Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit einem sich selbstständig in Abhängigkeit von der Neigung ausrichtenden Trägheitssensor mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Solche Sicherheitsgurtaufroller werden z.B. in Kraftfahrzeugen bei sitzintegrierten Sicherheitsgurtsystemen verwendet, bei denen der Sicherheitsgurtaufroller in einer neigungsverstellbaren Rückenlehne des Fahrzeugsitzes angeordnet ist. Ein Problem bei solchen Sicherheitsgurtaufrollern ist, dass der Trägheitssensor zur Kompensation unterschiedlicher Neigungswinkel der Rückenlehne schwenkbeweglich an dem Sicherheitsgurtaufroller angeordnet werden muss, und dadurch in Extremfällen auch bei Verzögerungen des Kraftfahrzeuges eine Schwenkbewegung ausführen kann. Diese Schwenkbewegung des Trägheitssensors kann zu einer nachteiligen Beeinflussung der Ansprechschwelle des Trägheitssensors und der Verriegelungswege des Sicherheitsgurtaufrollers führen. Da die gesetzlich vorgeschriebene Ansprechschwelle des Trägheitssensors in jedem Fall einzuhalten ist, muss der Trägheitssensor nach der Neigungsverstellung automatisch gegenüber dem Sicherheitsgurtaufroller festgelegt werden, was nur mit einem erheblichen konstruktiven Aufwand zu realisieren ist.

Aus der DE 201 14 710 Ul ist ein Gurtaufroller bekannt, bei dem der schwenkbare Trägheitssensor aus einer Ausrichtmasse und einer Trägheitsmasse gebildet ist. Ferner ist eine zwei- schenkelige Reibfeder vorgesehen, welche sich bei einem Gurtbandauszug mit einem Schenkel an dem Gehäuse des Gurtaufrollers abstützt und mit dem anderen Schenkel die Ausrichtmasse festlegt. Aufgrund der Festlegung der Ausrichtmasse kann der Trägheitssensor während des Gurtbandauszuges die Schwenkbewegung nicht ausführen, so dass eine in diesem Fall auftretende Fahrzeugverzögerung oberhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Ansprechschwelle bei einer entsprechenden Auslegung des Trägheitssensors unabhängig von dessen Verschwenkbarkeit zu einer Blockierung des Gurtaufrollers führt. Die Blockierung des Gurtaufrollers erfolgt dabei, wie im Stand der Technik bereits bekannt, durch die Auslenkung der Trägheitsmasse und einer dadurch erzwungenen Einsteuerung eines Blockierhebels in eine Verzahnung einer an der Gurtwelle des Gurtaufrollers gelagerten Steuerscheibe, wodurch eine an der Gurtwelle gelagerte Blockierklinke zu einer Einsteuerbewegung in eine gehäusefeste Verzahnung gezwungen wird.

Aus der EP 1 893 455 Bl ist eine alternative Lösung bekannt, bei der die Ausrichtmasse bei einem Gurtbandauszug mittels eines an dem Gehäuse des Gurtaufrollers schwenkbar gelagerten Hebels festgelegt wird. Die Schwenkbewegung des Hebels wird dabei durch einen über eine Reibkupplung an die Gurtwelle gekoppelten Steuerhebel gesteuert .

Ein Nachteil bei beiden Lösungen ist, dass die Festlegung der Ausrichtmasse erst durch eine Gurtbandauszugsbewegung bewirkt wird, so dass der Verriegelungsweg der Gurtwelle des Gurtauf - rollers bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Fahrzeugverzögerung insgesamt verlängert wird. Ferner erfolgt die Entkoppelung der Neigungsverstellung von der Bewegung der Trägheitsmasse erst durch die Festlegung der Ausrichtmasse, welche bei beiden Lösungen durch einen aufwendigen Mechanismus, der erst durch eine Gurtbandauszugsbewegung betätigt wird, verwirklicht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Sicherheitsgurtaufroller zu schaffen, bei dem die Entkoppelung der Neigungsverstellung des Trägheitssensors von der Auslenkung der Trägheitsmasse mit einfachen Mitteln realisiert ist .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Sicherheitsgurt- aufroller mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den zugehörigen Figuren zu entnehmen .

