DE20217900U1 - Sperrmechanismus für einen Gurtaufroller - Google Patents

Description

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19. November 2002

TRW Occupant Restraint Systems GmbH & Co. KG
Industriestraße 20
D-73553 Alfdorf

Unser Zeichen: T 9993 DE
HD/Zg/us

Sperrmechanismus für einen Gurtaufroller

Die Erfindung betrifft einen Sperrmechanismus für einen Gurtaufroller, mit einer Gurtspule, einer Sperrverzahnung, und mit einer in die Sperrverzahnung einsteuerbaren Sperrklinke zum Blockieren der Gurtspule in Gurtband-Abwickelrichtung.

Bei derartigen Sperrmechanismen zum Blockieren der Gurtspule in Gurtband-Abwickelrichtung ist es einerseits wichtig, daß die Sperrklinke sowohl bei einem normalen Sperrvorgang, also beispielsweise bei einer Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen beim Abbremsen des Fahrzeugs, als auch im Falle eines Unfalls zuverlässig eingesteuert wird und bleibt, andererseits aber auch jederzeit wieder ausgesteuert werden kann, wenn kein Sperren des Gurtaufrollers in Gurtband-Abwickelrichtung mehr nötig oder erwünscht ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Sperrmechanismus für einen Gurtaufroller bereitgestellt, der bei jeder Fahrsituation zuverlässig und bedarfsgerecht funktioniert.

Gemäß der Erfindung ist ein Sperrmechanismus für einen Gurtaufroller gemäß

der eingangs genannten Art vorgesehen, bei dem der Sperrmechanismus in Abhängigkeit von der Größe der auf die Gurtspule in Gurtband-Abwickelrichtung

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wirkenden Kräfte einen ersten und einen zweiten Sperrzustand einnehmen kann, wobei in dem ersten und in dem zweiten Sperrzustand die Sperrklinke in die Sperrverzahnung eingesteuert ist, und wobei durch die Verzahnungsgeometrie von Sperrklinke und Sperrverzahnung im ersten Sperrzustand auf die Sperrklinke ein von der Sperrverzahnung abweisendes Moment und im zweiten Sperrzustand auf die Sperrklinke ein in Richtung der Sperrverzahnung weisendes Moment wirkt. Bei einem normalen Sperrvorgang, wenn relativ geringe Kräfte auf den Gurtaufroller wirken, kann die Sperrklinke durch das auf sie wirkende, von der Sperrverzahnung abweisende Moment bei Bedarf, beispielsweise durch Betätigen eines Stellglieds, wieder ausgesteuert werden, da dazu nur geringe Kräfte aufgebracht werden müssen. Im Falle eines Unfalls jedoch, wenn sehr große Kräfte auf den Gurtaufroller wirken, befindet sich die Sperrklinke in dem zweiten Sperrzustand, in dem auf sie durch die Verzahnungsgeometrie von Sperrklinke und Sperrverzahnung ein in Richtung der Sperrverzahnung weisendes Moment wirkt. In diesem Zustand kann die Sperrklinke nicht, beispielsweise aufgrund eines fehlerhaften Signals einer Sensorik, die einen Notfall erkennen und das Stellglied in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrsituation aktivieren bzw. deaktivieren kann, ausgesteuert werden. Nach dem Unfall, wenn die auf den Gurtaufroller wirkenden Kräfte wieder abgenommen haben und die Sperrklinke in den ersten Sperrzustand zurückbewegt wird, kann durch Aktivieren des Stellglieds wieder ein Aussteuern der Sperrklinke bewirkt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Sperrklinke im zweiten Sperrzustand an einem Anschlag abgestützt, so daß ein Aussteuern der Sperrklinke aus der Sperrverzahnung verhindert ist. Bevorzugterweise ist die Sperrklinke lasttragend an dem Anschlag abgestützt. Durch den Anschlag wird im Falle eines Unfalls, wenn sehr große Kräfte auf die Gurtspule in Gurtband-Abwickelrichtung wirken und die Sperrklinke sich in einer dem zweiten Sperrzustand entsprechenden Position befindet, zusätzlich sichergestellt, daß die Sperrklinke nicht außer Eingriff mit der Sperrverzahnung gebracht werden kann, und, da ein Großteil der auf die Sperrklinke wirkenden Kräfte vom Anschlag

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aufgenommen wird, die Sperrklinke nicht durch eine zu große Last beschädigt wird.

