WO2019145238A1 - Gurtaufroller - Google Patents

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WO2019145238A1
WO2019145238A1 PCT/EP2019/051313 EP2019051313W WO2019145238A1 WO 2019145238 A1 WO2019145238 A1 WO 2019145238A1 EP 2019051313 W EP2019051313 W EP 2019051313W WO 2019145238 A1 WO2019145238 A1 WO 2019145238A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spring element
pawl
belt
clutch disc
blocking
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/051313
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Hirsch
Alexander Steidle
Original Assignee
Trw Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trw Automotive Gmbh filed Critical Trw Automotive Gmbh
Publication of WO2019145238A1 publication Critical patent/WO2019145238A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
    • B60R22/38—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive only to belt movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
    • B60R22/38—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive only to belt movement
    • B60R2022/385—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive only to belt movement with adjustable sensitivity

Definitions

  • the invention relates to a belt retractor of a vehicleeriegurtsys system.
  • the vehicle or gurtbandsensitive A line of blocking the belt spool takes place via a clutch disc which rotates in normal operation together with the belt spool, but is rotatable relative to the belt spool.
  • a mounted on the belt reel pawl is pivoted by the relative rotation, which engages in a locking toothing on a frame of the belt retractor, in which the belt reel is mounted.
  • the pawl rotates together with the belt reel.
  • the clutch disc is usually provided with a toothing, in which a blocking element of a vehicle-mounted acceleration sensor can engage to retain the clutch disc behind the rotation of the belt reel.
  • an inertia member is provided on the clutch disc, which retains the clutch disc due to the inertia behind the rotation of the belt reel.
  • the mass inertia of the blocking pawl is utilized for the belt-sensitive initiation of the blocking of the belt reel.
  • the belt reel a rapid torque change by jerky undressing webbing, so the Blokierklinke remains inertia behind the rotation of the clutch disc together with the belt reel back.
  • the blocking pawl is pivoted relative to the hitch be disc in its deflected position in which it engages with a Sper-generating end in a locking toothing on the frame of the belt retractor and thus prevents further rotation of the clutch disc, so that the entire clutch disc is retained against the belt reel.
  • the object of the invention is to provide a belt retractor, with which the belt-sensitive blocking is improved.
  • the belt retractor of a vehicle seat belt system has egg nen frame and mounted in the frame belt spool, with a clutch disc is connected, which is rotatable relative to the belt spool by a predetermined amount.
  • a clutch disc On the clutch disc from a starting position ra dial in a deflected position deflectable locking pawl is vorgese hen, which engages in a deflected position in a frame-mounted locking teeth to block the clutch disc.
  • the blocking pawl is connected via a spring element with the clutch disc, and the spring element is designed and arranged on the clutch disc and the blocking pawl that decreases with increasing deflection angle of the blocking pawl, the spring torque of the spring element.
  • the spring torque so a degressive characteristic, so that the deflection of the blocking pawl takes place with increasing the deflection angle against a decreasing resistance of the Federele management.
  • the spring moment is defined as a vector product between the force of the Fe derelements and an effective lever arm of the spring element.
  • the ef fective lever arm of the spring element is formed in particular between a fixing point of the spring element on the clutch disc and a force-transmitting to position of the spring element on the blocking pawl.
  • the degressive characteristic of the spring torque can be achieved, for example, by shortening the effective lever arm during the deflection of the locking pawl.
  • the blocking pawl is preferably rotatably mounted on the clutch disc about a pivot point, so that a locking end of the blocking pawl moves radially outwardly when the blocking pawl changes from its initial position to its deflected position.
  • a pawl On the belt reel normally a pawl is provided which engages in a deflected position in a further formed on the frame pawl locking teeth and blocks the belt reel, the belt reel and the pawl are preferably coupled by a Einnell orientation, via which the pawl in its deflected position is moved when the belt spool rotates relative to the clutch disc.
  • the ratchet teeth into which the locking pawl on the clutch disc engages and the pawl locking toothing, in which engages the pawl on the belt spool, are normally voneinan spaced in the axial direction by a short distance.
  • the blocking pawl does not have to absorb high forces, since the blocking force for retaining the belt reel is absorbed solely by the pawl on the belt reel.
  • the clutch disc can be founded on the tension of the webbing, the clutch disc can be founded on the tension of the webbing, the clutch disc can be founded on a return spring relative to the belt reel umange, wherein the pawl and the locking pawl pivot back into its starting position.
  • the return spring for the blocking pawl can be formed by the spring element.
  • the spring element is advantageously designed and arranged such that it exerts a decreasing resistance with increasing deflection angle on the blocking pawl.
  • the blocking pawl during the swinging in the deflected position increasingly braked with increasing deflection angle by the spring element, so as to ensure that the locking pawl gets into its deflected position and a blockage of the belt reel takes place as soon as the blocking pawl is deflected from its original position.
  • a spring element which is formed as a torsion spring with two legs and at least one Win tion between the ends of the legs.
  • the spring element may be integrally bent from a wire.
  • differently shaped spring elements could be used.
  • the spring element can be fastened on the surface of the clutch disc in a fixing point be, preferably immovable.
  • this fixation can also serve to connect the spring element fixed to the clutch disc.
  • the winding of the spring element can be held on a fastening pin which protrudes from the surface of the clutch disc.
  • the spring element can be mounted quickly and easily on the clutch disc.
  • the fixing point is then preferably formed by the fastening pin supply.
  • the spring element is preferably slidably against an attachment point formed on the blocking pawl.
  • the attachment point defines in particular the second end of the effective lever arm of the spring element.
  • the free end of the spring element radially outward of the bearing point may be free of the blocking pawl be stored freely and preferably exerts substantially no force on the blocking pawl.
  • the shortening of the effective lever arm of the spring element is achieved with increasing deflection angle by the blocking pawl being designed such that the spring element slides during the deflection of the blocking pawl along the contact point.