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass an dem Sicherheitsgurtaufroller eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Schwenkbewegung des Trägheitssensors gegenüber dem Sicherheitsgurtaufroller vorgesehen ist. Aufgrund der Dämpfung der Schwenkbewegung des Trägheitssensors wird die Bewegung des Trägheitssensors zumindest so weit von der Bewegung der Trägheitsmasse in dem Trägheitssensor entkoppelt, dass die Auslenkung der Trägheitsmasse bedingt durch eine Fahrzeugverzögerung in jedem Fall zu einer Ansteuerung der Blockiereinrichtung führt, bevor der Trägheitssensor selbst eine Schwenkbewegung ausführt. Die Dämpfungseinrichtung kann dabei so bemessen werden, dass der Trägheitssensor hinsichtlich des Ansprechverhaltens bei einer Fahrzeugverzögerung für die in diesem Fall wirkenden Beschleunigungen als unverschwenkbar angesehen werden kann. Bei einer Verstellung der Neigung des Sicherheitsgurt- aufrollers hingegen kann sich der Trägheitssensor dagegen während des wesentlich größeren zur Verfügung stehenden Zeitraums selbstständig ausrichten, so dass er sich anschließend in einer relativen Lage zu dem Blockiermechanismus des Sicherheits- gurtaufrollers befindet, in der er seine eigentliche Funktion ohne Einschränkung wahrnehmen kann. Insbesondere bietet die Erfindung den Vorteil, dass der Trägheitssensor aufgrund der Dämpfung der Schwenkbewegung für seine Funktion anschließend als feststehend angesehen werden kann, ohne dass dazu eine Gurtbandauszugsbewegung der Gurtwelle erforderlich ist. Die Festlegung des schwenkbaren Trägheitssensors erfolgt damit mit konstruktiv sehr einfachen Mitteln und hat insbesondere keine nachteiligen Auswirkungen auf die eigentliche Funktion des Trägheitssensors, insbesondere hinsichtlich des Verriegelungs- weges und des Ansprechverhaltens des Trägheitssensors.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der Trägheitssensor um die Drehachse einer Gurtwelle des Sicherheitsgurtaufrollers schwenkbar ist. Da bei den im Stand der Technik bekannten Lösungen in jedem Fall vermieden werden muss, dass eine mögliche Schwenkbewegung des Trägheitssensors die Verriegelung des Sicherheitsgurtaufrollers über den Trägheitssensor nachteilig beeinflusst, ist die Schwenkachse des Trägheitssensors möglichst dicht an dem Schwerpunkt des Trägheitssensors angeordnet, wodurch die Verstellmomente des Trägheitssensors gering gehalten werden können. Dies hat eine Hysterese des Verstell - Winkels zur Folge und führt zu fehlerhaften Messergebnissen bei einer g-Wert Messung. Die vorgeschlagene Lösung bietet dagegen den Vorteil, dass der Abstand des Trägheitssensors in Radialrichtung zu der Gurtwelle und den an der Gurtwelle angeordneten Bauteilen, wie z.B. der Steuerscheibe, einem gurt- bandauszugssensitiven Sensor oder einer Blockiereinrichtung, im Wesentlichen konstant bleibt und dadurch eine Hysterese vermieden wird. Ferner ist dadurch ein wesentlich größerer Schwenkwinkel des Trägheitssensors ohne Nachteile für seine Funktion möglich, im Extremfall kann der Trägheitssensor dadurch sogar in jede beliebige Position an dem Umfang der Gurt- welle verschwenkt werden. Diese Lösung stellt unabhängig von der vorgeschlagenen Dämpfung der Schwenkbewegung des Trägheitssensors eine konstruktive Maßnahme dar, mittels derer ein gattungsgemäßer Sicherheitsgurtaufroller in seiner Funktion verbessert werden kann.

In diesem Fall kann die Verschwenkbarkeit des Trägheitssensors konstruktiv sehr einfach dadurch bewirkt werden, indem die Ausrichtmasse an einem unterhalb der Schwenkachse des Träg- heitssensors angeordneten Pendelarm angeordnet ist.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Dämpfungseinrichtung durch eine an den Trägheitssensor angekoppelte Rotationsmasse gebildet ist. Die Verwendung einer Rotationsmasse als Dämpfungseinrichtung bietet den Vorteil, dass diese besonders einfach an den schwenkbaren Trägheitssensor angekoppelt werden kann, da die physikalische Grundlage der der Schwenkbewegung entgegenwirkenden Dämpfung eben auch auf einer Rotationsbewegung basiert .

