Mit anderen Worten wird die die Blockierklinke 91 automatisch in die Außenverzahnung 82 des Trägerelements 80 einsteuern, wenn der Elektromagnet 92 nicht mit einem Haltestrom bestromt wird.
Die 4 zeigt dabei den sperrenden Zustand der Blockiereinrichtung 90, bei dem die Blockierklinke 91 in die blockiereinrichtungsseitige Außenverzahnung 82 des Trägerelements 80 eingreift.
Die 4 lässt darüber hinaus die schwenkbar gelagerte Sperrklinke 52 der Sperrbasis 50 gut erkennen. Nur angedeutet, aber dennoch sichtbar, ist das Stiftende des ersten stiftförmigen Aktivierungselements 70, das in die ringförmige stiftseitige Verzahnung 81 des Trägerelements 80 eingreift.
Die 4 zeigt außerdem das zweite stiftförmige Aktivierungselement 71, das mit dem Gurtbandauszugssensor 200 gemäß 1 zusammenwirkt. Von dem Gurtbandauszugssensor 200 sind in der 4 nur der schwenkbare Trägheitskörper 220 und sein radial außen liegender Blockierabschnitt 221 näher dargestellt.
Die 5 zeigt die Bestandteile gemäß 4 nochmals aus einem anderen Blickwinkel. In der 5 lässt sich das erste Aktivierungselement 70 und dessen Eingriff in die ringförmige stiftseitige Verzahnung 81 des Trägerelements 80 besser erkennen. Im Übrigen gelten die Erläuterungen im Zusammenhang mit der 4 bei der Darstellung gemäß 5 entsprechend.
Die 6 zeigt Bestandteile des Gurtaufrollers 10 nochmals in einer anderen Darstellung. Bei der Darstellung gemäß 6 sind von dem Gurtbandauszugssensor 200 zusätzlich zu dem schwenkbaren Trägheitskörper 220 auch ein Grundelement 230 und eine darin ausgebildete Steuerkulisse 240 erkennbar. Das zweite stiftförmige Aktivierungselement 71 erstreckt sich durch die Steuerkulisse 240 und kann von dieser - im Falle eines ausgeschwenkten Trägheitskörpers 220 und einer Relativdrehung zwischen der Sperrbasis 50 und dem Grundelement 230 - radial verfahren werden, wodurch die Sperrklinke 52 in die rahmenfeste Sperrverzahnung 61 des Rahmens 60 gemäß 1 verschwenkt wird.
Die 7 zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung schräg von der Seite das Grundelement 230 des Gurtbandauszugssensors 200 sowie die darin ausgeformte Steuerkulisse 240, durch die das zweite stiftförmige Aktivierungselement 71 hindurchgesteckt ist. An einem Stiftende des zweiten stiftförmigen Aktivierungselements 71 ist eine Feder 250 des Gurtbandauszugssensors 200 angebracht, die das zweite Aktivierungselement 71 und damit die Sperrklinke 52 bzw. die Sperrbasis 50 mit dem Grundelement 230 koppelt.
Die Feder 250 bewirkt, dass - im Normalbetrieb ohne abrupten Gurtbandauszug - die Sperrbasis 50 das Grundelement 230 mitdrehen wird und keine wesentliche Relativdrehung zwischen dem Grundelement 230 und der Sperrbasis 50 auftritt. Nur im Falle eines abrupten Gurtbandauszugs wird der schwenkbare Trägheitskörper 220 trägheitsbedingt verschwenkt werden und in die Kappenverzahnung 211 der äußeren Kappe 210 einschwenken, wodurch das Grundelement 230 in seiner Rotation blockiert wird. Die weitere Drehung der Sperrbasis 50 bzw. der Sperrklinke 52 führt wiederum dazu, dass das zweite stiftförmige Aktivierungselement 71 innerhalb der Steuerkulisse 240 radial nach außen bewegt wird, wodurch es zu einem Verschwenken der Sperrklinke 52 in die rahmenfeste Sperrverzahnung 61 kommt.