  • this is achieved in that the blocking pawl has a recess in its surface which extends from its radial inner side towards a radial outer side and in which one end of the Federele management is received.
  • the free end of the blocking pawl-side leg is taken in the recess.
  • the contact point is formed, for example, on a spring element directed to the projection of the blocking pawl, which is spaced from a pivot point of the locking pawl.
  • the projection is preferably disposed on an inner side of the recess facing away from the pivoting end of the blocking pawl and is arranged on the radially inwardly pivoting portion of the locking pawl.
  • a plurality of spaced-apart clamping points are provided on the clutch disc, where a remote from the blocking pawl portion of the spring element is fixed and which are arranged in un ferent radial positions, wherein the clamping points are assigned depending Weil a different bias of the spring element.
  • the spring element receives a predetermined, specific bias. This can be used, for example, to comply with legal requirements, which vary depending on country.
  • the spring element is fastened in each case only at a single clamping point. However, in this way, only a single clutch disc made who the, which can be used in principle worldwide.
  • the clamping points may be formed, for example, as a hook-shaped protruding from the surface of the clutch disc projections which are fixedly connected to the hitch be disc and integrally formed therewith.
  • the portion of the spring element when using a torsion spring in particular the chuck pulley side leg of the torsion spring, can then be easily hooked point on the chuck.
  • the choice of the Einspannfs does not contribute to the effective length of the lever arm of the spring element, this is the clutch disc side specified by the fixing point.
  • Figure 1 is a schematic representation of a belt retractor according to the invention
  • Figure 2 is a schematic view of a clutch disc and a Blo ckierklinke the belt retractor of Figure 1, in which a spring element is fixed to a first clamping point and the blocking pawl is in a transitional position from;
  • Figure 3 shows the assembly of Figure 2, wherein the blocking pawl is in a deflected position
  • FIG. 4 shows a comparison view of the contact points of the blocking pawl on the spring element in the starting position and in the deflected position of the blocking pawl;
  • Figure 5 is a schematic view of the clutch disc and the locking pawl of the belt retractor of Figure 1, in which the spring element is fixed to a second clamping point and the blocking pawl in the réellepo position;
  • FIG. 6 shows a schematic perspective view of a section of the blocking pawl of the belt retractor from FIG. 1.
  • Figure 7 is a diagrammatic representation of the relationship of a Fe derkraft of the spring element of the belt retractor according to the invention and the deflection of the blocking pawl;
  • Figure 8 is a diagrammatic representation of the relationship of an ef fective lever arm length of the spring element of Gur taufrollers invention and the deflection of the blocking pawl; and
  • Figure 9 is a diagrammatic representation of the relationship of a Fe dermoments the spring element of the belt retractor according to the invention and the deflection of the blocking pawl.
  • FIG. 1 shows a belt retractor 10 of a vehicle seat belt system, not shown, according to a first embodiment.
  • the belt retractor 10 has a frame 12 in which a (not shown) belt reel is rotatably mounted, on which a webbing (not shown) is rolled wound on the belt reel and deducted in a Gurtauszugsraum R of this who can.
  • a hitch be disc 14 Coaxially with the belt reel is then arranged on this outside a hitch be disc 14, which is connected to the belt reel, that it is rotatable by a predetermined amount relative to the belt reel.
  • the belt reel is concealed by the clutch disk.
  • the belt reel On the illustrated locking side of the belt retractor 10, the belt reel has a pawl, not shown, which engages in a deflected position in a (not shown) pawl locking toothing, which is formed directly on the frame 12, and thus blocks the belt reel.
  • the belt reel and the pawl are hidden in the figures by the clutch disc 14.
  • the axial direction of the belt reel is directed in Figure 1 in the image plane and coincides with a rotation axis A of the belt reel and the clutch plate 14 to gether.
  • the radial direction r refers to the axis of rotation A.
  • a locking toothing 16 is formed, via which the clutch disc 14 stopped by a vehicle-sensitive blocking purity in its rotation and so can be retained against the belt reel, which can be constructed in a known manner and is not shown here.
  • a blocking pawl 18 is arranged, which has two free ends 20, 22.
  • the free end 22 is formed as a locking end and engages in a Schwenkbewe movement of the locking pawl 18 from its initial position (see Figures 1, 2 and 5) in the deflected position (see Figure 3) in a locking toothing 24 a.
  • the locking toothing 24 surrounds the clutch disc 14 in the circumferential direction and is arranged in the axial direction next to the pawl-locking toothing where in the locking toothing 24 is formed on a connected to the frame 12 of the belt retractor 10 component 26.
  • the blocking pawl 18 acts as an inertia element.
  • the clutch disc 14 and the pawl, which is located on the belt reel, are coupled to one another via a guiding control 28, which is guided here by a slotted guide in the clutch disc and in the sliding guide, realized with the pawl of the belt reel. If now the clutch disc 14 is retained on the locking toothing 24 and the belt spool rotates relative to the clutch disc 1, this leads to a swinging out of the pawl and to its engagement in the pawl locking toothing. From this point the belt spool is blocked.
  • the blocking pawl 18 is suspended on the surface of the clutch disc 14 at a pivot point 30 spaced from the axis of rotation A.
  • the pivot point 30 may be formed, for example, by a protruding in the axial direction of the clutch disc 14 pin on which the locking pawl 18 is placed. If the blocking pawl 18 moves from the starting position be in the deflected position, it rotates about this pivot point 30th
  • the blocking pawl 18 undergoes approximately a rotation through an angle of 10 ° to 25 °.
  • the blocking pawl 18 is connected to the clutch disc 14 also via a Fe derelement 32 that a deflection movement of the blocking pawl 18 counteracts ent and thus a restoring force to the starting position on the locking pawl 18 exerts.
  • the spring element 32 is designed and arranged between the clutch disc 14 and locking pawl 18 that its spring torque with increasing deflection angle of the locking pawl 18, in particular the locking end 22, decreases from.
