Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt
Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit einem Auszugsbegrenzer. Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt sind im Allgemeinen bekannt. Sie weisen üblicherweise einen Kraftbegrenzer auf, der im Rückhaltefall trotz an sich blockierter Gurtspule eine bestimmte Länge an Gurtband freigibt, um die auf einen Fahrzeuginsassen wirkenden Kräfte zu begrenzen. Der Kraftbegrenzer kann beispielsweise als Torsionsstab ausgeführt sein, der es erlaubt, dass sich die Gurtspule trotz einseitiger Blockierung in gewissem Maße weiterdreht. Das vermindert das Verletzungsrisiko eines Fahrzeuginsassen, da bei einem Gurtaufroller ohne Kraftbegrenzer hohe Kräfte beispielsweise auf den Brustkorb eines Fahrzeuginsassen wirken können, wenn es zu einem Verkehrsunfall kommt. Es ist jedoch generell wünschenswert, den Gurtbandauszug auf ein vorbestimmtes Maß zu begrenzen, damit einerseits die Vorverlagerung des Insassen insbesondere auf den Rücksitzen auf ein bestimmtes Maß begrenzt wird und andererseits das komplette Sicherheitssystem eines Fahrzeugs insbesondere mit einem Airbag optimal ausgenutzt werden kann. Hierzu werden im Stand der Technik üblicherweise Auszugsbegrenzer verwendet, die funktional zwischen der Gurtspule und dem Rahmen angeordnet sind. Der Auszugsbegrenzer ist dabei unabhängig vom Kraftbegrenzer und wird über einen Aktivierungsmechanismus aktiviert, sobald Verzögerungslasten auftreten, bei denen der Kraftbegrenzer anspricht. Der Auszugsbegrenzer wird über eine
BESTÄTIGUNGSIWiE
Relativdrehung zwischen einem Sperrteil und der Gurtspule aktiviert, wobei durch die Relativdrehung ein Gewindemechanismus aktiviert wird, der eine definierte Schraubbewegung des Gewindemechanismus zulässt und nach Durchlaufen der maximal zulässigen Umdrehungen einen weiteren Auszug sperrt. Der Gewindemechanismus besteht dabei typischerweise aus zwei Teilen, beispielsweise zwei Ringen, von denen einer eine Außen- und einer eine Innenverzahnung aufweist. Ein Teil ist drehfest zum Rahmen ausgeführt, und das andere Teil ist mit der Gurtspule drehfest verbunden. Da der Kraftbegrenzer eine Verdrehung der Gurtspule trotz einseitiger Sperrung der Gurtspule erlaubt, dreht sich auch der eine Teil des Gewindemechanismus. Dies hat eine Relativdrehung beider Teile zueinander zur Folge, wodurch sich ein Teil entlang des Gewindegangs bewegt. Der erlaubte Auszug des Gurtbandes, den der Auszugsbegrenzer gestattet, ist über eine Anzahl von Umdrehungen der beiden Teile zueinander bestimmt ist. Nach den zuvor definierten, maximal erlaubten Umdrehungen wird ein weiterer Auszug des Gurtbandes blockiert. Dadurch ist die Gurtspule komplett, das heißt auf beiden Seiten der Gurtspule, blockiert, und kein weiterer Auszug über den Kraftbegrenzer ist möglich.
Als nachteilig hat sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Gurtaufrollern herausgestellt, dass die Auszugsbegrenzer unabhängig von der Größe der Belastung im Rückhaltefall aktiviert werden können. Die eingebrachte Last ist dabei oftmals nicht so groß, dass der Auszugsbegrenzer seine den Auszug des Gurtbandes begrenzende Funktion ausüben muss. Vielmehr benötigt der Kraftbegrenzer nur einen Bruchteil des vom Auszugsbegrenzer zur Verfügung gestellten Weges. Das bedeutet, dass der Gewindemechanismus des Auszugsbegrenzers beispielsweise nur eine seiner vier bis zur Begrenzung zugeordneten Umdrehungen vollzogen hat. Dies hat zur Folge, dass bei einem späteren Rückhaltefall, der deutlich höhere Lasten als der erste aufweist, der Auszugsbegrenzer früher anspricht, da die zugeordneten Umdrehungen des Auszugsbegrenzers teilweise durch den ersten Auslösefall getätigt wurden. In dem Beispiel würden dann nur noch drei Umdrehungen anstatt der vorgesehenen vier Umdrehungen zur Verfügung stehen, da bereits eine Umdrehung durch den ersten Rückhaltefall mit geringer Belastung vollführt wurde. Dadurch greift die Begrenzung des Auszugsbegrenzers bei dem zweiten Auslösefall früher als vorgesehen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Gurtaufroller mit Auszugsbegrenzer zu schaffen, der in Abhängigkeit von der Schwere des Rückhalteefalls aktiviert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt vorgesehen, mit einer Gurtspule, einem Gurtstraffer, der die Gurtspule in einer Aufwickelrichtung antreiben kann, und einem Auszugsbegrenzer, der im aktivierten Zustand die Anzahl von Umdrehungen der Gurtspule in einer Abwickelrichtung begrenzen kann, wobei der Auszugsbegrenzer mit dem Gurtstraffer in Verbindung steht, sodass der Auszugsbegrenzer nur aktiviert werden kann, nachdem der Gurtstraffer aktiviert wurde.
Der Grundgedanke dieser Erfindung ist es, dass zur Aktivierung des Auszugsbegrenzers die Intelligenz des komplexen Aktivierungssystems des Gurtstraffers genutzt wird. Wenn das Aktivierungssystem erkennt, dass der Gurtstraffer ausgelöst werden soll, steht mit hinreichender Sicherheit fest, dass es sich um einen Rückhaltefall mit erheblichem Gefährdungspotential für den Insassen handelt. Dadurch wird der Auszugsbegrenzer nur dann aktiviert, wenn er auch seine den Gurtauszug begrenzende Funktion ausüben muss, wodurch unnötige Aktivierungen vermieden werden. Dagegen ist bei schwächeren Rückhaltefällen, bei denen der Gurtstraffer nicht aktiviert wird, gewährleistet, dass auch der Auszugsbegrenzer deaktiviert bleibt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Auszugsbegrenzer eine Stoppklinke sowie ein Halteteil auf, das zwischen einer Haltestellung, in welcher die Stoppklinke in einer deaktivierten Stellung gehalten wird, und einer Freigabestellung verstellbar ist, in der die Stoppklinke freigegeben ist. Dies schafft einen mechanischen Aktivierungsmechanismus, der sehr betriebssicher ist. Die Stoppklinke ist stabil, und darüber hinaus ist der damit verbundene Mechanismus kompakter ausgeführt als beispielsweise bei einem Auszugsbegrenzer mit Bremse. Insbesondere ist eine Feder vorgesehen, welche die Stoppklinke aus der deaktivierten Stellung in eine Eingriffsstellung beaufschlagt. Die Stoppklinke ist demnach vorgespannt, sodass kein aktives Einsteuern der Stoppklinke
vorgesehen ist, wodurch sich die Betriebssicherheit des Gurtaufrollers bzw. des Auszugsbegrenzers weiter erhöht.
Insbesondere weist der Auszugsbegrenzer einen Begrenzungsring auf, der begrenzt verdrehbar angebracht ist und in den die Stoppklinke eingreifen kann. Damit ist der Auszugsbegrenzer auf eine maximale Anzahl an Umdrehungen des Begrenzungsrings begrenzt. Die Anzahl an Umdrehungen definiert dabei eine vorbestimmte Abwickellänge des Gurtbandes, die der Auszugsbegrenzer maximal erlaubt. Die Umdrehungen des Begrenzungsrings starten erst dann, wenn die Stoppklinke mit dem Begrenzungsring bzw. dessen Verzahnung in Eingriff gerät.