Die 7 zeigt darüber hinaus auch nochmals das erste stiftförmige Aktivierungselement, das in die ringförmige stiftseitige Verzahnung 81 des Trägerelements 80 eingreift. Kommt es im Falle einer blockierten Rotation des Trägerelements 80 bei aktivierter Blockiereinrichtung 90 zu einer hohen Gurtbandauszugskraft, die ein Durchrutschen des Federelements 110 innerhalb der Innenverzahnung 83 des Trägerelements 80 bewirkt, so wird aufgrund der Relativdrehung der Sperrbasis 50 das erste stiftförmige Aktivierungselement 70 über die jeweils nächste flache Zahnflanke 81a der ringförmigen Verzahnung 81 ausgelenkt, wodurch es ebenfalls zu einem Verschwenken der Sperrklinke 52 und damit zu einem Blockieren der Sperrbasis 50 kommt.
Die 8 zeigt nochmal in einer anderen Darstellung näher im Detail Komponenten des Gurtbandauszugssensors 200 sowie das Stiftende des zweiten stiftförmigen Aktivierungselements 71, und zwar bei nicht abruptem Gurtbandauszug bzw. nicht aktivem Gurtbandauszugssensor.
Die 9 zeigt die in der 8 gezeigten Teile bei einem abrupten Gurtbandauszug, durch den der Blockierabschnitt 221 des Trägheitskörpers 220 radial nach außen geschwenkt worden ist und nachfolgend das zweite stiftförmige Aktivierungselement 71 entlang der Steuerkulisse 240 radial nach außen gedrückt worden ist.
Das erste und zweite stiftförmige Aktivierungselement 70 und 71 können an der Sperrklinke 52 einteilig angeformt oder an dieser befestigt sein, wie in der 10 beispielhaft gezeigt ist. Die 10 zeigt die Sperrklinke 52 mit ihrer Außenverzahnung 521 und einer Lagerbohrung 522, die eine schwenkbare Befestigung der Sperrklinke 52 an einem Grundkörper bzw. Sperrabschnitt 53 (siehe 1) der Sperrbasis 50 ermöglicht. Der Grundkörper bzw. Sperrabschnitt 53 wird vorzugsweise von der äußeren Kappe 210 drehbar gelagert gehalten.
Die Längachsen der beiden stiftförmigen Aktivierungselemente 70 und 71 können - entlang der Längsachse der Gurtspule 20 gesehen - fluchten oder radial versetzt zueinander (wie in 10) angeordnet sein.
Alternativ ist es vorteilhaft, wenn das erste und zweite stiftförmige Aktivierungselement 70 und 71 durch Bolzenenden 301 und 302 eines Durchgangsbolzens 300 gebildet sind, der durch ein Durchgangsloch 523 in der Sperrklinke 52 hindurchgeführt ist; eine solche Variante zeigt die 11.
Die Kraftbegrenzung durch die zwei Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen 1000 und 2000 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 11 wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die 12 beschrieben, die den Verlauf der Gurtrückhaltekraft F über der Zeit t darstellt:

Befindet sich die Blockiereinrichtung 90 in ihrem sperrenden Zustand, bei dem die Blockierklinke 91 in die blockiereinrichtungsseitige Außenverzahnung 82 des Trägerelements 80 eingreift, und wirkt - beispielsweise aufgrund eines Unfalls oder einer ungewöhnlichen Fahrsituation - auf den Sicherheitsgurt 30 eine Gurtbandauszugskraft mit einem für die Aktivierung der Rutschkupplungseinrichtung 100 ausreichend hohen Kraftniveau, also einem Kraftniveau von Flmax ein, so kommt es zu einem Vorbeirutschen des Federelements 110 an der Innenverzahnung 83 und zu einer Rotation der Gurtspule 20 und
der Sperrbasis 50 relativ zum Trägerelement 80 (siehe Zeitpunkt t1 in 12). In dieser ersten Phase ist bezüglich der Gurtkraftbegrenzung nur die Rutschkupplungseinrichtung 100, also die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 aktiv, die in dieser ersten Phase eine im zeitlichen Verlauf periodisch veränderliche erste Gurtbandauszugskraft F1(t) verlangt bzw. eine entsprechende Begrenzung der Gurtrückhaltekraft durchführt (siehe Zeitspanne zwischen dem Einschaltzeitpunkt t1 bzw. der Aktivierung der Rutschkupplungseinrichtung 100 und dem Einschaltzeitpunkt t2 der zweiten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000).

