WO2008043447A1 - Sicherheitsgurtaufroller mit einer in verschiedenen funktionsstellungen unterschiedlichen lastübertragung - Google Patents

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WO2008043447A1
WO2008043447A1 PCT/EP2007/008517 EP2007008517W WO2008043447A1 WO 2008043447 A1 WO2008043447 A1 WO 2008043447A1 EP 2007008517 W EP2007008517 W EP 2007008517W WO 2008043447 A1 WO2008043447 A1 WO 2008043447A1
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WO
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pawl
blocking
shaft
self
belt retractor
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/008517
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Tonn
Volker Carstens
Doris Kröger
Klaus Butenop
Original Assignee
Autoliv Development Ab
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Publication date
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Priority to AT07818597T priority patent/ATE485198T1/de
Priority to US12/445,502 priority patent/US8967519B2/en
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    • B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
    • B60R22/40—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive only to vehicle movement

Definitions

  • the invention relates to a self-lockingparticularlygurtaufroller with a belt-sensitive and / or vehicle controllable blocking device for a rotatably mounted in the housing legs of a U-shaped housing belt shaft, wherein the blocking device inserted in a recess of the shaft end of the belt shaft and radially swinging until it engages in an the pawl is supported in its swung-out position with two abutment surfaces on associated power transmission surfaces of the recess in the shaft end and formed in different sized load cases caused by material deformation stepped meshing between the teeth of the pawl and the blocking teeth ,
  • a self-locking safety belt retractor of the aforementioned type is described in EP 0 156 337 A2.
  • a substantially circular passage opening for a belt shaft mounted in the housing legs one of the two passage openings has an all-round internal teeth as blocking teeth on.
  • the shaft end of the belt shaft associated with this passage opening is designed for recessed or embedded reception and for the pivotable mounting of a pawl.
  • the pawl is formed in the manner of a pendulum in the form of an inverted "T" with a formed at the free end of the upright T-beam thickening, which is supported in a molded in the recess of the shaft end waist design, so that thereby formed the axis of rotation for the pawl
  • the pawl is further penetrated in a slot by a trained on the front side of the belt shaft bearing journals, whereby a guide of the pawl is brought about in their radial pivoting movement.
  • the invention is therefore based on the object, a self-locking safety belt retractor with the generic features designed so that is reduced in short locking and unlocking the production cost, in particular for the blocking device.
  • the invention provides in its basic idea that the blocking teeth on the one hand and the abutment surfaces of the pawl and the power transmission surfaces of the recess of the shaft end on the other hand are aligned such that when meshing the pawl in the blocking teeth under normal load, a power transmission between the locking teeth and the belt shaft in a radial load direction, and that in the event of a crash increasing load, the additional load due to plastic deformation of at least one engaged housing tooth of the blocking teeth is transmitted as effective in the circumferential direction force.
  • the advantage of the design according to the invention is that, despite the high belt load occurring in the event of a crash, it is possible to use a relatively fine toothing with a smaller tooth depth, so that short locking and unlocking paths are provided in the control or return control of the pawl.
  • the structural cross section between the outer edge of the belt retractor housing and the toothing diameter can be kept smaller, and it can also be a less high quality and thus cheaper material quality for the interpretation of the blocking teeth can be used.
  • the tooth flanks of the blocking toothing extending transversely to the circumferential direction are deformable when a load acting on them is exceeded.
  • the tooth flanks forming in each case one housing tooth of the blocking toothing form an angle of> 90 ° with one another.
  • the recess receiving the pawl in the shaft end has a first force transmission surface in the radial direction and a second force transmission surface for transmission in the circumferential direction, wherein the second force transmission surface during the normal load occurring under radial force transmission not the associated stop surface of the pawl is applied.
  • the first force transmission surface is arranged as a surface enclosing the bearing opening formed in the pawl for receiving a bearing journal arranged on the belt shaft and radially with respect to the axis of rotation of the pawl when the pawl is in engagement with the blocking toothing facing the circumferentially front tooth of the pawl.