  • the spring moment thus has a degressive characteristic, as shown in FIG.
  • the spring moment is defined as the vector product between the force of the spring element 32 and an effective lever arm U of the spring element 32.
  • the spring element 32 is a torsion spring having a blocking claw side leg 34, a clutch plate side leg 36 and between the two legs one or more turns 38.
  • the spring element 32 is mounted on a fastening supply pin 40 which projects from the surface of the clutch disc 14 and is integrally formed therewith.
  • the fixing pin 40 forms a fixing point 43, which determines one end of the effective lever arm U of the spring element 32.
  • the free end of the blocking pawl-side leg 34 is located in a Ausspa tion 42 in the surface of the locking pawl 18.
  • the recess 42 extends from a radial inner side 44 towards a radial outer side 46 of the locking pawl 18 and is in this case substantially as a recess in the top of the blocking pawl 18 is formed.
  • the recess is significantly wider than the leg 34 of the spring element 32, so that the leg 34 game in the Ausspa tion 42 has.
  • a bridge 48 is provided on the surface of the locking pawl 18, the peripheral edges 50,52 of the recess 42 seen in the axial direction above the spring element 32 connects together (see Figure 4). This geometry is shown in a Thomasan view through the recess 42 in detail in Figure 6.
  • a projection 54 is formed, which is arranged at a distance d to the pivot point 30 and on which the spring element 32, more precisely, the leg 34, is applied.
  • the location where the projection 54 contacts the spring element 32 forms an abutment point 56.
  • the abutment point defines a second end of the effective lever arm U of the spring element 32. This geometry is illustrated in detail in FIGS. 4 and 6.
  • the projection 54 slides along the leg 34 of the Fe derelements 32. Since the locking end 22 of the blocking pawl 18 at the BeWe movement in the deflected position pivoted outwardly, and the projection 54 on the side facing away from the locking end 22 side of the locking pawl 18, be attracted to the pivot point 30, is located, the projection 54 pivots in a more radially inner position when the locking pawl 18 moves from its initial position to its deflected position.
  • the spring element 32 in this case the free end of the leg 34, has enough clearance in the recess 42, so that it is not deformed by the deflection movement of the blocking pawl 18 substantially. Therefore, the force exerted by the spring member 32 force on the locking pawl 18 We sentlichen not change. The difference can be seen well in Figures 2 and 3, showing the blocking pawl 18 once in the starting position and once in the deflected th position.
  • the spring force of the spring element 32 is determined inter alia by the voltage before.
  • a plurality of clamping points 58a, 58b are formed, which are arranged at different ra Dialen positions.
  • Each of the clamping points 58 a, 58 b is formed here as a hook-shaped projection integral with the clutch disc 14, on which the free end of the clutch disc side leg 36 of the Federele element 32 can be hung.
  • a different bias of the spring element 32 by a variation of the angle ß between the legs 34,36 of the spring element 32 can be achieved, which in turn has a change in the spring force of the spring element 32 on the blocking pawl 18 result.
  • the leg 36 of the spring element 32 is suspended in the radially inner clamping point 58b, which here corresponds to a pretensioning angle ⁇ of approximately 135 °.
  • the leg 36 is suspended at the radially outer clamping point 58a, which here corresponds to a pretensioning angle ⁇ of approximately 180 °.
  • FIGS. 7 to 9 show the dependence of the spring force, the effective lever arm U of the spring element 32 and the spring moment of the spring element 32 in each case on the deflection angle of the blocking pawl 18 from the starting position into the deflected position.
  • FIG. 7 illustrates that the force effect of the spring element 32 remains essentially the same over the entire deflection angle ⁇ .
  • FIG. 8 shows, on the other hand, that the effective lever arm U decreases by the amount AU as the deflection angle a increases, resulting in a declining characteristic curve of the spring torque with increasing deflection angle ⁇ , as shown in FIG. is placed.
  • the solid line shows the Ver hold the embodiment of the invention, while the dashed line shows a known belt retractor from the prior art as a comparison.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

Ein Gurtaufroller (10) eines Fahrzeug-Sicherheitsgurtsystems hat einen Rahmen (12) und einer im Rahmen gelagerten Gurtspule, mit der eine Kupplungsscheibe (14) verbunden ist, die relativ zur Gurtspule um ein vorbestimmtes Maß verdrehbar ist. Auf der Kupplungsscheibe (14) ist eine aus einer Ausgangsposition radial in eine ausgelenkte Position auslenkbar angeordnete Blockierklinke (18) vorgesehen, die in einer ausgelenkten Position in eine rahmenfeste Sperrverzahnung (24) eingreift, um die Kupplungsscheibe (14) zu blockieren. Die Blockierklinke (18) ist über ein Federelement (32) mit der Kupplungsscheibe (14) verbunden und das Federelement (32) ist so ausgelegt und so an der Kupplungsscheibe (14) und der Blockierklinke (18) angeordnet, dass mit zunehmendem Auslenkwinkel (α) der Blockierklinke (18) das Federmoment des Federelements (32) abnimmt.

Description

Gurtaufroller
Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller eines Fahrzeug-Sicherheitsgurtsys tems.