Vorzugsweise ist ein Schaltelement vorgesehen, das bei Aktivierung des Gurtstraffers verstellt wird. Das Verstellen des Schaltelements durch die Aktivierung des Gurtstraffers bietet eine einfache mechanische Lösung, um den Auszugsbegrenzer zu aktivieren. Dabei kann ein Teil des Schaltelements mit dem Halteteil gekoppelt sein, das die Stoppklinke freigibt.
Insbesondere ist das Schaltelement federbeaufschlagt und kann aus einer Ausgangsstellung, in welcher der Auszugsbegrenzer deaktiviert ist, in eine Freigabestellung verstellt werden, in welcher der Auszugsbegrenzer aktiviert ist. Dadurch wird die Betriebssicherheit des Systems weiter erhöht, da das Schaltelement vorgespannt ist, wodurch es nicht aktiv angesteuert werden muss. Durch die mechanische Federbeaufschlagung des Schaltelements ist ein einfaches sowie sicheres System geschaffen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Schaltelement ein Stift, der verschiebbar in der Gurtspule gelagert ist. Die Ausführungsform als Stift ist vorteilhaft, da ein solcher Stift einfach und kostengünstig herzustellen ist. Darüber hinaus ist die Lagerung in der massiven Gurtspule besonders bevorzugt, um das Schaltelement zu schützen. Weiterhin unterstützt der Stift die kompakte Bauweise, da der Gurtstraffer und der Auszugsbegrenzer auf entgegengesetzten Seiten des Gurtaufrollers angebracht werden können und über den Stift die Gurtspule überbrückt wird.
Vorzugsweise stützt sich der Stift in der Ausgangsstellung an einem Kraftübertragungselement des Gurtstraffers ab. Dies ist besonders vorteilhaft, da
der Stift, der als Schaltelement fungiert, direkt an einem krafteinleitenden Element des Gurtstraffers angeordnet ist. Somit kann die Aktivierung des Gurtstraffers sofort vom Stift erfasst werden.
Insbesondere weist das Kraftübertragungselement ein Kraftübertragungsrad und ein Schaltrad auf, die relativ zueinander verdrehbar sind. An dem Schaltrad liegt dabei das Schaltelement an. Das Kraftübertragungsrad überträgt die auf das Kraftübertragungselement eingeleiteten Kräfte auf die Gurtspule. Somit ist das Kraftübertragungselement funktional durch zwei Unterbauteile ausgeführt, die jeweils eine eigene Funktion haben. Das Schaltrad und das Kraftübertragungsrad drehen sich im Normalfall synchron. Die Verdrehung des Schaltrads relativ zum Kraftübertragungsrad erfolgt durch Aktivierung des Gurtstraffers.
Vorzugsweise ist das Schaltrad mit Ausnehmungen versehen, wobei das Schaltelement in eine der Ausnehmungen eintauchen kann. Durch das Eintauchen des Schaltelements in die Ausnehmungen des Schaltrads schaltet das Schaltelement, wenn es zu einer Relativdrehung zwischen dem Schaltrad und dem Kraftübertragungsrad kommt. Dabei kann durch das Eintauchen und Schalten des Schaltelements der Auszugsbegrenzer aktiviert werden. So lange keine relative Verdrehung zwischen dem Schaltrad und dem Kraftübertragungsrad stattfindet, sind die Ausnehmungen des Schaltrads durch das Kraftübertragungsrad versperrt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Schaltrad vom Gurtstraffer beaufschlagt. Dadurch ist gewährleistet, dass das Schaltelement in die Ausnehmungen des Schaltrads nur dann eintaucht, wenn der Gurtstraffer auslöst und dabei das Schaltrad beaufschlagt. Durch die Beaufschlagung durch den Gurtstraffer wird das Schaltrad relativ zum Kraftübertragungsrad verdreht, wodurch die Ausnehmungen freigegeben werden, in die das Schaltelement eintauchen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Kraftübertragungsrad vom Gurtstraffer beaufschlagt. In dieser Ausführungsform ist somit das Kraftübertragungsrad als Auslöseelement des Auszugsbegrenzers anzusehen. Das Kraftübertragungsrad wirkt mit dem Gurtstraffer zusammen bzw. wird von diesem beaufschlagt, sodass das Kraftübertagungsrad sich relativ zum Schaltrad
verdreht. Dadurch werden die Ausnehmungen freigegeben, und das Schaltelement kann in diese eintreten, wodurch es schaltet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Gurtstraffer mindestens ein Schubelement auf, das nach Auslösung des Gurtstraffers verstellt wird, um die Gurtspule in der Aufwickelrichtung anzutreiben, und das Schaltelement wird von dem Schubelement verstellt. Somit ist das Schaltelement, das den Auszugsbegrenzer schaltet, mechanisch mit einem Element des Gurtstraffers gekoppelt, in diesem Fall dem Schubelement. Der Auszugsbegrenzer wird demnach nur bei Aktivierung des Gurtstraffers aktiviert, wobei die Aktivierung über das Schaltelement und das Schubelement erfolgt. Das Schalten des Schaltelements erfolgt somit automatisch mit der Aktivierung des Gurtstraffers.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Schaltelement ein Hebel, der aus einer Ausgangsstellung, in welcher der Auszugsbegrenzer deaktiviert ist, in eine Freigabestellung verstellt werden kann, in welcher der Auszugsbegrenzer aktiviert ist. Die Ausführung des Schaltelements als Hebel ist besonders vorteilhaft, da der Hebel und somit auch der Aktivierungsmechanismus kostengünstig herstellbar sind. Der Hebel kann dabei in einfacher Weise vom Schubelement verstellt werden.
Vorzugsweise ist das Schaltelement am Rahmen des Gurtaufrollers gelagert. Dadurch ist das Schaltelement an einem massiv ausgeführten Teil des Gurtaufrollers gelagert, wodurch sichergestellt ist, dass das Schaltelement betriebssicher gelagert und im Bedarfsfall funktionstüchtig ist.
Insbesondere ist das Schaltelement um eine Achse verschwenkbar, die sich parallel zur Mittelachse der Gurtspule erstreckt. Somit kann der platzsparende Aufbau des Gurtaufrollers unterstützt werden, da Funktionselemente auf beiden Seiten des Gurtaufrollers durch das Schaltelement miteinander gekoppelt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Halteteil vorgesehen, das verdrehbar an der Gurtspule gelagert ist, wobei das Halteteil von einem Arretiermittel lösbar in einer Haltestellung gehalten wird. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Halteteil, das die Stoppklinke hält, selbst über ein
weiteres Element, nämlich das Arretiermittel, derart gehalten, dass es der Drehbewegung der Gurtspule folgen kann.
Vorzugsweise ist das Halteteil ein Trägheitselement, das drehbar an der Gurtspule angebracht ist. Das Halteteil kann aufgrund seiner Trägheit der Drehbewegung der Gurtspule ab einer bestimmten Beschleunigung der Gurtspule, die unterhalb der vom Gurtstraffer auf die Gurtspule aufgebrachten Beschleunigung liegt, nicht mehr folgen. Dadurch ist ein passives, lediglich von der Beschleunigung der Gurtspule abhängiges Halteteil geschaffen.
Insbesondere ist das Arretiermittel eine Arretierlasche, deren Arretierwirkung überwunden wird, wenn ein vorbestimmtes Drehmoment zwischen dem Halteteil und der Gurtspule wirkt. Die Arretierlasche arretiert die Stoppklinke bis zu einem gewissen Drehmoment. Ab einer bestimmten Drehbeschleunigung der Gurtspule löst sich das Halteteil und gibt die Stoppklinke frei. Dadurch wird der Auszugsbegrenzer erst ab einer vorbestimmten Beschleunigung aktiviert, wobei diese Beschleunigung unterhalb derjenigen liegt, die der Gurtstraffer auf die Gurtspule ausübt.