Besonders bevorzugterweise bilden die Sperrklinke und der Anschlag dabei einen Formschluß, wodurch auf die Sperrklinke ein zusätzliches in Richtung der Sperrverzahnung weisendes Moment wirkt, das einem Aussteuern der Sperrklinke aus der Sperrverzahnung entgegenwirkt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform ausführlich beschrieben. Dabei wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen zeigen:

- Figur 1 in einer schematischen Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Sperrmechanismus für einen Gurtaufroller in einer Ruhestellung, in der die Sperrklinke nicht in die Sperrverzahnung eingesteuert ist,

- Figur 2 in einer schematischen Se itenansicht den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus von Figur 1, wobei die Sperrklinke sich in dem ersten Sperrzustand befindet, und

-Figur 3 in einer schematischen Seitenansicht den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus von Figur 1 und Figur 2, wobei die Sperrklinke sich in dem zweiten Sperrzustand befindet.

Der in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Sperrmechanismus weist eine Sperrklinke 10 auf, die durch Deaktivieren bzw. Aktivieren eines Stellglieds 12 in eine Sperrverzahnung 14 einer Sperrscheibe 16 eingesteuert bzw. aus der Sperrverzahnung 14 ausgesteuert werden kann. Die Sperrscheibe 16 ist mit einer (hier nur teilweise zu sehenden) Gurtspule 17 verbunden, so daß bei eingesteuerter Sperrklinke 10 die Gurtspule 17 in Gurtband-Abwickelrichtung blockiert ist. Die Sperrklinke 10 ist verschwenkbar und bezüglich der Sperrscheibe 16 tangential verschiebbar gelagert. Dazu weist die Sperrklinke 10

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an ihrem einen Ende einen Lagerzapfen 18 auf, an dem sie in einem Langloch 20 gelagert ist. Das Langloch 20 kann beispielsweise in einem Rahmen des Gurtaufrollers ausgebildet sein. An dem Lagerzapfen 18 der Sperrklinke 10 greift eine erste Feder 22 an, die als Zugfeder ausgebildet ist. Die Sperrklinke 10 kann entgegen der Kraft der ersten Feder 22 aus ihrer in den Figuren 1 und 2 gezeigten unteren Position in die in Figur 3 gezeigte obere Position bewegt werden. An der Sperrklinke 10 ist ferner ein Kurvenfolger 24 ausgebildet, der in eine Steuerkurve 26 eines Steuerelements 28 eingreift. Die Steuerkurve 26 ist so ausgebildet, daß eine Translationsverschiebung in den in Figur 1 abgebildeten Pfeilrichtungen eine Verschwenkung der Sperrklinke 10 bewirkt. Eine zweite Feder 30, die als Druckfeder ausgebildet ist, greift an dem Steuerelement 28 an, so daß das Steuerelement 28 in eine Betriebsstellung beaufschlagt wird, in der die Sperrklinke 10 in die Sperrverzahnung 14 eingesteuert wird. Das Steuerelement 28 wirkt so mit dem Stellglied 12 zusammen, daß bei aktiviertem Stellglied 12 das Steuerelement 28 in einer entgegen der Kraft der zweiten Feder 30 wirkenden Ruhestellung gehalten wird, in der die Sperrklinke 10 außer Eingriff mit der Sperrverzahnung 14 ist. Dies entspricht der in Figur 1 abgebildeten Stellung des Steuerelements 28. Wird das Stellglied 12 deaktiviert, wird das Steuerelement 28 durch die auf es wirkende Druckkraft der zweiten Feder 30 in die in den Figuren 2 und 3 abgebildete Stellung verschoben, und die Sperrklinke 10 wird in Richtung der Sperrverzahnung 14 verschwenkt. An dem dem Lagerzapfen 18 entgegengesetzten Ende der Sperrklinke 10 ist ein Anschlag 32 vorgesehen, an dem die Sperrklinke 10 in ihrer in Figur 3 gezeigten Stellung lasttragend abgestützt ist. Der Anschlag 32 kann beispielsweise an dem Rahmen des Gurtaufrollers ausgebildet sein kann. Der Anschlag 32 weist einen Vorsprung 34 auf, der bei der in Figur 3 abgebildeten Stellung der Sperrklinke 10 in eine entsprechende Aussparung 36 der Sperrklinke 10 eingreift, so daß ein Aussteuern der Sperrklinke 10 aus der Sperrverzahnung 14 verhindert ist. Die obere Fläche der Sperrklinke 10 und die untere Fläche des Anschlags 32 bilden einen Formschluß, der so ausgebildet ist, daß auf die Sperrklinke 10 ein zusätzliches in Richtung der Sperrverzahnung 14 weisendes Moment wirkt.