Im normalen Betrieb des Gurtaufrollers lässt sich Gurtband von dessen Gurt- spule mit nur geringem Widerstand abziehen. Dagegen ist im blockierten Zustand des Gurtaufrollers der Gurtbandabzug gesperrt, um eine weitere Gurtbandaus gabe zu unterbinden. Der blockierte Zustand kann auf zwei Arten eingeleitet wer den, zum einen fahrzeugsensitiv, wenn auf das Fahrzeug einwirkende Beschleu nigungskräfte einen bestimmten Schwellwert überschreiten oder gurtbandsensitiv, wenn die auf das Gurtband in Gurtabzugsrichtung einwirkende Beschleunigung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Bei bekannten Gurtaufrollern erfolgt die fahrzeug- bzw. gurtbandsensitive Ein leitung der Blockierung der Gurtspule über eine Kupplungsscheibe, die sich im normalen Betrieb zusammen mit der Gurtspule dreht, aber relativ zur Gurtspule verdrehbar ist. Bleibt die Kupplungsscheibe hinter der Drehung der Gurtspule zu rück, wird durch die Relativdrehung eine an der Gurtspule gelagerte Sperrklinke ausgeschwenkt, die in eine Sperrverzahnung an einem Rahmen des Gurtaufrollers eingreift, in dem die Gurtspule gelagert ist. Im normalen Betrieb rotiert die Sperr klinke zusammen mit der Gurtspule. Für die fahrzeugsensitive Einleitung der Blockierung ist die Kupplungsscheibe normalerweise mit einer Verzahnung versehen, in die ein Blockierelement eines fahrzeugfesten Beschleunigungssensors eingreifen kann, um die Kupplungs scheibe hinter der Drehung der Gurtspule zurückzuhalten. Für die gurtbandsensi tive Aktivierung der Blockierung ist ein Trägheitselement auf der Kupplungs scheibe vorgesehen, das die Kupplungsscheibe aufgrund der Massenträgheit hinter der Drehung der Gurtspule zurückhält.
Zur gurtbandsensitiven Einleitung der Blockierung der Gurtspule wird die Mas senträgheit der Blockierklinke ausgenutzt. Erfährt die Gurtspule eine rasche Dreh momentänderung durch ruckhaftes Ausziehen von Gurtband, so bleibt die Blo ckierklinke trägheitsbedingt hinter der Drehung der Kupplungsscheibe zusammen mit der Gurtspule zurück. Hierdurch wird die Blockierklinke gegenüber der Kupp lungsscheibe in ihre ausgelenkte Position verschwenkt, in der sie mit einem sper renden Ende in eine Sperrverzahnung am Rahmen des Gurtaufrollers eingreift und somit eine weitere Drehung der Kupplungsscheibe verhindert, sodass die gesamte Kupplungsscheibe gegenüber der Gurtspule zurückgehalten wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller zu schaffen, mit dem die gurt bandsensitive Sperrung verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des An spruchs 1 gelöst. Der Gurtaufroller eines Fahrzeug-Sicherheitsgurtsystems hat ei nen Rahmen und eine im Rahmen gelagerte Gurtspule, mit der eine Kupplungs scheibe verbunden ist, die relativ zur Gurtspule um ein vorbestimmtes Maß verdrehbar ist. Auf der Kupplungsscheibe ist eine aus einer Ausgangsposition ra dial in eine ausgelenkte Position auslenkbar angeordnete Blockierklinke vorgese hen, die in einer ausgelenkten Position in eine rahmenfeste Sperrverzahnung ein greift, um die Kupplungsscheibe zu blockieren. Die Blockierklinke ist über ein Federelement mit der Kupplungsscheibe verbunden, und das Federelement ist so ausgelegt und so an der Kupplungsscheibe und der Blockierklinke angeordnet, dass mit zunehmendem Auslenkwinkel der Blockierklinke das Federmoment des Federelements abnimmt. Gemäß der Erfindung weist das Federmoment also eine degressive Kennlinie auf, sodass das Auslenken der Blockierklinke mit zunehmen dem Auslenkwinkel gegen einen geringer werdenden Widerstand des Federele ments erfolgt. Das Federmoment ist dabei als Vektorprodukt zwischen der Kraft des Fe derelements und einem effektiven Hebelarm des Federelements definiert. Der ef fektive Hebelarm des Federelements ist insbesondere zwischen einem Fixierpunkt des Federelements an der Kupplungsscheibe und einem kraftübertragenden An lagepunkt des Federelements an der Blockierklinke gebildet.
Die degressive Kennlinie des Federmoments lässt sich beispielsweise errei chen, in dem sich der effektive Hebelarm während des Auslenkens der Blockier klinke verkürzt.
Die Blockierklinke ist vorzugsweise an der Kupplungsscheibe um einen Dreh punkt drehbar befestigt, sodass sich ein sperrendes Ende der Blockierklinke radial nach außen bewegt, wenn die Blockierklinke aus ihrer Ausgangsposition in ihre ausgelenkte Position übergeht.
An der Gurtspule ist normalerweise eine Sperrklinke vorgesehen, die in einer ausgelenkten Position in eine weitere am Rahmen ausgebildete Sperrklinken- Sperrverzahnung eingreift und die Gurtspule blockiert, wobei die Gurtspule und die Sperrklinke vorzugsweise durch eine Einsteuerführung gekoppelt sind, über die die Sperrklinke in ihre ausgelenkte Position bewegt wird, wenn sich die Gurtspule relativ zur Kupplungsscheibe verdreht.
Die Sperrverzahnung, in die die Blockierklinke an der Kupplungsscheibe ein greift und die Sperrklinken-Sperrverzahnung, in die die Sperrklinke an der Gurt spule eingreift, sind normalerweise in Axialrichtung um ein kurzes Stück voneinan der beabstandet. Die Blockierklinke muss dabei keine hohen Kräfte aufnehmen, da die Sperrkraft zum Zurückhalten der Gurtspule allein von der Sperrklinke an der Gurtspule aufgenommen wird.
Lässt die Zugkraft vom Gurtband nach, kann die Kupplungsscheibe auf be kannte Weise durch die Kraft einer Rückstellfeder relativ zur Gurtspule zurückge dreht werden, wobei die Sperrklinke und die Blockierklinke wieder in ihre Aus gangsposition zurückschwenken. Die Rückstellfeder für die Blockierklinke kann dabei durch das Federelement gebildet sein.