  • the second force transmission surface extends radially to the outer periphery of the shaft end and is in engagement with the blocking teeth pawl of the load-introducing tooth flank of the circumferential front housing tooth in the circumferential direction opposite such that the teeth-bearing portion of the pawl is located between the tooth flank and the second power transmission surface, wherein in an expedient embodiment it can be provided that the second force transmission surface is formed on a projecting in the circumferential direction in a formmegonee recess of the pawl nose.
  • the bearing pin is deformed at its outer by the bearing opening of the pawl projecting end with the pawl mounted so that the pawl is rotatably secured on the bearing pin and simultaneously against axial displacement.
  • the end of the bearing journal is deformed into a rivet head in a wobble riveting process.
  • the belt shaft has on its front side a recess for the flush reception of the pawl on the shaft end, according to the invention also the deformed end of the bearing journal of the recess is received, so that there is a flush completion of the pawl including the deformed end of the journals with respect to the shaft end.
  • the shaft body of the belt shaft including the bearing pin is formed as a casting; This ensures a safe power transmission of the blocking forces occurring under load.
  • Fig. 1 is a plan view of the blocking side of a self-locking
  • Fig. 2 shows the subject of Figure 1 in the event of a crash occurring full load and additional peripheral force.
  • FIG. 3 shows the object of FIG. 1 in a section along the line III-III in FIG. 1
  • One of a blocking device of the otherwise not shown in all parts self-locking seat belt retractor associated housing leg 10 has an opening 1 1, on which an all-round blocking teeth 12 is formed in the form of internal teeth.
  • the shaft body of the belt shaft 13 is located with its end face in the opening 1 1, wherein the shaft body at its shaft end 14 has a recess 15 in which a pawl 16 is rotatably mounted.
  • the pawl 16 has at its ausschwenkbaren from the contour of the shaft end 14 two individual teeth 17, which is adapted to engage in the blocking teeth 12 of the housing leg 10 when the pawl 16 is in its blocking position shown in the drawing.
  • the pawl 16 is mounted with a recess 19 on a shaft-side journal 18.
  • the pawl 16 still has a bore 21, by means of which the pawl 16 is controllable to its pivoting in the different operating conditions of the seat belt retractor by engagement of a control pin, not shown.
  • the blocking toothing 12 consists of a sequence of teeth 28 which are enclosed or formed by tooth flanks 26 extending transversely to the circumferential direction and tooth flanks 27 aligned in the circumferential direction.
  • the tooth flanks 26, 27 together form an angle greater than 90 degrees, so that a relatively flat or relatively blunt toothing results.
  • a first power transmission surface 25 is formed, which encloses the form-fitting in the pawl 16 for receiving a arranged on the belt shaft journal 18 bearing hole 19 and in engagement with the blocking teeth 12 stationary pawl 16 with respect the axis of rotation represented by the bearing pin 18 of the pawl 16 radially to the front tooth 17 in the circumferential direction Pawl 16 is opposite.
  • a second Kraftübertragungs- surface 32 is provided, which is formed on a projecting into the recess 16 formed on the indentation 31 nose 30 of the recess 15 enclosing portion of the shaft end 14.
  • the nose 30 and the recess 31 are aligned so that the radially extending to the outer periphery of the shaft end 14 second power transmission surface 32 extends transversely to the circumferential direction and thereby standing in engagement with the blocking teeth 12 pawl 16 of the load-introducing tooth flank 26 of the circumferential direction front, engaged by the locking member engaged tooth 28 is such that the teeth 17 carrying portion of the pawl 16 between the tooth edge 26 of the locking teeth 12 and the second power transmission surface 32 is located.
  • the belt pull acting in the belt pull-out direction according to arrow leads to a rotation of the belt shaft in the direction of the arrow, and under corresponding control conditions a radial deflection of the blocking member takes place such that the two teeth 17 of the pawl 16 engage in the locking teeth 12 of the housing leg 10.
  • the second force transmission surface 32 does not come to rest on the nose 30 30 in abutment against the stop 31 formed on the stop surface of the pawl 16, so that due to the support of the teeth 17 of the Pawl 16 on the tooth flanks 26 and 27 of the blocking teeth 12 it comes exclusively to a radial power transmission according to arrows 29.