Durch die nachfolgend auftretende Relativdrehung zwischen der Sperrbasis 50 und dem Trägerelement 80 wird die Sperrklinke 52 ausgeschwenkt und die Sperrbasis 50 blockiert, wodurch nun auch der Torsionsstab 40 und die durch diesen gebildete zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 aktiv wird und zusätzlich eine zweite Gurtbandauszugskraft F2 verlangt bzw. eine entsprechende Begrenzung der Gurtrückhaltekraft durchführt (siehe Einschaltzeitpunkt t2 der zweiten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 in 12); es ergibt sich somit eine Rückhaltekraftsumme F1(t)+F2.
Zur Deaktivierung der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 kann die pyrotechnische Abschalteinrichtung 1001 ausgelöst werden (siehe Abschaltzeitpunkt t3 in 12), die nach dem Auslösen die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 irreversibel abschaltet, indem sie die Blockierklinke 91, die die Rotation des Trägerelements 80 blockiert, irreversibel von dem Trägerelement 80 trennt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 13 erfolgt das Trennen durch ein Verschieben der Blockierklinke 91 nach links; alternativ oder zusätzlich kann die Blockierklinke 91 in der 13 auch nach rechts oder nach unten bewegt werden. Nach dem Abschalten der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 fällt die Gurtrückhaltekraft F auf das Niveau der zweiten Gurtbandauszugskraft F2.
Die Ausgestaltung des ersten Aktivierungselement 100 und/oder die Ausgestaltung der Steuerkulisse des Trägerelements 80, in die das erste Aktivierungselement 70 hineinragt, sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sich nach dem irreversiblen Wegbewegen der Blockierklinke 91 das Trägerelement 80 frei drehen kann und die Arbeitsweise des Torsionsstabs 40 nicht behindert. Beispielsweise kann das erste Aktivierungselement 70 - durch das Ausschwenken der Sperrklinke 51 radial nach außen - radial von der ringförmigen stiftseitigen Verzahnung 81 des Trägerelements 80 getrennt werden, so dass sich das Trägerelement 80 nachfolgend frei drehen kann. Alternativ kann auch ein Abscheren des ersten Aktivierungselements 70 vorgesehen werden.
Die 13 zeigt in einem schematischen Querschnitt Bestandteile eines zweiten Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller 10. Der Gurtaufroller 10 umfasst zusätzlich zu den im Zusammenhang mit den 1 bis 11 beschriebenen Bestandteilen einen elektrischen Straffermotor, vorzugsweise in Form eines selbst getriebelosen und selbst nicht hemmenden Elektromotors 600 in Form eines selbst nicht hemmenden Scheibenläufermotors, der getriebelos mit dem in der 13 linken, zweiten Stabende 42 des Torsionsstabs 40 und damit mit dem in der 13 linken axialen Ende 22 der Gurtspule 20 drehfest verbunden ist.
Außerdem ist eine Steuereinrichtung 610 vorhanden, die den Elektromotor 600 ansteuern kann und bei Erreichen einer vorgegebenen Gurtrückhaltekraft, beispielsweise bei Erreichen eines vorgegebenen Motorstromes, die elektrisch aktivierbare Blockiereinrichtung 90 in den sperrenden Zustand versetzt und mit dieser - unter Aufrechterhaltung zuvor erzeugter Gurtrückhaltekraft - eine Rotation des Trägerelements 80 in Gurtauszugsrichtung unterbindet. Die Steuereinrichtung 610 wird die elektrisch aktivierbare Blockiereinrichtung 90 in den sperrenden Zustand versetzen, indem sie den oben erwähnten Haltestrom Ih für den Elektromagneten 92 abschaltet.
Die 13 zeigt, dass der Gurtaufroller 10 in der Rückenlehne 620 eines Fahrzeugsitzes 630 integriert ist.
Die elektrisch aktivierbare Blockiereinrichtung 90 oder die mit der elektrisch aktivierbaren Blockiereinrichtung 90 in Verbindung stehende Steuereinrichtung 610 des Gurtaufrollers 10 sind an eine externe fahrzeugseitige Einrichtung 640, die außerhalb des mit dem Gurtaufroller 10 ausgestatteten Fahrzeugsitzes 630 angeordnet ist, angeschlossen.