Das Federelement ist vorteilhaft so ausgelegt und angeordnet, dass es einen mit zunehmendem Auslenkwinkel abnehmenden Widerstand auf die Blockierklinke ausübt. In diesem Fall wird die Blockierklinke während des Ausschwenken in die ausgelenkte Position mit zunehmendem Auslenkwinkel immer weniger stark durch das Federelement gebremst, sodass sichergestellt ist, dass die Blockierklinke in ihre ausgelenkte Position gelangt und eine Blockierung der Gurtspule erfolgt, so bald die Blockierklinke aus ihrer Ausgangsposition ausgelenkt wird.
Diese Eigenschaften lassen sich beispielsweise mit einem Federelement ver wirklichen, das als eine Drehfeder mit zwei Schenkeln und wenigstens einer Win dung zwischen den Enden der Schenkel ausgebildet ist. Das Federelement kann einstückig aus einem Draht gebogen sein. Natürlich könnten auch anders geformte Federelemente eingesetzt werden.
Um ein Ende des effektiven Hebelarms des Federelements vorzugeben, kann das Federelement auf der Fläche der Kupplungsscheibe in einem Fixierpunkt be festigt sein, vorzugsweise unverschieblich. Außerdem kann diese Fixierung auch dazu dienen, das Federelement fest mit der Kupplungsscheibe zu verbinden.
Bei der Verwendung einer Drehfeder kann die Windung des Federelements auf einem Befestigungsstift gehalten sein, der von der Fläche der Kupplungsscheibe absteht. So lässt sich das Federelement schnell und einfach an der Kupplungs scheibe montieren. Der Fixierpunkt ist dann vorzugsweise durch den Befesti gungsstift gebildet.
Blockierklinkenseitig liegt das Federelement vorzugsweise an einem an der Blockierklinke ausgebildeten Anlagepunkt verschieblich an. Der Anlagepunkt defi niert insbesondere das zweite Ende des effektiven Hebelarms des Federelements. Durch Verschiebung des Anlagepunkts in Radialrichtung während des Aus schwenken der Blockierklinke lässt sich der effektive Hebelarm verkürzen, wodurch eine degressive Kennlinie des Federmoments erreichbar ist.
Das freie Ende des Federelements radial auswärts des Anlagepunkt kann be züglich der Blockierklinke frei gelagert sein und übt vorzugsweise im Wesentlichen keine Kraft auf die Blockierklinke aus.
Vorteilhaft wird die Verkürzung des effektiven Hebelarms des Federelements mit zunehmendem Auslenkwinkel erreicht, indem die Blockierklinke so ausgebildet ist, dass das Federelement während des Auslenkens der Blockierklinke entlang des Anlagepunkt gleitet. ln einer bevorzugten Ausführungsform wird dies erreicht, in dem die Blockier klinke eine Aussparung in ihrer Fläche aufweist, die von ihrer radialen Innenseite in Richtung zu einer radialen Außenseite verläuft und in der ein Ende des Federele ments aufgenommen ist. Bei Verwendung einer Drehfeder als Federelement ist das freie Ende des blockierklinkenseitigen Schenkels in der Aussparung aufge nommen.
Der Anlagepunkt ist beispielsweise an einem zum Federelement gerichteten Vorsprung der Blockierklinke ausgebildet, der von einem Drehpunkt der Blockier klinke beabstandet ist. Der Vorsprung ist vorzugsweise an einer Innenseite der Ausnehmung angeordnet, die vom ausschwenkenden Ende der Blockierklinke weg weist und ist auf dem radial nach innen schwenkenden Abschnitt der Blockier klinke angeordnet.
Es hat sich als ausreichend erwiesen, wenn der Abstand des Anlagepunkt zum Drehpunkt wenige Millimeter beträgt.
In einer möglichen Ausführungsform sind auf der Kupplungsscheibe mehrere voneinander beabstandete Einspannpunkte vorgesehen, an denen ein von der Blockierklinke abgewandter Abschnitt des Federelements fixiert ist und die in un terschiedlichen Radialpositionen angeordnet sind, wobei die Einspannpunkte je weils einer unterschiedlichen Vorspannung des Federelements zugeordnet sind. Durch die Wahl eines spezifischen Einspannpunktes erhält das Federelement eine vorbestimmte, spezifische Vorspannung. Dies kann genutzt werden, um beispiels weise gesetzliche Auflagen zu erfüllen, die länderabhängig unterschiedlich sind. Das Federelement wird jeweils nur an einem einzigen Einspannpunkt befestigt. Jedoch muss auf diese Weise nur eine einzige Kupplungsscheibe gefertigt wer den, die im Prinzip weltweit eingesetzt werden kann.
Die Einspannpunkte können beispielsweise als hakenförmigen, von der Fläche der Kupplungsscheibe abstehende Vorsprünge geformt sein, die fest mit der Kupp lungsscheibe verbunden und einstückig mit dieser ausgebildet sind. Der Abschnitt des Federelements, bei Verwendung einer Drehfeder insbesondere der kupp lungsscheibenseitige Schenkel der Drehfeder, kann dann einfach am Einspann punkt eingehängt werden. Die Wahl des Einspannpunktes trägt nicht zur effektiven Länge des Hebelarms des Federelements bei, dieser wird kupplungsscheibenseitig durch den Fixierpunkt vorgegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gurt aufrollers;
Figur 2 eine schematische Ansicht einer Kupplungsscheibe und einer Blo ckierklinke des Gurtaufrollers aus Figur 1 , bei dem ein Federelement an einem ersten Einspannpunkt fixiert ist und die Blockierklinke in einer Aus gangsposition ist;
Figur 3 die Baugruppe aus Figur 2, wobei die Blockierklinke in einer ausge lenkten Position ist;
Figur 4 eine Vergleichsansicht der Anlagepunkte der Blockierklinke am Fe derelement in der Ausgangsposition und in der ausgelenkten Position der Blockierklinke;
Figur 5 eine schematische Ansicht der Kupplungsscheibe und der Blockier klinke des Gurtaufrollers aus Figur 1 , bei dem das Federelement an einem zweiten Einspannpunkt fixiert ist und die Blockierklinke in der Ausgangspo sition ist;
Figur 6 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts der Blockierklinke des Gurtaufrollers aus Figur 1 .