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In ersten Sperrzustand (Figur 2) sind die Sperrklinke und die Sperrverzahnung so ineinander verzahnt, daß auf die Sperrklinke 10 ein von der Sperrverzahnung 14 abweisendes Moment wirkt, während im zweiten Sperrzustand (Figur 3) die Sperrklinke und die Sperrverzahnung so ineinander verzahnt sind, daß auf die Sperrklinke 10 ein in Richtung der Sperrverzahnung 14 weisendes Moment wirkt. Dieser Unterschied in der Geometrie der Verzahnung zwischen Sperrklinke und Sperrverzahnung ergibt sich durch die weiter fortgeschrittene Drehung der Gurtspule in Gurtband-Abwickelrichtung im zweiten Sperrzustand im Vergleich zum ersten Sperrzustand.

Bei normalem Fahrbetrieb befindet sich die Sperrklinke 10 in der in Figur 1 abgebildeten Ruhestellung, in der sie außer Eingriff mit der Sperrverzahnung 14 ist, so daß sowohl ein Ab- als auch Aufrollen des Gurtbands von der Gurtspule 17 je nach Bedarf möglich ist. Das Steuerelement 28 wird durch das aktivierte Stellglied 12 entgegen der Kraft der zweiten Feder 30 in seiner bezüglich Figur 1 unteren Position gehalten, und die Sperrklinke 10 wird durch die auf sie ausgeübte Zugkraft der ersten Feder 22 in ihrer bezüglich Figur 1 ebenfalls unteren Position gehalten. Das Stellglied 12 kann beispielsweise ein Elektromagnet sein, der im stromlosen Zustand deaktiviert ist und bei Anlegen einer Spannung aktiviert wird.

Wird das Stellglied 12 durch eine geeignete Sensorik, die einen Unfall und/oder eine Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen erkennt, deaktiviert, wird das Steuerelement 28 durch die Kraft der zweiten Feder 30 bezüglich Figur 2 nach oben verschoben und die Sperrklinke 10 dadurch in die Sperrverzahnung 14 eingesteuert. Das Steuerelement 28 ist in einer Bahn geführt, so daß es in Bezug auf Kräfte, die senkrecht zur Verstellbewegung wirken, abgestützt ist. Je nachdem, ob die auf die Gurtspule 17 wirkenden Kräfte in Gurtband-Abwickelrichtung groß genug sind, um die Sperrklinke 10 entgegen der Kraft der ersten Feder 22 bezüglich Figur 2 nach oben zu verschieben oder ob sie es nicht sind, wird die Sperrklinke 10 in die in Figur 3 gezeigte Stellung bewegt oder verbleibt in der in Figur 2 gezeigten Stellung. In der in Figur 2 gezeigten Stellung wirkt auf die Sperrklinke 10 ein von der Sperrverzahnung 14 abweisendes