  • the free end of the bearing pin 18 is deformed pawl 16, for example, by a Taumelnietrind in a rivet head 20 which engages over the pawl 16 outside and so for an axial fixing and securing the pawl 16 on the journal 18 ensures.
  • the material thickness of the pawl 16 is dimensioned smaller than the depth of the pawl 16 receiving recess 15 such that the rivet head 20 of the journal 18 is also received flush from the recess 15 of the shaft body 23

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Abstract

Ein selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller mit einer gurtbandsensitiv und/oder fahrzeugsensitiv ansteuerbaren Blockiereinrichtung für eine in den Gehäuseschenkeln eines U-förmigen Gehäuses drehbar gelagerte Gurtwelle, wobei die Blockiereinrichtung eine in einer Ausnehmung der Wellenstirn der Gurtwelle eingelegte und radial ausschwenkbar bis zum Eingriff in eine an dem zugeordneten Gehäuseschenkel ausgebildete Blockierverzahnung gelagerte Sperrklinke umfasst, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierverzahnung (12) einerseits und die Anschlagflächen der Sperrklinke (16) sowie die Kraftübertragungsflächen (25, 32) der Ausnehmung (15) der Wellenstirn (14) andererseits derart zueinander ausgerichtet sind, dass bei Zahneingriff der Sperrklinke (16) in die Blockierverzahnung (12) unter Normallast eine Kraftübertragung zwischen der Blockierverzahnung (12) und der Gurtwelle (13) in einer radialen Belastungsrichtung erfolgt, und dass bei im Crash-Fall ansteigender Last die zusätzlich auftretende Last aufgrund plastischer Verformung wenigstens eines in Eingriff genommenen Gehäusezahns (28, 26) der Blockierverzahnung (12) als in Umfangsrichtung wirksame Kraft übertragen wird.

Description

Sicherheitsgurtaufroller mit einer in verschiedenen Funktionsstellungen unterschiedlichen Lastübertragung
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Sicherheitsgurtaufroller mit einer gurtbandsensitiv und/oder fahrzeugsensitiv ansteuerbaren Blockiereinrichtung für eine in den Gehäuseschenkeln eines U-förmigen Gehäuses drehbar gelagerte Gurtwelle, wobei die Blockiereinrichtung eine in einer Ausnehmung der Wellenstirn der Gurtwelle eingelegte und radial ausschwenkbar bis zum Eingriff in eine an dem zugeordneten Gehäuseschenkel ausgebildete Blockierverzahnung gelagerte Sperrklinke umfasst, wobei sich die Sperrklinke in ihrer ausgeschwenkten Stellung mit zwei Anschlagflächen an zugeordneten Kraftübertragungsflächen der Ausnehmung in der Wellenstirn abstützt und in unterschiedlich großen Lastfällen ein durch Materialverformung herbeigeführter abgestufter Zahneingriff zwischen den Zähnen der Sperrklinke und der Blockierverzahnung ausgebildet ist.
Ein selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller der vorgenannten Art ist in der EP 0 156 337 A2 beschrieben. Soweit in den Gehäuseschenkeln des U- förmigen Gurtaufrollergehäuses jeweils eine im wesentlichen kreisförmige Durchtrittsöffnung für eine in den Gehäuseschenkeln gelagerte Gurtwelle ausgebildet ist, weist eine der beiden Durchtrittsöffnungen eine rundum verlaufende Innenverzahnung als Blockierverzahnung auf. Die dieser Durchtrittsöffnung zugeordnete Wellenstirn der Gurtwelle ist zur versenkten beziehungsweise eingebetteten Aufnahme sowie zur schwenkbeweglichen Lagerung einer Sperrklinke ausgebildet. Hierzu ist die Sperrklinke nach Art eines Pendels in Form eines umgekehrten „T" mit einer am freien Ende des aufrechten T-Balkens ausgebildeten Verdickung ausgebildet, die in einer in der Vertiefung der Wellenstirn eingeformten Taillengestaltung lagert, so dass hierdurch die Drehachse für die Sperrklinke ausgebildet ist. Die Sperrklinke wird weiterhin in einem Langloch von einem an der Stirnseite der Gurtwelle ausgebildeten Lagerzapfen durchsetzt, wodurch eine Führung der Sperrklinke bei deren radialer Schwenkbewegung herbeigeführt ist.