Vorzugsweise kann das Arretiermittel das Halteteil in einer Freigabestellung halten. Dies gewährleistet, dass sich das Halteteil während einer Drehbewegung mit geringer Beschleunigung nicht löst und somit die Stoppklinke in der Freigabestellung verharrt. Der Auszugsbegrenzer bleibt demnach bei Drehbewegungen mit geringer Beschleunigung weiterhin deaktiviert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Aktor für die Stoppklinke vorgesehen, der durch das Signal des Gurtstraffers ausgelöst wird. Somit ist ein Auszugsbegrenzer geschaffen, der aktiv über einen Aktor aktiviert wird, insbesondere über ein Stellelement. Die Aktivierung geschieht dabei in Abhängigkeit von der Aktivierung des Gurtstraffers, da dasselbe Signal verwendet werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
- Figur 1 einen Schnitt eines Gurtaufrollers mit Auszugsbegrenzer aus dem Stand der Technik,
- Figur 2 eine Perspektivansicht des Gurtaufrollers aus Figur 1 ,
- Figur 3 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers nach einer ersten Ausführungsform,
- Figur 4 eine Perspektivansicht des Gurtaufrollers aus Figur 3 mit einem Gurtstraffer,
- Figur 5 eine Perspektivansicht einiger Funktionselemente eines Aktivierungsmechanismus eines Auszugsbegrenzers des Gurtaufrollers,
- Figur 6a eine Strafferseite des Gurtaufrollers mit aktiviertem Auszugsbegrenzer, - Figur 6b eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers mit nicht aktiviertem Auszugsbegrenzer,
- Figur 7a eine Strafferseite des Gurtaufrollers mit aktiviertem Auszugsbegrenzer,
- Figur 7b eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers mit aktiviertem Auszugsbegrenzer,
- Figur 8a eine Strafferseite des Gurtaufrollers im Rückhaltefall,
- Figur 8b eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers im Rückhaltefall,
- Figur 9 eine Perspektivansicht des Gurtaufrollers ohne Gurtspule,
- Figur 10 eine Perspektivansicht der Gurtspule mit einem Kraftübertragungselement,
- Figur 11 einen Schnitt durch die Gurtspule von Figur 10,
- Figur 12 eine Perspektivansicht eines Schaltrads des Auszugsbegrenzers,
- Figur 13 eine Perspektivansicht eines Kraftübertragungselements nach einer zweiten Ausführungsform des Gurtaufrollers, - Figur 14 eine Perspektivansicht eines Gurtaufrollers nach einer dritten Ausführungsform,
- Figur 15 eine andere Perspektivansicht des Gurtaufrollers nach Figur 14 ohne Gurtstraffer,
- Figur 16a eine Strafferseite des Gurtaufrollers der dritten Ausführungsform mit nicht geschaltetem Schaltelement, - Figur 16b eine Strafferseite des Gurtaufrollers der dritten Ausführungsform mit geschaltetem Schaltelement,
- Figur 17a eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers der dritten Ausführungsform,
- Figur 17b eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers der dritten Ausführungsform,
- Figur 18 eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers der dritten Ausführungsform mit aktiviertem Auszugsbegrenzer, wobei zur Übersichtlichkeit einige Elemente nicht dargestellt sind,
- Figur 19a eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers der dritten Ausführungsform, wobei zur Übersichtlichkeit einige Elemente nicht dargestellt sind,
- Figur 19b eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers der dritten Ausführungsform, wobei zur Übersichtlichkeit einige Elemente nicht dargestellt sind, - Figur 20a eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers nach einer vierten Ausführungsform mit nicht aktiviertem Auszugsbegrenzer,
- Figur 20b eine Perspektivansicht des Gurtaufrollers nach der vierten Ausführungsform mit nicht aktiviertem Auszugsbegrenzer,
- Figur 20c eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers nach der vierten Ausführungsform mit aktiviertem Auszugsbegrenzer,
- Figur 20d eine Perspektivansicht des Gurtaufrollers nach der vierten Ausführungsform mit aktiviertem Auszugsbegrenzer,
- Figur 21 a eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers nach einer fünften Ausführungsform mit nicht aktiviertem Auszugsbegrenzer, und
- Figur 21 b eine Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers der fünften Ausführungsform mit aktiviertem Auszugsbegrenzer.
Anhand der Figuren 1 und 2, in denen ein Gurtaufroller 10 aus dem Stand der Technik gezeigt ist, wird zunächst generell die Funktionsweise eines Gurtaufrollers 10 mit einem Sperrmechanismus 12, einem Kraftbegrenzer 14 sowie einem Auszugsbegrenzer 16 erläutert.
Der Gurtaufroller 10 weist einen Rahmen 18 und eine Gurtspule 20 auf, auf welchen ein hier nicht dargestelltes Gurtband eines Sicherheitsgurtes aufgewickelt werden kann. Auf ihrer rechten Seite (bezogen auf Figur 1) ist die Gurtspule 20 mit einem Sperrteil 22 versehen, welches zudem ein Teil des Sperrmechanismus 12 ist. Das Sperrteil 22 weist eine Sperrverzahnung 24 auf, mit der eine Blockierklinke 26 bei einem Rückhaltefall in Eingriff geraten kann, wodurch der Sperrmechanismus 12 des Gurtaufrollers 10 aktiviert ist und die Gurtspule 20 einseitig sperrt, um einen weiteren Auszug des Gurtbands zu verhindern. Der Sperrmechanismus 12 kann dabei in bekannter Weise fahrzeugsensitiv oder gurtbandsensitiv ausgelöst werden.
Im Inneren der Gurtspule 20 ist der Kraftbegrenzer 14 in Form eines Torsionstabes angeordnet, der mit seinem rechten Ende (bezogen auf Figur 1) drehfest mit dem Sperrteil 22 verbunden ist. Das andere Ende des Kraftbegrenzers 14 ist mit der Gurtspule 20 drehfest verbunden. Dadurch kann sich die Gurtspule 20 durch Verdrehen des Kraftbegrenzers 14 in sich bei ansonsten aktiviertem Sperrmechanismus 12 weiter drehen, wenn das auf den Kraftbegrenzer 14 wirkende Drehmoment größer als das Widerstandsmoment des Kraftbegrenzers 14 ist. Der Sperrmechanismus 12 sperrt somit die Gurtspule 20 nur auf der rechten Seite des Gurtaufrollers 10, wobei der Kraftbegrenzer 14 bei hohen Verzögerungslasten ein Drehen der Gurtspule 20 in gewissen Maße erlaubt, um die auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Kräfte zu begrenzen.
Auf der linken Seite des Gurtaufrollers 10 (bezogen auf Figur 1) ist der Auszugsbegrenzer 16 angeordnet. Der Aktivierungsmechanismus des Auszugsbegrenzers 16 weist ein Schaltelement 28 mit Gewinde auf, das mit einem Halteteil 30 über einen Gewindemechanismus 38 zusammenwirkt, der zur Aktivierung des Auszugsbegrenzers 16 dient. Das Halteteil 30 hält eine an der Gurtspule 20 gelagerte Stoppklinke 32 (siehe insbesondere Figur 2) in einer
Ausgangsstellung. Die Stoppklinke 32 ist über eine als Druckfeder ausgeführte Feder 34 derart beaufschlagt, dass die Stoppklinke 32 bei Freigabe in einen Verzahnungsbereich 36 des Rahmens 18 einsteuert und ein Verdrehen der Gurtspule 20 blockiert. Somit ist der Äuszugsbegrenzer 16 aktiviert, wodurch die Gurtspule 20 komplett, das heißt auf beiden Seiten des Gurtaufrollers 10, gesperrt ist, und womit auch der Kraftbegrenzer 14 keinen weiteren Gurtbandauszug ermöglicht.