Mit einem externen Steuersignal STE kann die externe fahrzeugseitige Einrichtung 640 die elektrisch aktivierbare Blockiereinrichtung 90 in ihren sperrenden Zustand überführen, sei es unter Einbezug der Steuereinrichtung 610 oder direkt ohne deren Einbezug, indem sie mit dem Steuersignal STE eine Bestromung des Elektromagneten 92 verhindert.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Steuersignal STE im Normalbetrieb einen Strom übermittelt, der ein Relais 650 geschlossen hält und damit eine Bestromung des Elektromagneten 92 mittels des Haltestromes Ih durch die Steuereinrichtung 610 ermöglicht. Zur Auslösung der Blockiereinrichtung 90 wird das Steuersignal STE umgestellt und trägt keinen ausreichenden Strom mehr, der das Relais 650 geschlossen halten würde, sodass der Elektromagnet 92 abgeschaltet wird und die Feder der Blockiereinrichtung 90 die Blockierklinke 91 in die Außenverzahnung 82 des Trägerelements 80 einsteuert.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung 610 an einen gurtaufrollereigenen Sensor angeschlossen sein, der aus Gründen der Übersicht in der 13 nicht gezeigt ist und die Fahrzeugbeschleunigung und/oder die Fahrzeugneigung erfasst und ein internes Steuersignal erzeugt. Mit dem internen Steuersignal kann der gurtaufrollereigene Sensor die elektrisch aktivierbare Blockiereinrichtung 90 in ihren sperrenden Zustand überführen, sei es unter Einbezug der Steuereinrichtung 610 oder direkt ohne deren Einbezug, indem sie mit dem internen Steuersignal eine Bestromung des Elektromagneten 92 verhindert.
Die 14 zeigt in einem schematischen Querschnitt Bestandteile eines dritten Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller 10. Der Gurtaufroller 10 weist eine erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 und eine zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 auf. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 13 sind die Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen an entgegengesetzten axialen Enden der Gurtspule 20 angeordnet.
Die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 gemäß 14 ist an dem in der 14 linken Ende axialen Ende 22 der Gurtspule 20 angeordnet und umfasst eine Rutschkupplungseinrichtung 100, die durch ein Trägerelement 80 und ein Federelement 110 gebildet ist, eine reversibel arbeitende, elektrisch aktivierbare Blockiereinrichtung 90, die die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 reversibel von dem aktiven Betrieb in den deaktivierten Zustand und umgekehrt schalten kann, und eine einen Stößel 1001a aufweisende pyrotechnische Abschalteinrichtung 1001. Vom Aufbau her kann die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 gemäß 14 beispielsweise der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen 1000 gemäß den 1 bis 13 entsprechen, mit dem einzigen Unterschied, dass sie von der Sperrbasis 50 und der Sperrklinke 51 getrennt bzw. unabhängig ist.
Die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 gemäß 14 ist dem in der 14 rechten Ende axialen Ende 22 der Gurtspule angeordnet und kann vom Aufbau her der zweiten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 gemäß den 1 bis 13 entsprechen. Das in der 14 rechte Stabende des Torsionsstabs 40 steht mit einer Sperrbasis 50 in Verbindung.
Die Sperrklinke 52 der Sperrbasis 50 ist von einem stiftförmigen Aktivierungselement 73 auslenkbar, das dem zweiten stiftförmigen Aktivierungselement 71 gemäß den 1 bis 13 entspricht, sobald es zu einer Relativdrehung zwischen dem Grundelement 230 des Gurtbandsensors 200 und der Sperrbasis 50 kommt; diesbezüglich gelten die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den 1 bis 13 beim dem Ausführungsbeispiel gemäß 14 entsprechend.
Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 13 kann es im Ausführungbeispiel gemäß 14 zu einem Sperren der Sperrbasis 50 und zu einer Aktivierung der zweiten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 nicht nur im Falle eines abrupten Gurtbandauszugs kommen, sondern alternativ bzw. zusätzlich auch dann, wenn ein zusätzlicher Sensor 700, beispielsweise ein die Fahrzeugbeschleunigung eines mit dem Gurtaufroller 10 ausgestatteten Fahrzeugs messender Beschleunigungssensor, eine zu hohe oder abrupte Fahrzeugbeschleunigung erfasst, bei der eine Sperrung des Gurtbandauszugs erfolgen soll. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen Sensor handeln, wie der in der eingangs genannten Druckschrift DE 10 2008 039 215 A1 beschrieben ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 14 wird der Sensor 700 bei Auslösung bzw. Aktivierung das Drehen des Grundelements 230 - unabhängig von einem etwaigen parallelen abruptem Gurtbandauszug - blockieren und dadurch - bei Gurtbandauszug - eine Relativdrehung zu der Sperrbasis 50 hervorrufen und das Ausschwenken der Sperrklinke 52 bewirken.
Die Kraftbegrenzung durch die zwei Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen 1000 und 2000 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 14 wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die 15 beschrieben, die den Verlauf der Gurtrückhaltekraft F über der Zeit t darstellt:

Unter der Annahme, dass es zu einem abruptem Abbremsen eines mit dem Gurtaufroller 10 ausgestatteten Fahrzeugs kommt, wird zu einem ersten Zeitpunkt t1 zunächst der Sensor 700 aktiviert, wodurch es zu einem Sperren des Grundelements 230 kommt. Die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 kann somit zu diesem Zeitpunkt bereits als „aktiviert“ angesehen werden, jedoch bewirkt sie zu diesem Zeitpunkt noch keine Gurtkraftbegrenzung; in der Regel ist nämlich zu diesem Zeitpunkt t1 die Blockiereinrichtung 90 auch aktiv und verhindert ein Drehen der Gurtspule in Gurtbandauszugsrichtung, sodass es mangels Relativdrehung zwischen der Sperrbasis 50 und dem Grundelement 230 noch zu keiner aktiven Gurtkraftbegrenzung durch die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 kommt, obwohl der Sensor 700 bereits aktiviert ist.

Mit anderen Worten kann man die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 zwar zeitlich vor der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 als „ausgelöst“ ansehen, jedoch trägt sie erst nach der Aktivierung der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 und nach dem Beginn der Gurtkraftbegrenzung durch die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 selbst aktiv zur Gurtkraftbegrenzung bei.
Zunächst wird - bei Überschreiten der maximalen Gurtrückhaltekraft F1max der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 zunächst zum Zeitpunkt t2 die Rutschkupplung 100 aktiv, wodurch es zu einem Durchrutschen des Federelements 110 kommt, wie dies oben im Detail im Zusammenhang mit den 1 bis 13 beschrieben worden ist. Erst danach wird es infolge des Drehens des Torsionsstabs 40 zu einer Relativdrehung zwischen der Sperrbasis 50 und dem gesperrten Grundelement 230 kommen, wodurch wiederum zum Zeitpunkt t3 die Sperrklinke 51 ausgeschwenkt und die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 2000 aktiv zur Gurtkraftbegrenzung beiträgt. Ab diesem Zeitpunkt t3 sind beide Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen 1000 und 2000 gleichzeitig aktiv.
Zur Deaktivierung der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 kann die pyrotechnische Abschalteinrichtung 1001 ausgelöst werden (siehe Abschaltzeitpunkt t4 in 15), die nach dem Auslösen die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 irreversibel abschaltet, indem sie die Blockierklinke 91, die die Rotation des Trägerelements 80 blockiert, irreversibel von dem Trägerelement 80 trennt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 14 erfolgt das Trennen durch ein Verschieben der Blockierklinke 91 mittels des Stößels 1001a nach links; alternativ oder zusätzlich kann die Blockierklinke 91 in der 14 auch nach rechts oder nach unten bewegt werden. Nach dem Abschalten der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 fällt die Gurtrückhaltekraft F auf das Niveau der zweiten Gurtbandauszugskraft F2 ab.
Bei den in den 12 und 15 gezeigten Verläufen der Gurtrückhaltekraft F wird beispielhaft davon ausgegangen, dass die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 im zeitlichen Verlauf eine periodisch veränderliche erste Gurtbandauszugskraft F1(t) verlangt, also mit anderen Worten im zeitlichen Verlauf mehrere Kraftanstiegsphasen zeigt bzw. wellig ist; alternativ kann die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 1000 auch derart ausgebildet sein, dass sie lediglich einen einzigen Kraftanstieg oder nur zwei Kraftanstiege hervorruft. Die 16 zeigt beispielhaft den resultierenden Gurtkraftverlauf im Falle eines solchen alternativen Kraftverlaufs mit zwei Kraftanstiegen.