Aufgrund der T-Form der Sperrklinke ergeben sich an den die T-förmige Sperrklinke umschließenden Wänden der Ausnehmung in der Wellenstirn mehrere Kraftübertragungsflächen, an denen die Sperrklinke in verschiedenen Funktionsstellungen mit zugeordneten Anschlagflächen in Anlage kommt. Aufgrund der Ausbildung der Zähne von Blockierverzahnung und Sperrklinke einerseits und der Zuordnung der Zahneingriffsflächen zu der Lagerung der Sperrklinke sowie zu den Kraftübertragungsflächen andererseits ist im Lastfall eine Kraftübertragung in Umfangsrichtung gegeben. Dabei ist vorgesehen, dass diejenige Kraftübertragungsfläche der Wellenstirn, gegen die sich die zugeordnete Anschlagfläche der Sperrklinke bei Zahneingriff als Widerlager anlegt, nachgiebig, beispielsweise mit unter Last zerquetschbaren Werkstoffspitzen, ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, dass die Blockiereinrichtung im täglichen Normalbetrieb mit jeweils unter Normallast in Eingriff kommenden Verzahnungen von Gurtaufrollergehäuse und Sperrklinke nicht beeinträchtigt wird, während im Crash-Fall bei entsprechend hoher Last die nachgiebige Kraftübertragungsfläche verformt wird und so die Sperrklinke aufgrund einer weiteren radialen Auslenkung mit ihrer Verzahnung noch tiefer in Eingriff mit der Blockierverzahnung gelangt. Mit dem bekannten Gurtaufroller ist der Nachteil verbunden, dass aufgrund der jeweils in Umfangsrichtung erfolgenden Krafteinleitung insbesondere an der gehäusefesten Blockierverzahnung eine hohe Zahnfußfestigkeit gegeben sein muss, um ein Abscheren der von der Sperrklinke in Eingriff genommenen Zähne zu vermeiden. Hieraus folgt zwangsläufig eine relativ grobe Zahnteilung, die unerwünscht lange Ver- beziehungsweise Entriegelungswege für die Sperrklinke zur Folge hat. Ebenso ist eine hohe Materialgüte für die Ausbildung der Blockierverzahnung erforderlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen selbstsperrenden Sicherheitsgurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen so auszulegen, dass bei kurzen Ver- und Entriegelungswegen der Herstellungsaufwand insbesondere für die Blockiereinrichtung reduziert ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass die Blockierverzahnung einerseits und die Anschlagflächen der Sperrklinke sowie die Kraftübertragungsflächen der Ausnehmung der Wellenstirn andererseits derart zueinander ausgerichtet sind, dass bei Zahneingriff der Sperrklinke in die Blockierverzahnung unter Normallast eine Kraftübertragung zwischen der Blockierverzahnung und der Gurtwelle in einer radialen Belastungsrichtung erfolgt, und dass bei im Crash-Fall ansteigender Last die zusätzlich auftretende Last aufgrund plastischer Verformung wenigstens eines in Eingriff genommenen Gehäusezahns der Blockierverzahnung als in Umfangsrichtung wirksame Kraft übertragen wird. Dabei ist es zweckmäßig, die Aufteilung der Kraftübertragung so auszulegen, dass die im Normalbetrieb des Gurtaufrollers auftretende Last von etwa bis zu 5 kN ausschließlich in der radialen Belastungsrichtung übertragen wird, während im Crash-Fall das maximale, aufgrund der an der Gurtwelle wirkenden Gurtbelastung auftretende Drehmoment und die daraus resultierende Last mit etwa 2/3 durch Radialkraftaufnahme und mit etwa V3 durch die zusätzlich in Wirkung gelangende Umfangskraftaufnahme übertragen beziehungsweise abgebaut wird.