Das Aktivieren des Auszugsbegrenzers 16 erfolgt dabei im Stand der Technik wie folgt: Das Schaltelement 28 und das Halteteil 30 sind mit dem Sperrteil 22 bzw. der Gurtspule 20 drehfest verbunden. Zudem ist das Halteteil 30 mit dem Schaltelement 28 über den Gewinde- bzw. Verzahnungsmechanismus 38 gekoppelt (siehe Figur 1), sodass sich das Halteteil 30 bei Relativdrehung der Gurtspule 20 zum Sperrteil 22 entlang des Pfeils S bewegen kann. Das Schaltelement 28 mit dem daran angeordneten Halteteil 30 hält die Stoppklinke 32 im Normalfall in ihrer Ausgangsstellung. „Normalfall" bedeutet, dass der Sperrmechanismus 12 nicht aktiviert ist und sich die Gurtspule 20 ungehindert drehen kann, da weder die Blockierklinke 26 mit der Sperrverzahnung 24 noch die Stoppklinke 32 mit dem Verzahnungsbereich 36 des Rahmens 18 in Eingriff steht.
Wenn der Sperrmechanismus 12 fahrzeugsensitiv oder gurtbandsensitiv anspricht, steuert die Blockierklinke 26 in die Sperrverzahnung 24 ein, wodurch das Sperrteil 22 drehfest gehalten wird. Die Gurtspule 20 ist somit einseitig gesperrt und drehfest, so lange das auf die Gurtspule 20 wirkende Drehmoment geringer ist als das Drehmoment, das vom Kraftbegrenzer 14 übertragen werden kann. Wird dieses Drehmoment jedoch aufgrund der auf das Gurtband wirkenden Kräfte überschritten, so gibt der Kraftbegrenzer 14 nach bzw. er todiert, wodurch sich die Gurtspule 20 relativ zum Sperrteil 22 dreht. Aufgrund der relativen Verdrehung schraubt sich das Halteteil 30 über den Gewindemechanismus 38 in der Richtung des Pfeils S in die Gurtspule 20 hinein, wodurch das Halteteil 30 außer Eingriff mit der Stoppklinke 32 kommt und diese freigegeben wird. Die Stoppklinke 32 schwenkt daraufhin aufgrund der Feder 34 um einen Lagerpunkt
40 in den Verzahnungsbereich 36 des Rahmens 18 ein, wodurch der Auszugsbegrenzer 16 einen weiteren Gurtbandauszug verhindert.
Die erlaubte Auszugslänge durch den Auszugsbegrenzer 16 ist dabei durch die Relativumdrehungen des Halteteils 30 zum Schaltelement 28 des Gewindebzw. Verzahnungsmechanismus 38 definiert, wobei die Ausgestaltung des Halteteils 30 zusätzlich eine Rolle spielt. Letztendlich ist die erlaubte Auszugslänge über die Anzahl der Umdrehungen des Gewinde- bzw. Verzahnungsmechanismus 38 definiert, bis das Halteteil 30 außer Eingriff mit der Stoppklinke 32 gerät und diese dadurch freigibt.
Wenn der Sperrmechanismus 12 aktiviert wird und der Kraftbegrenzer 14 kurzzeitig tordiert, folgt daraus, dass sich das Halteteil 30 nur um einen Teilweg zum Schaltelement 28 entlang des Gewindemechanismus 38 bewegt. Damit ist der Auszugsbegrenzer 16 voraktiviert worden, jedoch hat er nur einen Teilweg des eigentlich zur Verfügung stehenden Weges zurückgelegt. Bei einem späteren Rückhaltefall würde der Auszugsbegrenzer 16 früher als geplant den Gurtbandauszug verhindern, da nicht mehr der komplette Gewindegang des Gewindemechanismus 38 zur Verfügung steht.
Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht, wird der Auszugsbegrenzer 16 im Stand der Technik voraktiviert, sobald der Kraftbegrenzer 14 anspricht. Dies kann bereits bei leichten Rückhaltefällen der Fall sein, also beispielsweise bei leichten Parkremplern.
Alternativ zu dem Gewindemechanismus 38 im Inneren der Gurtspule 20 gibt es auch die Möglichkeit, den Gewinde- bzw. Verzahnungsmechanismus 38 durch einen Gewindering und einen Gegenring bereitzustellen, wobei der Gewindering eine Innenverzahnung und ein Außengewinde aufweist. Die Stoppklinke 32 wird bei einer derartigen Ausführungsform nach Freigabe durch das Halteteil 30 in die Innenverzahnung des Gewinderings gesteuert und koppelt diesen an die Drehbewegung der Gurtspule 20, wodurch sich der Gewindering mit seinem Außengewinde in ein Innengewinde des Gegenrings dreht. Der Gegenring ist dabei am Rahmen 18 fest gelagert. Das Verdrehen des Gewinderings in den Gegenring ist so lange möglich, bis der Gewindering einen Anschlag erreicht und keine weitere Drehbewegung der Gurtspule 20 mehr möglich ist. Somit ist der maximal erlaubte Gurtbandauszug durch das Drehen des Gewinderings relativ
zum Gegenring analog zum Gewinde- bzw. Verzahnungsmechanismus 38 aus den Figuren 1 und 2 festgelegt.
Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Auszugsbegrenzer 16 weist einen Aktivierungs- mechanismus auf, der in Abhängigkeit von einem hier nicht gezeigten Gurtstraffer auslöst. Für die aus den Figuren 1 und 2 bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Der Gurtaufroller 10 weist einen Rahmen 18 und eine Gurtspule 20 auf. Um die Gurtspule 20 ist ein hier nicht dargestelltes Gurtband gewickelt, das einen Fahrzeuginsassen in einem Rückhaltefall fixiert. Der Auszugsbegrenzer 16 ist in dieser Figur nicht zu sehen, da er auf der gegenüberliegenden Seite des Gurtaufrollers 10 angeordnet ist.
Auf dieser Seite des Gurtaufrollers 10 ist ein Kraftübertragungselement 42 angeordnet, welches mit einem Gurtstraffer 44 (siehe Figur 4) zusammenwirkt. Das Kraftübertragungselement 42 weist ein Schaltrad 46 sowie ein Kraftübertragungsrad 48 auf, wobei am Schaltrad 46 „L-förmige" Angriffselemente 50 vorgesehen sind. Das Schaltrad 46 und das Kraftübertragungsrad 48 sind auf einer Achse relativ zueinander verdrehbar gelagert, jedoch drehen sie sich im Normalfall synchron. Die „L-förmigen" Angriffselemente 50 dienen dem Gurtstraffer 44 als Angriffspunkte, um die Gurtspule 20 in Aufwickelrichtung anzutreiben.
Die Gurtspule 20, die innerhalb des Rahmens 18 gelagert ist, weist zudem eine Vertiefung für das Schaltelement 28 auf, welches durch ein Federelement 52 vorgespannt ist und gegen das Kraftübertragungselement 42 beaufschlagt wird. Das Schaltelement 28 ist in der Gurtspule 20 verschiebbar gelagert und wird indirekt vom Gurtstraffer 44 geschaltet und aktiviert dadurch indirekt den Auszugsbegrenzer 16 auf der gegenüberliegenden Seite des Gurtaufrollers 10. Die exakte Funktionsweise bzw. das Schalten des Schaltelements 28 wird anhand der Figuren 5 bis 8 näher erläutert.