Figur 7 eine diagrammatische Darstellung des Zusammenhangs einer Fe derkraft des Federelements des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers und der Auslenkung der Blockierklinke;
Figur 8 eine diagrammatische Darstellung des Zusammenhangs einer ef fektiven Hebelarmlänge des Federelements des erfindungsgemäßen Gur taufrollers und der Auslenkung der Blockierklinke; und Figur 9 eine diagrammatische Darstellung des Zusammenhangs eines Fe dermoments des Federelements des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers und der Auslenkung der Blockierklinke.
Figur 1 zeigt einen Gurtaufroller 10 eines nicht näher dargestellten Fahrzeug sicherheitsgurtsystems gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Gurtaufroller 10 hat einen Rahmen 12, in dem eine (nicht näher dargestellte) Gurtspule drehbar gelagert ist, auf der ein Gurtband (nicht dargestellt) aufgerollt ist, das auf die Gurt spule aufgewickelt und in einer Gurtauszugsrichtung R von dieser abgezogen wer den kann.
Koaxial mit der Gurtspule ist an dieser nach außen anschließend eine Kupp lungsscheibe 14 angeordnet, die so mit der Gurtspule verbunden ist, dass sie um ein vorbestimmtes Maß gegenüber der Gurtspule verdrehbar ist. In den Figuren 1 bis 5 ist die Gurtspule jeweils durch die Kupplungsscheibe verdeckt.
Auf der dargestellten Sperrseite des Gurtaufrollers 10 besitzt die Gurtspule eine nicht dargestellte Sperrklinke, die in einer ausgelenkten Position in eine (nicht dargestellte) Sperrklinken-Sperrverzahnung eingreift, die direkt am Rahmen 12 ausgebildet ist, und so die Gurtspule blockiert. Die Gurtspule und die Sperrklinke werden in den Figuren durch die Kupplungsscheibe 14 verdeckt.
Die Axialrichtung der Gurtspule ist in Figur 1 in die Bildebene hinein gerichtet und fällt mit einer Drehachse A der Gurtspule und der Kupplungsscheibe 14 zu sammen. Die Radialrichtung r bezieht sich auf die Drehachse A.
Am Außenumfang der Kupplungsscheibe 14 ist eine Sperrverzahnung 16 aus gebildet, über die die Kupplungsscheibe 14 durch eine fahrzeugsensitive Blockie reinheit in ihrer Drehung gestoppt und so gegenüber der Gurtspule zurückgehalten werden kann, die auf bekannte Weise aufgebaut sein kann und hier nicht näher dargestellt ist.
Auf der von der Gurtspule abgewandten Seite der Kupplungsscheibe 14 ist eine Blockierklinke 18 angeordnet, die zwei freie Enden 20, 22 aufweist. Das freie Ende 22 ist als sperrendes Ende ausgebildet und greift bei einer Schwenkbewe gung der Blockierklinke 18 von deren Ausgangsposition (siehe Figuren 1 , 2 und 5) in die ausgelenkte Position (siehe Figur 3) in eine Sperrverzahnung 24 ein. Die Sperrverzahnung 24 umgibt die Kupplungsscheibe 14 in Umfangsrichtung und ist in Axialrichtung neben der Sperrklinken-Sperrverzahnung angeordnet wo bei die Sperrverzahnung 24 an einem mit dem Rahmen 12 des Gurtaufrollers 10 verbundenen Bauteil 26 ausgebildet ist. Die Blockierklinke 18 wirkt als Trägheitselement. Wirkt infolge eines ruckarti gen Zugs am Gurtband in Gurtauszugsrichtung R ein plötzliches Drehmoment auf die Gurtspule, so bleibt die Blockierklinke 18 hinter der sich noch mit der Gurtspule zusammen drehenden Kupplungsscheibe 14 zurück. Diese Relativdrehung zwi schen Blockierklinke 18 und Kupplungsscheibe 14 führt zu einem Ausschwenken der Blockierklinke 18 in deren ausgelenkte Position, in der ihr sperrendes Ende 22 in die Sperrverzahnung 24 eingreift. Da die Blockierklinke 18 an der Kupplungs scheibe 14 befestigt ist, ist jetzt auch eine weitere Rotation der Kupplungs scheibe 14 verhindert.
Die Kupplungsscheibe 14 und die Sperrklinke, die sich an der Gurtspule befin- det, sind über eine Einsteuerführung 28 miteinander gekoppelt, die hier durch eine Kulissenführung in der Kupplungsscheibe sowie einen in der Kulissenführung ge führten, mit der Sperrklinke der Gurtspule verbundenen Führungsstift realisiert ist. Wird nun die Kupplungsscheibe 14 an der Sperrverzahnung 24 zurückgehalten und verdreht sich die Gurtspule relativ zur Kupplungsscheibe^, führt dies zu ei- nem Ausschwenken der Sperrklinke und zu deren Eingriff in die Sperrklinken- Sperrverzahnung. Ab diesem Zeitpunkt ist die Gurtspule blockiert.
Die Blockierklinke 18 ist auf der Fläche der Kupplungsscheibe 14 in einem Drehpunkt 30 beabstandet von der Drehachse A aufgehängt. Der Drehpunkt 30 kann beispielsweise durch einen in Axialrichtung von der Kupplungsscheibe 14 abstehenden Stift gebildet sein, auf den die Blockierklinke 18 aufgesetzt ist. Wird die Blockierklinke 18 aus der Ausgangsposition in die ausgelenkte Position be wegt, so dreht sie sich um diesen Drehpunkt 30.
Von der Ausgangsposition in die ausgelenkte Position erfährt die Blockierklinke 18 in etwa eine Drehung um einen Winkel von 10° bis 25°. Die Blockierklinke 18 ist mit der Kupplungsscheibe 14 außerdem über ein Fe derelement 32 verbunden, dass einer Auslenkbewegung der Blockierklinke 18 ent gegenwirkt und somit eine Rückstellkraft in die Ausgangsposition auf die Blockier klinke 18 ausübt.