Mit der erfindungsgemäßen Auslegung ist der Vorteil verbunden, dass trotz im Crashfall auftretender hoher Gurtlast die Verwendung einer relativ feinen Verzahnung mit einer geringeren Zahntiefe ermöglicht ist, so dass kurze Ver- und Entriegelungswege bei der Aussteuerung beziehungsweise Rücksteuerung der Sperrklinke gegeben sind. Dabei kann der konstruktive Querschnitt zwischen der Außenkante des Gurtaufrollergehäuses und dem Verzahnungsdurchmesser geringer gehalten werden, und es kann ferner eine minder hochwertige und damit preiswertere Materialgüte für die Auslegung der Blockierverzahnung eingesetzt werden.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die quer zur Umfangsrichtung verlaufenden Zahnflanken der Blockierverzahnung bei Überschreiten einer auf sie einwirkenden Belastung verformbar ausgebildet sind.
Hinsichtlich der Konfiguration der Blockierverzahnung kann vorgesehen sein, dass die jeweils einen Gehäusezahn der Blockierverzahnung ausbildenden Zahnflanken miteinander einen Winkel von > 90° einschließen.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die die Sperrklinke aufnehmende Ausnehmung in der Wellenstirn eine erste Kraftübertragungsfläche für die Kraftübertragung in radialer Richtung und eine zweite Kraftübertragungsfläche für die Kraftübertragung in Umfangsrichtung aufweist, wobei die zweite Kraftübertragungsfläche während der unter Normallast erfolgenden radialen Kraftübertragung nicht an der zugeordneten Anschlagfläche der Sperrklinke anliegt. Hierbei kann in einer ersten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste Kraftübertragungsfläche als eine die in der Sperrklinke zur Aufnahme eines an der Gurtwelle angeordneten Lagerzapfens ausgebildete Lageröffnung umschließende Fläche angeordnet ist und bei in Eingriff mit der Blockierverzahnung stehender Sperrklinke bezüglich der Drehachse der Sperrklinke radial dem in Umfangsrichtung vorderen Zahn der Sperrklinke gegenüberliegt. Entsprechend kann bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die zweite Kraftübertragungsfläche radial bis zum äußeren Umfang der Wellenstirn verläuft und bei in Eingriff mit der Blockierverzahnung stehender Sperrklinke der lasteinleitenden Zahnflanke des in Umfangsrichtung vorderen Gehäusezahns in Umfangsrichtung gegenüberliegt derart, dass der die Zähne tragende Bereich der Sperrklinke zwischen der Zahnflanke und der zweiten Kraftübertragungsfläche gelegen ist, wobei in einer zweckmäßigen Ausführungsform vorgesehen sein kann, dass die zweite Kraftübertragungsfläche an einer in Umfangsrichtung in eine formentsprechende Einbuchtung der Sperrklinke vorspringenden Nase ausgebildet ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Lagerzapfen an seinem äußeren durch die Lageröffnung der Sperrklinke hindurchragenden Ende bei aufgesetzter Sperrklinke derart verformt ist, dass die Sperrklinke auf dem Lagerzapfen drehbar und gleichzeitig gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass nach dem Aufsetzen der Sperrklinke auf den Lagerzapfen der Gurtwelle und dessen endseitiger Verformung eine unverlierbare Baugruppe geschaffen ist. Somit ist es möglich, diese aus dem Wellenkörper, der Gurtwelle und der Sperrklinke bestehende Baugruppe unabhängig von weiteren Baugruppen des Gurtaufrollers herzustellen und vorzumontieren, also auch bei unterschiedlichen Herstellern oder an unterschiedlichen Standorten. Die axiale Sicherung der Sperrklinke auf dem Lagerzapfen verhindert zudem ein Ausbrechen der Sperrklinke unter Last und stellt eine formschlüssige Überdeckung zwischen dem Wellenkörper der Gurtwelle, der Sperrklinke und der gehäuseseitigen Blockierverzahnung in allen Betriebszuständen des Sicherheitsgurtaufrollers sicher.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ende des Lagerzapfens in einem Taumelnietprozess zu einem Nietkopf verformt ist.