In Figur 4 ist zunächst der Gurtaufroller 10 aus Figur 3 mit daran angeordnetem Gurtstraffer 44 gezeigt. Ein hier nicht gezeigter Gasgenerator ist
an dem einen Ende angeordnet und beaufschlagt bei Aktivierung des Gurtstraffers 44 ein schematisch dargestelltes Schubelement 54, das auf das Kraftübertragungselement 42 bzw. auf die„L-förmigen" Angriffselemente 50 des Schaltrads 46 wirkt, wodurch das Schaltelement 28 schaltet. Figur 5 zeigt die wesentlichen Funktionselemente, die für das Schalten des Schaltelements 28 und für das Aktivieren des Auszugsbegrenzers 16 nötig sind. Dabei ist das Kraftübertragungselement 42 gezeigt, das das Kraftübertragungsrad 48 sowie das Schaltrad 46 mit den „L-förmigen" Angriffselementen 50 aufweist. Zudem sind Ausnehmungen 56 zu sehen, die am Schaltrad 46 vorgesehen sind. In der gezeigten Darstellung, die dem nicht geschalteten Zustand des Schaltelements 28 entspricht, sind die Ausnehmungen 56 vom Kraftübertragungsrad 48 versperrt. An dem linken Ende (bezogen auf Figur 5) des Schaltelements 28 ist das Halteteil 30 angeordnet, das die Stoppklinke 32 gegen den Federdruck der Feder 34 in der Freigabeposition hält. Im Normalfall, das heißt bei normalen Fahrzeug betrieb und damit einhergehenden Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurt zum An- und Abschnallen, verdreht sich das Kraftübertragungselement 42 mit der Gurtspule 20 synchron ohne Relativdrehung. Damit ist die Anlageposition des Schaltelements 28 am Schaltrad 46 dieselbe, da sich das Schaltelement 28 mit der Gurtspule 20 dreht, die sich synchron mit dem Schaltrad 46 und dem Kraftübertragungsrad 48 dreht.
Bei einem Rückhaltefall würde der Sperrmechanismus 12 auslösen, um den Fahrzeuginsassen über das Gurtband zu fixieren. Je nach Stärke des Rückhaltefalls können Kräfte entstehen, die derart groß sind, dass der Kraftbegrenzer 14 leicht tordiert. Die Gurtspule 20 würde sich aufgrund des Kraftbegrenzers 14 gegenüber dem Kraftübertragungselement 42 leicht drehen, welches an der vom aktivierten Sperrmechanismus 12 fixierten Seite der Gurtspule 20 angeordnet ist. Das Schaltelement 28 würde demnach in eine der Ausnehmungen 56 gelangen, jedoch nicht eintauchen, da die Ausnehmungen 56 weiterhin durch das Kraftübertragungsrad 48 versperrt sind. Damit ist der Auszugsbegrenzer 16 trotz aktivem Kraftbegrenzer 14 nicht aktiviert worden. Zudem sind an den Ausnehmungen 56 Rampen 58 vorgesehen, wodurch das Schaltelement 28 nicht an einer Kante der Ausnehmungen 56 hängen bleibt.
In den Figuren 6 bis 8 ist der Fall gezeigt, dass der Rückhaltefall so stark ist, dass der Gurtstraffer 44 auslöst und somit das Schaltelement 28 schaltet.
Figur 6a zeigt die Gurtstrafferseite des Gurtaufrollers 10, an dem das Kraftübertragungselement 42 angeordnet ist. In der gezeigten Situation hat der Gurtstraffer 44 ausgelöst, und das Schubelement 54 wird von dem Gurtstraffer 44 beaufschlagt, um auf das Kraftübertragungselement 42 derart zu wirken, dass die Gurtspule 20 in Aufwickelrichtung gedreht wird.
Figur 6b zeigt Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers 10 zum selben Zeitpunkt. Da der Auszugsbegrenzer 16 noch nicht aktiviert worden ist, wird die Stoppklinke 32 vom Halteteil 30 gegen den Druck der Feder 34 in der Freigabestellung gehalten. Die Stoppklinke 32 kann somit nicht um den Lagerpunkt 40 schwenken und bleibt außer Eingriff mit einer Verzahnung 60 eines Begrenzungsrings 62.
In Figur 7a ist der Gurtaufroller 10 aus Figur 6a zu einem späteren Zeitpunkt gezeigt, da das Schubelement 54 die „L-förmigen" Angriffselemente 50 des Schaltrads 46 beaufschlagt hat und somit das Schaltrad 46 relativ zum Kraftübertragungsrad 48 verdreht hat. Aufgrund der Verdrehung des Schaltrads 46 relativ zum Kraftübertragungsrad 48 sind die Ausnehmungen 56 freigelegt worden, sodass das Schaltelement 28 in eine der Ausnehmungen 56 eintauchen konnte. Dies ist dadurch möglich, da das Schaltelement 28 durch das Federelement 52 beaufschlagt wird und andererseits verschiebbar in der Gurtspule 20 gelagert ist. Das Schaltelement 28 befindet sich somit im geschalteten Zustand. Des Weiteren wird das Schubelement 54 das Kraftübertragungselement 42 weiter beaufschlagen, wodurch die Gurtspule 20 in Aufwickelrichtung A gedreht wird.
Auf der Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers 10, die in Figur 7b gezeigt ist, wird durch das Schalten des Schaltelements 28 das Halteteil 30 ebenfalls verschoben, sodass das Halteteil 30 die Stoppklinke 32 freigibt. Die Stoppklinke 32 verschwenkt aufgrund des Federdrucks der Feder 34 um den Lagerpunkt 40 und greift daraufhin in die Verzahnung 60 des Begrenzungsrings 62 ein. Somit ist der Auszugsbegrenzer 16 aktiviert, d.h. die Gurtspule 20 und der Begrenzungsring 62 sind bei einer Drehung der Gurtspule in Abwickelrichtung B gekoppelt. Wird die Gurtspule in Aufwickelrichtung A gedreht, kann sich diese
aufgrund der Sperrgeometrie der Stoppklinke und der Verzahnungsgeometrie relativ zum Begrenzungsring drehen.
Figur 8a zeigt den Beginn der Rückdrehung in Abwickelrichtung B der Gurtspule 20 nach Abschluss der Straffung. Dies liegt daran, dass der Fahrzeuginsasse nach erfolgter Gurtstraffung eine Kraft aufgrund der Fahrzeugverzögerung aufbringt, die die Gurtspule 20 in Abwickelrichtung B drehen lässt. Das Kraftübertragungselement 42 bleibt jedoch aufgrund des aktivierten Sperrmechanismus 12 drehfest, sodass sich die Gurtspule 20 aufgrund der Torsion des Kraftbegrenzers 14 verdrehen kann. Dabei wird das durch eine der Ausnehmungen 56 eingetauchte Schaltelement 28 am Kraftübertragungsrad 48 abgeschert.
In Figur 8b ist gezeigt, dass das Verdrehen der Gurtspule 20 in Abwickelrichtung B ein Drehen des Begrenzungsrings 62 zur Folge hat. Die Gurtspule 20 dreht sich weiter in Abwickelrichtung B, wodurch die Stoppklinke 32, die sich mit der Gurtspule 20 dreht und in der Verzahnung 60 des Begrenzungsrings 62 eingesteuert ist, den Begrenzungsring 62 in Drehrichtung der Gurtspule 20 antreibt. Der mit der Gurtspule 20 sich drehende Begrenzungsring 62 schraubt sich dabei aufgrund eines Gewindemechanismus 64 entlang eines Gewindeelements 66 bis zu einem Anschlag. Bei Erreichen des Anschlags wird ein weiteres Verdrehen der Gurtspule 20 verhindert, wodurch diese komplett, das heißt auf beiden Seiten des Gurtaufrollers 10, gesperrt ist und kein weiterer Gurtbandauszug mehr ermöglicht wird.