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

10: Gurtaufroller
20: Gurtspule
21: rechtes axiales Ende
22: linkes axiales Ende
30: Sicherheitsgurt
40: Torsionsstab
41: erstes Stabende
42: zweites Stabende
50: Sperrbasis
51: Verbindungsabschnitt
52: Sperrklinke
53: Grundkörper / Sperrabschnitt
60: Gurtaufrollerrahmen
61: Sperrverzahnung
70: erstes stiftförmiges Aktivierungselement
71: zweites stiftförmiges Aktivierungselement
73: stiftförmiges Aktivierungselement
80: Trägerelement
81: ringförmige stiftseitige Verzahnung
81a: flache Zahnflanke
81b: steile Zahnflanke
81c: Kuhle
81d: Kuhle
82: Außenverzahnung
83: Kontur / Innenverzahnung
90: Blockiereinrichtung
91: Blockierklinke
92: Elektromagnet
100: Rutschkupplungseinrichtung
110: Federelement
111: Federarme bzw. armförmige Federenden
112: Innenverzahnung
200: Gurtbandauszugssensor
210: äußere Kappe
211: Kappenverzahnung
220: Trägheitskörper
221: Blockierabschnitt
230: Grundelement
240: Steuerkulisse
250: Feder
300: Durchgangsbolzen
301: Bolzenende
302: Bolzenende
521: Außenverzahnung
522: Lagerbohrung
523: Durchgangsloch
600: Elektromotor
610: Steuereinrichtung
620: Rückenlehne
630: Fahrzeugsitz
640: externe fahrzeugseitige Einrichtung
650: Relais
700: zusätzlicher Sensor
1000: erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung
1001: Abschalteeinrichtung
1001a: Stößel
2000: zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung
D: Drehachse
F: Gurtrückhaltekraft
F1max: maximales Kraftniveau
F1(t): erste Gurtbandauszugskraft
F1(t)+F2: Rückhaltekraftsumme
F2: zweite Gurtbandauszugskraft
Ih: Haltestrom
P: Pfeilrichtung
STE: externes Steuersignal
t: Zeit
t1: Einschaltzeitpunkt
t2: Einschaltzeitpunkt
t3: Abschaltzeitpunkt
t4: Abschaltzeitpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008039215 A1 [0002, 0075]
WO 2015/028014 A1 [0003, 0009]

Claims

Gurtaufroller (10) für einen Sicherheitsgurt (30) mit einer Gurtspule (20) zum Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurts (30), dadurch gekennzeichnet, dass - der Gurtaufroller (10) eine erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) aufweist, die im aktiven Betrieb für einen Gurtbandauszug eine erste Gurtbandauszugskraft (F1(t)) verlangt, und - der Gurtaufroller (10) eine zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (2000) aufweist, die im aktiven Betrieb für einen Gurtbandauszug eine zweite Gurtbandauszugskraft (F2) verlangt, - wobei die erste und zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000, 2000) zeitgleich aktiv sein können und bei zeitgleichem aktivem Betrieb gemeinsam für einen Gurtbandauszug eine Gurtbandauszugskraft verlangen, die der Summe (F1(t)+F2) aus der ersten und zweiten Gurtbandauszugskraft entspricht, - wobei die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) zumindest eine Rutschkupplungseinrichtung (100) umfasst, die im aktiven Betrieb der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) eine Gurtkraftbegrenzung durch ein Vorbeirutschen eines Federelements (110) der Rutschkupplungseinrichtung (100) an einer Kontur (83) eines im aktiven Betrieb in seiner Rotation in Gurtbandauszugsrichtung gesperrten Trägerelements (80) der Rutschkupplungseinrichtung (100) ermöglicht, und - wobei im deaktivierten Zustand der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) eine Rotation des Trägerelements (80) freigegeben ist.