Wie aus der gattungsbildenden EP 0 156 337 A2 grundsätzlich bekannt, kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass die Gurtwelle an ihrer Stirnseite eine Vertiefung zur bündigen Aufnahme der Sperrklinke an der Wellenstirn aufweist, wobei erfindungsgemäß auch das verformte Ende des Lagerzapfens von der Vertiefung aufgenommen ist, so dass sich ein bündiger Abschluss der Sperrklinke einschließlich des verformten Endes der Lagerzapfen bezüglich der Wellenstirn ergibt.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wellenkörper der Gurtwelle einschließlich des Lagerzapfens als Gußteil ausgebildet ist; hiermit wird eine sichere Kraftübertragung der auftretenden Blockierkräfte unter Last gewährleistet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
Fig. 1 einen Draufsicht auf die Blockierseite eines selbstsperrenden
Sicherheitsgurtaufrollers mit Gehäuseschenkel, Wellenstirn und Sperrklinke bei in die Blockierverzahnung ausgelenkter Sperrklinke unter Normallast bei Radialkraftaufnahme,
Fig. 2 den Gegenstand der Figur 1 bei im Crash-Fall auftretender Volllast und zusätzlicher Umfangskraftaufnahme.
Fig. 3 den Gegenstand der Figur 1 in einem Schnitt nach Linie III - III in Figur 1 Ein einer Blockiereinrichtung des im übrigen nicht in allen Einzelteilen dargestellten selbstsperrenden Sicherheitsgurtaufrollers zugeordneter Gehäuseschenkel 10 weist eine Durchbrechung 1 1 auf, an der eine rundum verlaufende Blockierverzahnung 12 in Form einer Innenverzahnung ausgebildet ist. Der Wellenkörper der Gurtwelle 13 liegt mit seiner Stirnseite in der Durchbrechung 1 1 , wobei der Wellenkörper an seiner Wellenstirn 14 eine Ausnehmung 15 aufweist, in welcher eine Sperrklinke 16 drehbar gelagert ist. Die Sperrklinke 16 weist an ihrem aus der Kontur der Wellenstirn 14 ausschwenkbaren Ende zwei einzelne Zähne 17 auf, die zum Eingriff in die Blockierverzahnung 12 des Gehäuseschenkels 10 eingerichtet ist, wenn die Sperrklinke 16 sich in ihrer in der Zeichnung dargestellten Blockierlage befindet.
Die Sperrklinke 16 ist mit einer Ausnehmung 19 auf einem wellenseitigen Lagerzapfen 18 gelagert. Zusätzlich weist die Sperrklinke 16 noch eine Bohrung 21 auf, mittels der die Sperrklinke 16 zu ihrer Verschwenkung in den unterschiedlichen Betriebszuständen des Sicherheitsgurtaufrollers durch Eingriff eines nicht dargestellten Steuerzapfens steuerbar ist.
Die Blockierverzahnung 12 besteht aus einer Abfolge von Zähnen 28, die von quer zur Umfangsrichtung verlaufenden Zahnflanken 26 sowie in Umfangsrichtung ausgerichteten Zahnflanken 27 eingeschlossen beziehungsweise gebildet sind. Dabei schließen die Zahnflanken 26, 27 miteinander einen Winkel von größer als 90 Grad ein, so dass sich eine relativ flache beziehungsweise relativ stumpfe Verzahnung ergibt.
An den die Ausnehmung 15 in der Wellenstirn 14 umschließenden Begrenzungswänden ist eine erste Kraftübertragungsfläche 25 ausgebildet, die die in der Sperrklinke 16 zur Aufnahme eines an der Gurtwelle angeordneten Lagerzapfens 18 ausgebildete Lageröffnung 19 formschlüssig umschließt und bei in Eingriff mit der Blockierverzahnung 12 stehender Sperrklinke 16 bezüglich der durch den Lagerzapfen 18 repräsentierten Drehachse der Sperrklinke 16 radial dem in Umfangsrichtung vorderen Zahn 17 der Sperrklinke 16 gegenüberliegt. Zusätzlich ist eine zweite Kraftübertragungs- fläche 32 vorgesehen, die an einer in eine an dem Sperrglied 16 ausgebildete Einbuchtung 31 vorspringenden Nase 30 des die Ausnehmung 15 umschließenden Bereichs der Wellenstirn 14 ausgebildet ist. Dabei sind die Nase 30 und die Einbuchtung 31 so ausgerichtet, dass sich die radial bis zum äußeren Umfang der Wellenstirn 14 erstreckende zweite Kraftübertragungsfläche 32 quer zur Umfangsrichtung erstreckt und dadurch bei in Eingriff mit der Blockierverzahnung 12 stehender Sperrklinke 16 der lasteinleitenden Zahnflanke 26 des in Umfangsrichtung vorderen, von dem Sperrglied in Eingriff genommenen Zahns 28 gegenüberliegt derart, dass der die Zähne 17 tragende Bereich der Sperrklinke 16 zwischen der Zahnflanke 26 der Blockierverzahnung 12 und der zweiten Kraftübertragungsfläche 32 gelegen ist.