Der Auszugsbegrenzer 16 definiert dabei seine maximal erlaubte Gurtbandauszugslänge über den Gewindemechanismus 64 des Begrenzungsrings 62 mit dem Gewindeelement 66. Demnach entspricht dieser Gewindemechanismus 64 dem Verzahnungs- bzw. Gewindemechanismus 38 aus dem Stand der Technik (Figur 1), da über den Gewindemechanismus 64 die maximale Gurtbandauszugslänge definiert ist. In dieser Ausführungsform ist der Gewindemechanismus 64 jedoch an der zweiten Seite des Gurtaufrollers 10 angeordnet im Gegensatz zu dem Verzahnungs- bzw. Gewindemechanismus 38 aus den Figuren 1 und 2, wo er in der Gurtspule 20 angeordnet ist.
Figur 9 zeigt den Rahmen 18 des Gurtaufrollers 10 mit Gurtstraffer 44, wobei die Gurtspule 20 und der Auszugsbegrenzer 16 nicht dargestellt sind. Das
Schaltelement 28, welches sich entlang der hier nicht gezeigten Gurtspule 20 erstreckt, ist gut zu erkennen. Des Weiteren ist zu erkennen, dass sich das Schaltelement 28 am Schaltrad 46 abstützt. In der gezeigten Stellung befindet sich das Schaltrad 46 in einer nicht aktivierten Position durch den Gurtstraffer 44 bzw. das Schubelement 54 des Gurtstraffers 44, da das Schaltelement 28 nicht in einer der Ausnehmungen 56 eingetaucht ist. Die Ausnehmungen 56 sind von dem Kraftübertragungsrad 48 versperrt. Aus der Figur ist eine Aufnahme 68 für einen Gasgenerator des Gurtstraffers 44 gut zu erkennen, mit dem das nicht dargestellte Schubelement 54 mit dem vom Gasgenerator erzeugten Druck beaufschlagt werden kann, um auf das Kraftübertragungselement 42 eine Kraft auszuüben, die die Gurtspule 20 in Aufwickelrichtung antreibt.
Figur 10 zeigt die Gurtspule 20 mit daran angeordnetem Kraftübertragungselement 42. Das Schaltrad 46 mit den „L-förmigen" Angriffselementen 50 ist gut zu erkennen sowie der als Torsionsstab ausgeführte Kraftbegrenzer 14, der mittig in der Gurtspule 20 angeordnet ist. Das Schaltelement 28, das den Auszugsbegrenzer 16 schaltet, ist ebenso zu erkennen und erstreckt sich wie der Kraftbegrenzer 14 im Inneren der Gurtspule 20.
Figur 11 zeigt die Gurtspule 20 aus Figur 10 im Schnitt. Der Aufbau der Gurtspule 20 mit dem mittig angeordneten Kraftbegrenzer 14 ist in dieser Figur gut zu erkennen. Ähnlich wie bei Figur 1 ist auf der rechten Seite das Sperrteil 22 angeordnet, das mit dem Kraftbegrenzer 14 drehfest verbunden ist. Auf der linken Seite ist der Kraftbegrenzer 14 mit der Gurtspule 20 drehfest gekoppelt, wodurch bei aktvierten Sperrmechanismus 12 mit drehfest gehaltenem Sperrteil 22 eine Drehung der Gurtspule 20 über die Torsion des Kraftbegrenzers 14 ermöglicht wird.
Zudem ist der prinzipielle Aufbau des Aktivierungsmechanismus des Auszugsbegrenzers 16 zu erkennen. Das Schaltelement 28 ist nicht geschaltet, da auf der linken Seite (bezogen auf Figur 11) der Gurtspule 20 das Halteteil 30 übersteht. Weiterhin ist auf der rechten Seite zu erkennen, dass das Schaltelement 28 am Schaltrad 46 anliegt. Auf der linken Seite ist der Lagerpunkt 40 der Stoppklinke 32 erkennbar, der als Zapfen an der Gurtspule 20 ausgeführt ist.
In Figur 12 ist das Schaltrad 46 des Kraftübertragungselements 42 separat gezeigt, wobei die Ausnehmungen 56 gut zu erkennen sind. Zudem sind die„L- förmig" ausgeführten Angriffselemente 50 gezeigt, auf die das Schubelement 54 des Gurtstraffers 44 wirkt, um das Schaltrad 46 relativ zum Kraftübertragungsrad 48 zu verdrehen, wodurch die Ausnehmungen 56 freigelegt werden und das Schaltelement 28 schaltet.
Figur 13 zeigt das Kraftübertragungselement 42 für einen Gurtaufroller 10 nach einer zweiten Ausführungsform, wobei das Kraftübertragungsrad 48 wie eine Turbine ausgeführt ist. Der Gurtstraffer 44 wirkt in dieser Ausführungsform direkt auf das Kraftübertragungsrad 48, wodurch durch dieses bei Aktivierung des Gurtstraffers 44 relativ zum Schaltrad 46 verdreht wird und somit die Ausnehmungen 56 freigegeben werden. Der weitere Verlauf der Aktivierung ist analog zu der ersten Ausführungsform. Es wird lediglich anstelle des Schaltrads 46 das Kraftübertragungsrad 48 vom Gurtstraffer 44 beaufschlagt. Figur 14 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers 10, wobei für Merkmale, die aus den vorherigen Figuren bekannt sind, die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Analog zur ersten Ausführungsform weist diese Ausführungsform des
Gurtaufrollers 10 ebenfalls den Rahmen 18, die Gurtspule 20, den Auszugsbegrenzer 16 und das Kraftübertragungselement 42 auf, das vom Gurtstraffer 44 beaufschlagt wird.
Zudem ist das Schaltelement 28 vorgesehen, wobei dies in dieser Ausführungsform als Hebel ausgeführt ist, wodurch sich der Aktivierungsmechanismus des Auszugsbegrenzers 16 gegenüber den ersten beiden Ausführungsformen leicht ändert.
Das Schaltelement 28 ist zwischen dem Kraftübertragungselement 42, das in dieser Ausführungsform nur aus dem Kraftübertragungsrad 48 besteht, und dem Gurtstraffer 44 angeordnet.
Bei Aktivierung des Gurtstraffers 44 wirkt das Schubelement 54 mit dem Kraftübertragungselement 42 zusammen, sodass die Gurtspule 20 in Aufwickelrichtung gedreht wird, um das Gurtband zu straffen und den
Fahrzeuginsassen am Sitz zu fixieren. Dies geschieht analog zu der ersten Ausführungsform.
In dieser Ausführungsform gerät das Schubelement 54 jedoch zunächst mit dem Schaltelement 28, das als Hebel ausgeführt ist, in Kontakt, wodurch das Schaltelement 28 verstellt wird. Durch Aktivierung des Gurtstraffers 44 wird somit das Schaltelement 28 aus einer inaktiven in eine aktive Stellung versetzt.
Figur 15 zeigt den Gurtaufroller 10 gemäß der dritten Ausführungsform aus einer anderen Perspektive, wodurch das Schaltelement 28 besser zu erkennen ist. Zudem ist in dieser Figur der Gurtstraffer 44 nicht dargestellt, wodurch das Schubelement 54 freiliegt. Aus der Figur ist zu entnehmen, dass das Schaltelement 28 sich längs der Gurtspule 20 erstreckt und dabei am Rahmen 18 gelagert ist. Das von dem Schubelement 54 beaufschlagte Schaltelement 28 wird demnach um eine Achse verschwenkt, die sich parallel zur Mittelachse der Gurtspule 20 erstreckt, und der Auszugsbegrenzer 16 wird auf der gegenüberliegenden Seite aktiviert.