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Moment. In diesem Zustand kann bei einem Aktivieren des Stellglieds 12 durch ein entsprechendes Sensorsignal die Sperrklinke 10 jederzeit wieder aus der Sperrverzahnung 14 ausgesteuert werden. Wirken auf die Sperrklinke 10 im eingesteuerten Zustand sehr große Kräfte, beispielsweise im Falle eines Unfalls, befindet sich die Sperrklinke 10 in dem in Figur 3 abgebildeten Zustand. In diesem Zustand wirkt auf die Sperrklinke 10 ein in Richtung der Sperrverzahnung 14 weisendes Moment, so daß die Kraft der zweiten Feder 30 auch bei einem nichtbeabsichtigten Deaktivieren des Stellglieds 12, beispielsweise aufgrund eines fehlerhaften Sensorsignals, nicht ausreicht, um die Sperrklinke 10 aus der Sperrverzahnung 14 auszusteuern. Zusätzlich liegt in diesem Zustand die Sperrklinke 10 lasttragend an dem Anschlag 32 an und bildet mit diesem einen Formschluß, der bewirkt, daß auf die Sperrklinke ein zusätzliches in Richtung der Sperrverzahnung weisendes Moment wirkt.

Claims (8)

1. Sperrmechanismus für einen Gurtaufroller, mit einer Gurtspule (17), einer Sperrverzahnung (14), und mit einer in die Sperrverzahnung (14) einsteuerbaren Sperrklinke (10) zum Blockieren der Gurtspule (17) in Gurtband- Abwickelrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrmechanismus in Abhängigkeit von der Größe der auf die Gurtspule (17) in Gurtband- Abwickelrichtung wirkenden Kräfte einen ersten oder einen zweiten Sperrzustand einnehmen kann, wobei in dem ersten und in dem zweiten Sperrzustand die Sperrklinke (10) in die Sperrverzahnung (14) eingesteuert ist, und wobei durch die Verzahnungsgeometrie von Sperrklinke (10) und Sperrverzahnung (14) im ersten Sperrzustand auf die Sperrklinke (10) ein von der Sperrverzahnung (14) abweisendes Moment und im zweiten Sperrzustand auf die Sperrklinke (10) ein in Richtung der Sperrverzahnung (14) weisendes Moment wirkt.

2. Sperrmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (10) entgegen der Kraft einer ersten Feder (22) aus dem ersten Sperrzustand in den zweiten Sperrzustand bewegbar ist.

3. Sperrmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (10) im zweiten Sperrzustand an einem Anschlag (32) abgestützt ist, so daß ein Aussteuern der Sperrklinke (10) aus der Sperrverzahnung (14) verhindert ist.

4. Sperrmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (10) lasttragend an dem Anschlag (32) abgestützt ist.

5. Sperrmechanismus nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (10) und der Anschlag (32) im zweiten Sperrzustand einen Formschluß bilden, wodurch auf die Sperrklinke (10) ein zusätzliches in Richtung der Sperrverzahnung (14) weisendes Moment wirkt.

6. Sperrmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Sperrklinke (10) gekoppeltes Steuerelement (28) vorgesehen ist, das durch die Kraft einer zweiten Feder (30) in eine Betriebsstellung beaufschlagt wird, in der es die Sperrklinke (10) in die Sperrverzahnung (14) einsteuert.

7. Sperrmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellglied (12) vorgesehen ist, das das Steuerelement (28) in einer entgegen der Kraft der zweiten Feder (30) wirkenden Ruhestellung halten kann, in der das Steuerelement (28) die Sperrklinke (10) außer Eingriff mit der Sperrverzahnung (14) hält.

8. Sperrmechanismus nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (10) mit dem Steuerelement (28) so über eine Steuerkurve (26) und einen Kurvenfolger (24) gekoppelt ist, daß eine Translationsverschiebung des Steuerelements (28) eine Schwenkbewegung der Sperrklinke (10) verursacht.