Wie sich zunächst aus Figur 1 ergibt, führt der in Gurtauszugsrichtung gemäß Pfeil 36 wirkende Gurtzug zu einer Drehung der Gurtwelle 13 in Richtung des Pfeils 35, und unter entsprechenden Steuerbedingungen erfolgt eine radiale Auslenkung des Sperrgliedes 16 derart, dass die beiden Zähne 17 der Sperrklinke 16 in die Blockierverzahnung 12 des Gehäuseschenkels 10 eingreifen. Geschieht dieser Zahneingriff unter Normallast, also etwa bis zu einer Last von 5 kN, so gelangt die zweite Kraftübertragungsfläche 32 an der Nase 30 nicht in Anlage an der an der Einbuchtung 31 ausgebildete Anschlagfläche der Sperrklinke 16, so dass aufgrund der Abstützung der Zähne 17 der Sperrklinke 16 an den Zahnflanken 26 und 27 der Blockierverzahnung 12 es ausschließlich zu einer radialen Kraftübertragung entsprechend Pfeilen 29 kommt.
Erfolgt gemäß Figur 2 im Crashfall eine größere Belastung der Gurtwelle 13 in Richtung des Pfeils 36, so gräbt sich der in Umfangsrichtung gelegene vordere Zahn 17 der Sperrklinke 16 in die in Eingriff genommene Zahnflanke 26 der Blockierverzahnung 12 ein, die in einem mit 33 angedeuteten Verformungsbereich nachgibt. Aufgrund dieses tieferen Zahneingriffs gelangt nun die Nase 30 mit der zweiten Kraftübertragungsfläche 32 in Anlage an der Einbuchtung 31 , so dass über diese Gestaltung nunmehr auch in Umfangsrichtung gemäß Pfeilen 34 zusätzlich eine Kraftübertragung erfolgt. Somit wird unter Volllast die aufzunehmende Kraft sowohl in einer radialen Belastungsrichtung als auch in einer Umfangsrichtung von der Sperrklinke 16 in die Blockierverzahnung 12 des Gehäuseschenkels 10 abgeleitet.
Wie sich schließlich insbesondere aus Figur 3 ergibt, ist das freie Ende des Lagerzapfens 18 bei aufgesetzter Sperrklinke 16 beispielsweise durch einen Taumelnietprozess in einen Nietkopf 20 verformt, der die Sperrklinke 16 außen übergreift und so für eine axiale Festlegung und Sicherung der Sperrklinke 16 auf dem Lagerzapfen 18 sorgt. Dabei ist die Materialstärke der Sperrklinke 16 geringer bemessen als die Tiefe der die Sperrklinke 16 aufnehmenden Vertiefung 15 derart, dass der Nietkopf 20 des Lagerzapfens 18 ebenfalls bündig von der Vertiefung 15 des Wellenkörpers 23 aufgenommen ist
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller mit einer gurtbandsensitiv und/oder fahrzeugsensitiv ansteuerbaren Blockiereinrichtung für eine in den Gehäuseschenkeln eines U-förmigen Gehäuses drehbar gelagerte Gurtwelle, wobei die Blockiereinrichtung eine in einer Ausnehmung der Wellenstirn der Gurtwelle eingelegte und radial ausschwenkbar bis zum Eingriff in eine an dem zugeordneten Gehäuseschenkel ausgebildete Blockierverzahnung gelagerte Sperrklinke umfasst, wobei sich die Sperrklinke in ihrer ausgeschwenkten Stellung mit zwei Anschlagflächen an zugeordneten Kraftübertragungsflächen der Ausnehmung in der Wellenstirn abstützt und in unterschiedlich großen Lastfällen ein durch Materialverformung herbeigeführter abgestufter Zahneingriff zwischen den Zähnen der Sperrklinke und der Blockierverzahnung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierverzahnung (12) einerseits und die Anschlagflächen der Sperrklinke (16) sowie die Kraftübertragungsflächen (25, 32) der Ausnehmung (15) der Wellenstirn (14) andererseits derart zueinander ausgerichtet sind, dass bei Zahneingriff der Sperrklinke (16) in die Blockierverzahnung ( 12) unter Normallast eine Kraftübertragung zwischen der Blockierverzahnung (12) und der Gurtwelle ( 13) in einer radialen Belastungsrichtung erfolgt, und dass bei im Crash-Fall ansteigender Last die zusätzlich auftretende Last aufgrund plastischer Verformung wenigstens eines in Eingriff genommenen Gehäusezahns (28, 26) der Blockierverzahnung (12) als in Umfangsrichtung wirksame Kraft übertragen wird.
2. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Umfangsrichtung verlaufenden Zahnflanken (26) der Blockierverzahnung (1 1) bei Überschreiten einer auf sie einwirkenden Belastung verformbar ausgebildet sind.
3. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils einen Gehäusezahn (28) der Blockierverzahnung ( 12) ausbildenden Zahnflanken (26, 27) miteinander einen Winkel von > 90° einschließen.
4. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Sperrklinke (16) aufnehmende Ausnehmung (15) in der Wellenstirn (14) eine erste Kraftübertragungsfläche (25) für die Kraftübertragung in radialer Richtung und eine zweite Kraftübertragungsfläche (32) für die Kraftübertragung in Umfangsriehtung aufweist, wobei die zweite Kraftübertragungsfläche während der unter Normallast erfolgenden radialen Kraftübertragung nicht an der zugeordneten Anschlagfläche der Sperrklinke ( 16) anliegt.
5. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kraftübertragungsfläche (25) als eine die in der Sperrklinke (16) zur Aufnahme eines an der Gurtwelle angeordneten Lagerzapfens (18) ausgebildete Lageröffnung (19) umschließende Fläche angeordnet ist und bei in Eingriff mit der Blockierverzahnung (12) stehender Sperrklinke bezüglich der Drehachse der Sperrklinke ( 16) radial dem in Umfangsrichtung vorderen Zahn ( 17) der Sperrklinke ( 16) gegenüberliegt.
6. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kraftübertragungsfläche (32) radial bis zum äußeren Umfang der Wellenstirn (14) verläuft und bei in Eingriff mit der Blockierverzahnung (12) stehender Sperrklinke (16) der lasteinleitenden Zahnflanke (26) des in Umfangsrichtung vorderen Gehäusezahns (28) in Umfangsrichtung gegenüberliegt derart, dass der die Zähne (17) tragende Bereich der Sperrklinke (16) zwischen der Zahnflanke (26) und der zweiten Kraftübertragungsfläche (32) gelegen ist.
7. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kraftübertragungsfläche (32) an einer in Umfangsrichtung in eine formentsprechende Einbuchtung (31 ) der Sperrklinke (16) vorspringenden Nase (30) ausgebildet ist.
8. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (18) an seinem äußeren durch die Lageröffnung (19) der Sperrklinke (16) hindurchragenden Ende bei aufgesetzter Sperrklinke (16) derart verformt ist, dass die Sperrklinke (16) auf dem Lagerzapfen (18) drehbar und gleichzeitig gegen axiale Verschiebung gesichert ist.
9. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Lagerzapfens ( 18) in einem Taumelnietprozess zu einem Nietkopf (20) verformt ist.
10. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtwelle an ihrer Wellenstirn ( 14) eine Vertiefung (15) zur bündigen Aufnahme der Sperrklinke ( 16) einschließlich des verformten Endes des Lagerzapfens (18) in der Wellenstirn aufweist.
1 1. Selbstsperrender Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenkörper (23) der Gurtwelle ( 13) einschließlich des Lagerzapfens ( 18) als Gußteil ausgebildet ist.
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