Das Verschwenken des Schaltelements 28 durch das Schubelement 54 bewirkt indirekt die Freigabe der Stoppklinke 32, wodurch der Auszugsbegrenzer 16 aktiviert wird. Dies ist in den Figuren 17 bis 19 gezeigt.
Figur 16a zeigt die Gurtstrafferseite des Gurtaufrollers 10 gemäß der dritten Ausführungsform. Der Auszugsbegrenzer 16 ist in der gezeigten Darstellung nicht aktiviert, da das Schaltelement 28 durch das Schubelement 54 noch nicht verschwenkt und geschaltet ist. Das Schubelement 54 ist jedoch vom Gurtstraffer 44 aktiviert worden und ist gerade im Begriff, das Schaltelement 28 zu verschwenken und somit zu schalten. In Figur 16b ist der Gurtaufroller 10 mit geschaltetem Schalte ement 28 gezeigt, da dieses vom Schubelement 54 verschwenkt worden ist. Durch das Verschwenken des Schaltelements 28 wurde auf der Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers 10, die in den Figuren 17 bis 19 dargestellt ist, der Auszugsbegrenzer 16 aktiviert. Das von dem Gurtstraffer 44 angetriebene Schubelement 54 ist in der hier gezeigten Darstellung bereits mit dem Kraftübertragungselement 42 in Eingriff, wodurch die Strafffunktion des
Gurtstraffers 44 ausgeführt wird. Die Gurtspule 20 wird somit entgegen der Auszugsrichtung vom Schubelement 54 angetrieben, um den Gurt zu straffen.
In den Figuren 17 bis 19 ist die Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers 10 gemäß der dritten Ausführungsform gezeigt. Anhand dieser Figuren wird die Aktivierung des Auszugsbegrenzers 16 erläutert.
In Figur 17a ist das andere Ende des Schaltelements 28 gezeigt, dessen Ende als hakenförmiges Halteteil 30 ausgebildet ist, welches mit einer Rastscheibe 70 zusammenwirkt, um den Auszugsbegrenzer 16 zu aktivieren. Die Rastscheibe 70 dreht sich im Normalfall mit der Gurtspule 20 mit, wobei die Rastscheibe 70 jedoch grundsätzlich zur Gurtspule 20 relativ verdrehbar angeordnet ist.
Die Rastscheibe 70 wirkt dabei über einen Nocken 72 auf die Stoppklinke 32. Der Nocken 72 ist an der Stoppklinke 32 angeordnet und zwischen Speichenelementen 74 der Rastscheibe 70 eingeklemmt. Dies führt zu einer mechanischen Verbindung zwischen der Rastscheibe 70 und der Stoppklinke 32 über den Nocken 72, wodurch Kräfte auf die Stoppklinke 32 übertragen werden können. Die Stoppklinke 32 kann um den Lagerpunkt 40 verschwenkt werden, um mit der Verzahnung 60 des Begrenzungsrings 62 in Eingriff zu geraten und den Auszugsbegrenzer 16 zu aktivieren. In der gezeigten Darstellung befindet sich das Schaltelement 28 im ungeschalteten Zustand, da das Halteteil 30 nicht mit der Rastscheibe 70 in Eingriff steht.
Figur 17b zeigt das Schaltelement 28 in einem geschalteten Zustand, wobei der hier gezeigte Zustand demjenigen direkt nach dem Schalten des Schaltelements 28 entspricht. Das Halteteil 30 liegt an der Rastscheibe 70 an, wodurch eine Verdrehung der Rastscheibe 70 durch das Halteteil 30 verhindert wird. Durch das Stoppen einer weiteren Drehbewegung der Rastscheibe 70 durch das Halteteil 30 verdreht sich die Rastscheibe 70 relativ zur drehenden Gurtspule 20 mit der daran angeordneten Stoppklinke 32. Dadurch wird eine Kraft auf den Nocken 72 über die Speichenelemente 74 der Rastscheibe 70 ausgeübt, die der Nocken 72 auf die Stoppklinke 32 überträgt. Da die Stoppklinke 32 über den Lagerpunkt 40 mit der Gurtspule 20 verbunden ist und die Gurtspule
20 sich dreht, wirkt ein Drehmoment auf die Stoppklinke 32. Das aufgebrachte Drehmoment führt dazu, dass die Stoppklinke 32 um den Lagerpunkt 40 schwenkt und in die Verzahnung 60 einsteuert, wodurch der Auszugsbegrenzer 16 aktiviert ist. Die Stoppklinke 32 ist in der gezeigten Darstellung kurz davor, mit der Verzahnung 60 in Eingriff zu geraten.
In Figur 18 ist der aktivierte Auszugsbegrenzer 16 gezeigt, da die Stoppklinke 32 nun mit der Verzahnung 60 des Begrenzungsrings 62 in Eingriff geraten ist. Somit wurde der Auszugsbegrenzer 16 durch das Schubelement 54 aktiviert, da dieses das Schaltelement 28 auf der Gurtstrafferseite des Gurtaufrollers 10 verstellt hat, wodurch das Schaltelement 28 sich um eine Achse parallel zu der Gurtspule 20 verdreht hat. Dadurch hat auf der Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers 10 das Halteteil 30 die Rastscheibe 70 an einer weiteren Verdrehung mit der Gurtspule 20 gehindert. Es wirkte ein Drehmoment auf die Rastscheibe 70, das auf den Nocken 72 übertragen wurde. Der Nocken 72 steht mit der Stoppklinke 32 in Verbindung und übertrug das Drehmoment auf die Stoppklinke 32, da sich die Gurtspule 20 mit daran angeordneter Stoppklinke 32 dreht. Durch das auf die Stoppklinke 32 übertragene Drehmoment geriet die Stoppklinke 32 mit der Verzahnung 60 des Begrenzungsrings 62 in Eingriff, da die Stoppklinke 32 sich um den Lagerpunkt 40 verdreht hat. Somit wurde der Auszugsbegrenzer 16 durch den Gurtstraffer 44 aktiviert.
In den Figuren 19a und 19b ist die Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers 10 gezeigt, wobei einige Elemente nicht dargestellt sind, um die Stoppklinke 32 mit daran angeordnetem Nocken 72 besser erkennen zu können. Die Stoppklinke 32 befindet sich in Figur 19a in einem nicht geschalteten und in Figur 19b in einem geschalteten Zustand. Aus den beiden Figuren wird deutlich, dass das Verdrehen des Nockens 72 ein Verschwenken der Stoppklinke 32 um den Lagerpunkt 40 bewirkt, wodurch die Stoppklinke 32 mit der Verzahnung 60 in Eingriff gerät. Somit ist der Auszugsbegrenzer 16 aktiviert, da die Stoppklinke 32 den Begrenzungsring 62 an die Drehung der Gurtspule 20 koppelt, wodurch sich dieser über den Gewindemechanismus 64 in das Gewindeelement 66 dreht.