Das Federelement 32 ist so ausgelegt und so zwischen Kupplungsscheibe 14 und Blockierklinke 18 angeordnet, dass sein Federmoment mit zunehmendem Auslenkwinkel der Blockierklinke 18, insbesondere des sperrenden Endes 22, ab nimmt. Das Federmoment weist also eine degressive Kennlinie auf, wie auch in Figur 9 dargestellt ist.
Das Federmoment ist als das Vektorprodukt zwischen der Kraft des Federele ments 32 sowie einem effektiven Hebelarm U des Federelements 32 definiert.
In diesem Beispiel ist das Federelement 32 eine Drehfeder, die einen blockier klinkenseitigen Schenkel 34, einen kupplungsscheibenseitigen Schenkel 36 sowie zwischen den beiden Schenkeln eine oder mehrere Windungen 38 aufweist.
Mit der oder den Windungen 38 ist das Federelement 32 auf einen Befesti gungsstift 40 aufgesteckt, der von der Fläche der Kupplungsscheibe 14 absteht und einstückig mit dieser ausgebildet ist.
Der Befestigungsstift 40 bildet einen Fixierpunkt 43, der ein Ende des effektiven Hebelarms U des Federelements 32 bestimmt.
Das freie Ende des blockierklinkenseitigen Schenkels 34 liegt in einer Ausspa rung 42 in der Fläche der Blockierklinke 18. Die Aussparung 42 verläuft von einer radialen Innenseite 44 in Richtung zu einer radialen Außenseite 46 der Blockier klinke 18 und ist in diesem Fall im Wesentlichen als Vertiefung in der Oberseite der Blockierklinke 18 ausgebildet.
Entlang der Umfangsrichtung U ist die Aussparung deutlich breiter als der Schenkel 34 des Federelements 32, sodass der Schenkel 34 Spiel in der Ausspa rung 42 hat.
Um den Schenkel 34 sicher in der Aussparung 42 zu halten, ist eine Brücke 48 auf der Fläche der Blockierklinke 18 vorgesehen, die die umfangsseitigen Ränder 50,52 der Aussparung 42 in Axialrichtung gesehen oberhalb des Federelements 32 miteinander verbindet (siehe Figur 4). Diese Geometrie ist in einer Schnittan sicht durch die Aussparung 42 im Detail in Figur 6 dargestellt.
An dem vom Drehpunkt weg und zum Federelement 32 gerichteten Rand 52 der Aussparung 42 ist ein Vorsprung 54 ausgebildet, der in einem Abstand d zum Drehpunkt 30 angeordnet ist und an dem das Federelement 32, genauer gesagt der Schenkel 34, anliegt. Die Stelle, an der der Vorsprung 54 das Federelement 32 berührt, bildet einen Anlagepunkt 56. Der Anlagepunkt definiert ein zweites Ende des effektiven Hebelarms U des Federelements 32. Diese Geometrie ist im Detail in den Figuren 4 und 6 dargestellt.
Der Vorsprung 54 und damit auch der Anlagepunkt 56 verschiebt sich bei der Auslenkbewegung der Blockierklinke 18 gegenüber dem Federelement 32.
In diesem Beispiel gleitet der Vorsprung 54 entlang des Schenkels 34 des Fe derelements 32. Da das sperrende Ende 22 der Blockierklinke 18 bei der Bewe gung in die ausgelenkte Position nach außen verschwenkt, und der Vorsprung 54 auf der vom sperrseitigen Ende 22 abgewandten Seite der Blockierklinke 18, be zogen auf den Drehpunkt 30, liegt, verschwenkt der Vorsprung 54 in eine weiter radial innenliegende Position, wenn sich die Blockierklinke 18 aus ihrer Ausgangs position in ihre ausgelenkte Position bewegt.
Die beiden Positionen sind in Figur 4 dargestellt, wobei der Vorsprung 54 in der Ausgangsposition der Blockierklinke 18 in durchgezogenen Linien und in der aus gelenkten Position mit gestrichelten Linien gezeigt ist.
Das Federelement 32, in diesem Fall das freie Ende der Schenkels 34, hat in der Aussparung 42 genügend Spiel, sodass es durch die Auslenkbewegung der Blockierklinke 18 im Wesentlichen nicht deformiert wird. Daher ändert sich auch die durch das Federelement 32 ausgeübte Kraft auf die Blockierklinke 18 im We sentlichen nicht. Der Unterschied ist gut in den Figuren 2 und 3 zu erkennen, die die Blockierklinke 18 einmal in der Ausgangsposition und einmal in der ausgelenk ten Position zeigen.
Aufgrund der Bewegung des Vorsprungs 54 verschiebt sich auch der Anlage punkt 56 entlang des Federelements 32. Der effektive Hebelarm U des Federele ments 32 nimmt daher mit zunehmendem Auslenkwinkel a der Blockierklinke 18 um einen Betrag AU ab (siehe auch Figur 8). Infolgedessen reduziert sich auch das Federmoment (die Federkraft des Federelements 32 bleibt in etwa gleich, wie in Figur 7 dargestellt ist), sodass die effektiv auf die Blockierklinke 18 wirkende Kraft mit zunehmender Auslenkung nachlässt und das Federelement 32 mit zu nehmendem Auslenkwinkel a immer weniger Widerstand gegen die Auslenkbewe- gung bietet. Diese degressive Kennlinie des Federmoments ist in Figur 9 verdeut licht.
Die Federkraft des Federelements 32 wird unter anderem durch dessen Vor spannung bestimmt.