Gurtaufroller (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) eine reversibel arbeitende, elektrisch aktivierbare Blockiereinrichtung (90) aufweist, die die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) reversibel von dem aktiven Betrieb in den deaktivierten Zustand und umgekehrt schalten kann, im aktiven Betrieb eine Rotation des Trägerelements (80) in Gurtbandauszugsrichtung unterbindet und im deaktivierten Zustand die Rotation des Trägerelements (80) unbeeinflusst lässt.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) eine Abschalteinrichtung (1001) aufweist, die die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) irreversibel abschalten kann, indem sie ein Blockierelement (91), das die Rotation des Trägerelements (80) blockieren kann, irreversibel von dem Trägerelement (80) trennt.
Gurtaufroller (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschalteinrichtung (1001) eine pyrotechnische Abschalteinrichtung (1001) ist.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - im Bereich eines ersten axialen Endes der Gurtspule (20) eine Sperrbasis (50) angeordnet ist, die mit der Gurtspule (20) über die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (2000) verbunden ist, - wobei die Sperrbasis (50) eine Sperrklinke (52) aufweist, die im ausgefahrenen Zustand die Sperrbasis (50) mit einer rahmenfesten Sperrverzahnung (61) des Gurtaufrollers (10) koppelt und eine Rotation der Sperrbasis (50) blockiert und im eingefahrenen Zustand ein Drehen der Sperrbasis (50) ermöglicht.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplungseinrichtung (100) oder zumindest eine der Rutschkupplungen im Bereich des ersten axialen Endes der Gurtspule (20) angeordnet ist, wobei das Federelement (110) drehfest mit dem ersten axialen Ende der Gurtspule (20) verbunden ist und bei Rotation der Gurtspule (20) das Trägerelement (80) mitdreht, wobei im Falle einer gesperrten Rotation des Trägerelements (80) die Rotation der Gurtspule (20) durch das Vorbeirutschen des Federelements (110) an einer Kontur (83) des Trägerelements (80) ermöglicht wird.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - ein stiftförmiges Aktivierungselement (70) vorhanden ist, dessen Stiftlängsachse parallel zur Drehachse der Gurtspule (20) ausgerichtet und zur Drehachse radial versetzt ist und mit der Sperrklinke (52) verbunden oder gekoppelt ist und - wobei das Aktivierungselement (70) axial in eine Steuerkulisse des Trägerelements (80) hineinragt und im Falle einer Relativdrehung zwischen dem Trägerelement (80) und der Sperrbasis (50) die Sperrklinke (52) ausfährt.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplungseinrichtung (100) oder zumindest eine der Rutschkupplungen im Bereich eines zweiten axialen Endes der Gurtspule (20) angeordnet ist.
Gurtaufroller (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - das Federelement (110) der Rutschkupplungseinrichtung (100) drehfest mit einem sperrbasisfernen Ende der Gurtspule (20) verbunden ist und - bei Rotation der Gurtspule (20) und ungesperrter Rotation des Trägerelements (80) das Federelement (110) das Trägerelement (80) mitdrehen kann, wobei im Falle einer gesperrten Rotation des Trägerelements (80) die Rotation der Gurtspule (20) durch das Vorbeirutschen des Federelements (110) an einer Kontur des Trägerelements (80) ermöglicht wird.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtaufroller (10) drei oder mehr Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen aufweist, von denen zumindest eine im Bereich eines ersten axialen Endes der Gurtspule (20) angeordnet ist und/oder eine zweite im Bereich eines zweiten axialen Endes der Gurtspule (20) angeordnet ist.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) zwei oder mehr Federelemente (110) aufweist, die koaxial angeordnet sind.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) zwei oder mehr Federelemente (110) aufweist, die demselben Trägerelement (80) zugeordnet sind und mit demselben Trägerelement (80) zusammenarbeiten.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) zwei oder mehr Federelemente (110) aufweist, denen jeweils ein eigenes Trägerelement (80) zugeordnet ist und die mit jeweils ihrem eigenen Trägerelement (80) zusammenarbeiten.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) zeitlich vor der zweiten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (2000) ausgelöst wird oder - die zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (2000) zeitlich vor der ersten Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000) ausgelöst wird.
Gurtaufroller (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (1000, 2000) koaxial zur Gurtspule (20) angeordnet sind.