In Figur 20a ist die Auszugsbegrenzerseite des Gurtaufrollers 10 nach einer vierten Ausführungsform gezeigt, wobei der Aktivierungsmechanismus des Auszugsbegrenzers 16 das Halteteil 30, die Stoppklinke 32 sowie ein
Arretiermittel 76 aufweist. Das Arretmiermittel 76 ist dabei am Halteteil 30 angeordnet, wobei das Halteteil 30 als Trägheitselement ausgeführt ist. Das Arretiermittel 76, das eine Arretierlasche ist, hält im Normalfall das Halteteil 30 an der Stoppklinke 32 und fixiert die Stoppklinke 32 gegen die Federkraft der hier nicht zu sehenden Feder 34. Dadurch können im Normalfall die Stoppklinke 32, das Arretiermittel 76 und das Halteteil 30 der Drehung der Gurtspule 20 folgen. Das Halteteil 30 wird dabei vom Arretiermittel 76 lösbar mit der Stoppklinke 32 gehalten, wobei das Halteteil 30 zudem an einen Anlagenocken 78 der Gurtspule 20 anliegt. Dadurch ist das Halteteil 30 an die Bewegung der Gurtspule 20 und der daran angeordneten Stoppklinke 32 gekoppelt. Die Koppelung wird über einen Zapfen 80 des Halteteils 30 hergestellt (siehe Figur 20b).
In Figur 20b ist die Auszugsbegrenzerseite des Gurtauf rollers 10 perspektivisch gezeigt. Aus dieser Darstellung ist die Fixierung des Halteteils 30 am Anlagenocken 78 der Gurtspule 20 über den Zapfen 80 gut zu erkennen. Der Zapfen 80 weist eine schräge Fläche auf, die mit der schrägen Fläche des Anlagenockens 78 zusammenwirkt. Sofern das als Trägheitsmasse ausgeführte Halteteil 30 der Drehbewegung der Gurtspule 20 und dem daran angeordneten Anlagenocken 78 folgen kann, bleiben der Zapfen 80 und der Anlagenocken 78 flächenbündig in Eingriff. In den Figuren 20c und 20d ist der Auszugsbegrenzer 16 im aktivierten Zustand gezeigt. Das Halteteil 30 konnte aufgrund einer starken Drehbeschleunigung der Gurtspule 20 und seiner Trägheit der Drehbewegung der Gurtspule 20 nicht mehr folgen. Die Stoppklinke 32 hat die arretierende Wirkung des Arretiermittels 76 überwunden und ist mit der Verzahnung 60 des Begrenzungsrings 62 in Eingriff geraten, wobei die Stoppklinke 32 in die Verzahnung 60 gelenkt worden ist. Der Anlagenocken 78, der das Halteteil 30 im Normallfall mitnimmt, konnte aufgrund der hohen Drehbeschleunigung vom Halteteil 30 bzw. vom Zapfen 80 des Halteteils 30 überwunden werden (siehe Figur 20d). Die Drehbeschleunigung, der das Halteteil 30 aufgrund seiner Trägheit nicht folgen konnte, ist vom Gurtstraffer 44 auf das Kraftübertragungselement 42 auf der Gurtstrafferseite des Gurtaufrollers 10 ausgeübt worden. Zur Unterstützung kann zudem der Zapfen 80 aus einem biegsamen Material gebildet sein, wodurch der Zapfen 80 bei einer bestimmten Drehbeschleunigung definiert über den Anlagenocken 78 gleiten kann.
Äquivalent zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wirkt bei aktiviertem Gurtstraffer 44 das Schubelement 54 mit dem Kraftübertragungselement 42 zusammen, wodurch die Gurtspule 20 über das Kraftübertragungselement 42 entgegen der Auszugsrichtung gedreht wird. Da dieser Mechanismus eine große Drehbeschleunigung auf die Gurtspule 20 ausübt, folgt daraus, dass bei Aktivierung des Gurtstraffers 44 das als Trägheitselement ausgeführte Halteteil 30 der Drehbewegung der Gurtspule 20 nicht mehr folgen kann. Das Halteteil 30 bleibt damit relativ zu der sich drehenden Gurtspule 20 und den daran angeordneten Stoppklinke 32 stehen, wodurch die Stoppklinke 32 durch das an dem Halteteil 30 angeordnete Arretiermittel 76 freigegeben wird.
Die Stoppklinke 32 wird dabei von der Feder 34 derart beaufschlagt, dass die Stoppklinke 32 mit der Verzahnung 60 des Begrenzungsrings 62 in Eingriff gerät und den Auszugsbegrenzer 16 über den Gewindemechanismus 64 aktiviert. Diese Ausführungsform stellt demnach eine sehr kompakte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers 10 dar, da der Aktivierungsmechanismus für den Auszugsbegrenzer 16 nur auf einer Seite des Gurtaufrollers 10 angeordnet ist und somit kein Schaltelement 28 oder ähnliches verwendet werden muss, welches die Gurtspule 20 überbrückt. Alternativ kann die Auslenkung der Stoppklinke 32 auch ohne Feder 34 erfolgen. Die Stoppklinke 32 steuert dabei in die Verzahnung 60 aufgrund ihrer Trägheit ein. Nachdem sich die Stoppklinke 32 vom Arretiermittel 76 gelöst hat, ist sie über den Lagerpunkt 40 frei beweglich an der Gurtspule 20 gelagert. Durch ein Verdrehen der Gurtspule 20 in Abwickelrichtung kann die Stoppklinke 32 aufgrund ihrer Trägheit der Drehbewegung der Gurtspule 20 nicht folgen und verharrt relativ im Raum. Da sie jedoch über den Lagerpunkt 40 an der Gurtspule 20 befestigt ist, dreht sich der Lagerpunkt 40 mit der Gurtspule 20 und die Stoppklinke 32 wird im Raum derart verschoben, dass sie mit der Verzahnung 60 des Begrenzungsrings 62 in Eingriff gerät. Somit ist eine alternative Ausführung der Aktivierung des Auszugsbegrenzers 16 ohne Feder 34 geschaffen.
Die Figuren 21a und 21 b zeigen eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers 10. Dabei wird der Auszugsbegrenzer 16 aktiv durch ein Stellelement 84, insbesondere durch ein Aktor, angesteuert, das durch
einen Antrieb 86, beispielsweise Pyroantrieb, derart angetrieben wird, dass das Stellelement 84 den Auszugsbegrenzer 16 aktiviert. Das Stellelement 84 wirkt auf die Stoppklinke 32 derart, dass die Stoppklinke 32 mit der Verzahnung 60 des Begrenzungsrings 62 in Eingriff gerät und der Auszugsbegrenzer 16 aktiviert. Dabei wird der Antrieb 86 durch ein Signal angesteuert bzw. ausgelöst, das auch den Gurtstraffer 44 auslöst.
In dieser Ausführungsform ist eine mechanische Kopplung des Aktivierungsmechanismus des Auszugsbegrenzers 16 mit dem Gurtstraffermechanismus über das Schubelement 54 nicht nötig, da die Aktivierung des Auslösemechanismus des Auszugsbegrenzers 16 sensorgesteuert bzw. antriebsgesteuert ist. Dennoch wird der Auszugsbegrenzer 16 durch den Antrieb 86 und das Stellelement 84 nur dann aktiviert, wenn auch der Gurtstraffer 44 aktiviert wurde, da der Schwellwert für beide Aktivierungen gleich ist bzw. beide Auslösemechanismen von demselben Signal aktiviert werden.
Gemäß der Erfindung ist demnach ein Sicherheitsgurtaufroller 10 geschaffen, der den Auszugsbegrenzer 16 nur dann aktiviert, wenn ein Rückhaltefall vorliegt, der derart stark ist, dass die Möglichkeit besteht, dass der Auszugsbegrenzer 16 überhaupt seine begrenzende Funktion ausüben muss. Ein Auslösen des Auszugsbegrenzers 16 bei leichteren Unfällen, beispielsweise bei Parkremplern, wird vermieden. Der Aktivierungsmechanismus des Auszugsbegrenzers 16 ist erfindungsgemäß an den komplexen und intelligenten Ansteuerungs- mechanismus bzw. Ansteuerungssensorik des Gurtstraffers 44 angebunden.