Auf der Fläche der Kupplungsscheibe 14 sind in der dargestellten Ausführungs- form mehrere Einspannpunkte 58a, 58b ausgebildet, die an unterschiedlichen ra dialen Positionen angeordnet sind. Jeder der Einspannpunkte 58a, 58b ist hier als hakenförmigen Vorsprung einstückig mit der Kupplungsscheibe 14 geformt, an dem das freie Ende des kupplungsscheibenseitigen Schenkels 36 des Federele ments 32 eingehängt werden kann. Auf diese Weise kann eine unterschiedliche Vorspannung des Federelements 32 durch eine Variation des Winkels ß zwischen den Schenkeln 34,36 des Federelements 32 erreicht werden, die wiederum eine Veränderung der Federkraft des Federelements 32 auf die Blockierklinke 18 zur Folge hat.
In dem in den Figuren 2 und 3 gezeigten Beispiel ist der Schenkel 36 des Fe- derelements 32 im radial inneren Einspannpunkt 58b eingehängt, was hier einem Vorspannwinkel ß von etwa 135° entspricht. In dem in Figur 5 gezeigten Beispiel ist der Schenkel 36 am radial äußeren Einspannpunkt 58a eingehängt, was hier einem Vorspannwinkel ß von etwa 180° entspricht.
Die Figuren 7 bis 9 zeigen die Abhängigkeit der Federkraft, des effektiven He- belarms U des Federelements 32 sowie das Federmoment des Federelements 32 jeweils vom Auslenkwinkel der Blockierklinke 18 von der Ausgangsposition in die ausgelenkte Position. Figur 7 verdeutlicht dabei, dass die Kraftwirkung des Fe derelements 32 im Wesentlichen über den gesamten Auslenkwinkel a gleich bleibt. Figur 8 zeigt, dass hingegen der effektive Hebelarm U mit zunehmendem Aus- lenkwinkel a um den Betrag AU abnimmt, woraus eine degressive Kennlinie des Federmoments mit zunehmendem Auslenkwinkel a resultiert, wie in Figur 9 dar- gestellt ist. In den Figuren 7 bis 9 zeigt die durchgezogene Linie jeweils das Ver halten der erfindungsgemäßen Ausführungsform, während die gestrichelte Linie einem bekannten Gurtaufroller aus dem Stand der Technik als Vergleich zeigt.

Claims

Patentansprüche
1 . Gurtaufroller (10) eines Fahrzeug-Sicherheitsgurtsystems, mit einem Rah men (12) und einer im Rahmen gelagerten Gurtspule, mit der eine Kupplungs scheibe (14) verbunden ist, die relativ zur Gurtspule um ein vorbestimmtes Maß verdrehbar ist, wobei auf der Kupplungsscheibe (14) eine aus einer Ausgangspo sition radial in eine ausgelenkte Position auslenkbar angeordnete Blockierklinke (18) vorgesehen ist, die in einer ausgelenkten Position in eine rahmenfeste Sperrverzahnung (24) eingreift, um die Kupplungsscheibe (14) zu blockieren, wo bei die Blockierklinke (18) über ein Federelement (32) mit der Kupplungsscheibe (14) verbunden ist und das Federelement (32) so ausgelegt und so an der Kupp lungsscheibe (14) und der Blockierklinke (18) angeordnet ist, dass mit zunehmen dem Auslenkwinkel (a) der Blockierklinke (18) das Federmoment des Federele ments (32) abnimmt.
2. Gurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an der Gurtspule eine Sperrklinke vorgesehen ist, die in einer ausgelenkten Position in eine am Rahmen (12) ausgebildete Sperrverzahnung eingreift und die Gurtspule blockiert, wobei die Kupplungsscheibe (14) und die Sperrklinke durch eine Ein steuerführung (28) gekoppelt sind, über die die Sperrklinke in ihre ausgelenkte Po sition bewegt wird, wenn sich die Gurtspule relativ zur Kupplungsscheibe (14) ver dreht.
3. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Federelement (32) so ausgelegt und angeordnet ist, dass es einen mit zunehmendem Auslenkwinkel (a) abnehmenden Widerstand auf die Blockierklinke (18) ausübt.
4. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Federelement (32) eine Drehfeder mit zwei Schenkeln (34, 36) und wenigstens einer Windung (38) zwischen den Enden der Schenkel (34, 36) ist.
5. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Federelement (32) auf der Fläche der Kupplungsscheibe (14) in einem Fixierpunkt (43) insbesondere unverschieblich befestigt ist.
6. Gurtaufroller nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Windung (38) des Federelements (32) auf einem Befestigungsstift (40) gehalten ist, der von der Fläche der Kupplungsscheibe (14) absteht.
7. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Federelement (32) an einem an der Blockierklinke (18) ausgebildeten Anlagepunkt (56) verschieblich anliegt.
8. Gurtaufroller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blo ckierklinke (18) so ausgebildet ist, dass das Federelement (32) während des Aus- lenkens der Blockierklinke (18) entlang des Anlagepunkts (56) gleitet, sodass sich ein effektiver Hebelarm (leff) des Federelements (32) mit zunehmendem Auslenk winkel (a) verkürzt.
9. Gurtaufroller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blo ckierklinke (18) eine Aussparung (42) in ihrer Fläche aufweist, die von ihrer radia len Innenseite (44) in Richtung zu einer radialen Außenseite (46) verläuft und in der ein Ende des Federelements (32) aufgenommen ist und insbesondere der An lagepunkt (56) an einem zum Federelement (32) gerichteten Vorsprung (54) der Blockierklinke (18) ausgebildet ist, der von einem Drehpunkt (30) der Blockier klinke (18) beabstandet ist.
10. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass auf der Kupplungsscheibe (14) mehrere voneinander beab- standete Einspannpunkte (58a, 58b) vorgesehen sind, an denen ein von der Blo ckierklinke (18) abgewandter Abschnitt des Federelements (32) fixiert ist und die in unterschiedlichen Radialpositionen angeordnet sind, wobei die Einspannpunkte (58a, 58b) jeweils einer unterschiedlichen Vorspannung des Federelements (32) zugeordnet sind.
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