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass zur Ankoppelung der Rotationsmasse an den Trägheitssensor ein Übersetzungsgetriebe vorgesehen ist . Durch das Übersetzungsgetriebe kann die Schwenkbewegung des Trägheitssensors in eine Ro ationsbewegung der Rotationsmasse mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit übersetzt werden. Dadurch kann die Rotationsmasse bei gleicher dämpfender Eigenschaft kleiner und insbesondere mit -einer geringeren Masse ausgeführt werden. Die mechanische Dämpfung selbst kann dabei durch die Wahl des Übersetzungsverhältnisses und der Masse der Rotationsmasse gezielt eingestellt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Blockiereinrichtung eine Blockierklinke aufweist, welche synchronisiert in eine gehäusefeste Verzahnung des Sicherheitsgurtaufrollers einsteuerbar ist, und zur synchronisierten Einsteuerung der Blockierklinke ein gurtbandauszugssensitiver Sensor mit einer zweiten Trägheitsmasse vorgesehen ist, und die zweite Trägheitsmasse durch ein an dem Sicherheitsgurtaufroller gelagertes Zahnrad gebildet ist, und der schwenkbare Trägheitssensor bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Fahrzeugverzögerung die Blockiereinrichtung durch Einsteuern eines durch die Bewegung der Trägheitsmasse ausgelenkten Blockierhebels in die Verzahnung des Zahnrades ansteuert . Grundsätzlich ist die synchronisierte Einsteuerung der Blockierklinke der Blockiereinrichtung insofern von Vorteil, da hierdurch vermieden wird, dass die Blockierklinke unvollständig in die gehäusefeste Verzahnung einsteuert oder sogar durch einen Zahn-auf -Zahn Fall scheinverriegelt. Die synchronisierte Ansteuerung der Blockierklinke über den fahrzeugsensitiven Sensor setzt grundsätzlich voraus, dass der Trägheitssensor die Blockiereinrichtung mit einem sich in einer definierten Position befindlichen Blockierhebel ansteuert. Dies ist bei einem verschwenkbaren Trägheitssensor nach dem Stand der Technik nur sehr schwer zu realisieren, weshalb in diesem Fall ein zusätzlicher an dem Sicherheitsgurtaufroller schwenkbar gelagerter Pilothebel vorgesehen werden muss, der sich in einer festen Zuordnung zu der Steuerscheibe befindet und zur Ansteuerung der Blockiereinrichtung durch den Blockierhebel des Trägheitssensors zu einer Einsteuerbewegung in die Verzahnung der Steuerscheibe gezwungen wird. Der Blockierhebel des Trägheitssensors muss dafür in jedem Fall an dem Pilothebel anliegen, so dass der mögliche Verschwenkwinkel des Trägheitssensors stark eingeschränkt wird. In der vorgeschlagenen Lösung ist zur synchronisierten Einsteuerung der Blockierklinke eine Ansteuerung über einen gurtbandauszugssen- sitiven Sensor vorgesehen, welcher eine Trägheitsmasse in Form eines Zahnrades aufweist. Die Ansteuerung der Blockiereinrichtung über den verschwenkbaren Trägheitssensor erfolgt dann dadurch, indem der Blockierhebel des Trägheitssensors bei einer Auslenkung der Trägheitsmasse zu einer Einsteuerbewegung in die Verzahnung der Trägheitsmasse des gurtbandauszugssensiti- ven Sensors gezwungen wird und dadurch eine synchronisierte Ansteuerung der Blockiereinrichtung über den gurtbandauszugs - sensitiven Sensor bewirkt. Damit ist eine synchronisierte Ansteuerung der Blockierklinke mit einem in einer beliebigen Stellung befindlichen Trägheitssensor bzw. Blockierhebel möglich. Da die Verzahnung des Zahnrades als Vielverzahnung mit sehr geringen Zahnabständen ausgelegt werden kann, kann dadurch außerdem ein kleiner Verriegelungsweg des Sicherheitsgurtaufrollers ermöglicht werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig.l: Sicherheitsgurtaufroller mit verschwenkbarem Trägheitssensor mit einer kugelförmigen Trägheitsmasse;

Fig.2: Sicherheitsgurtaufroller aus Fig.l in Schnittdarstellung in Schnittrichtung durch die Gurtwelle;

Fig.3: Sicherheitsgurtaufroller aus Fig.2 in Schnittdarstellung in Schnittrichtung A-A;

Fig. : Sicherheitsgurtaufroller mit verschwenkbarem Trägheitssensor mit einer stehenden Trägheitsmasse.

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Sicherheitsgurtauf - roller in Seitenansicht auf einen fahrzeugsensitiven Trägheitssensor l mit einer in einem Gehäuse 20 gelagerten kugel- förmigen Trägheitsmasse 5 zu erkennen. Der Trägheitssensor 1 .ist mit einer Ausrichtmasse 4 versehen und über einen Pendelarm 2 schwenkbar in einem reibungsarmen Schwenklager 19 gelagert. Ferner ist an dem Sicherheitsgurtaufroller eine Lagerplatte 7 vorgesehen, an der eine Rotationsmasse 9 mit einem Zahnrad 8 drehbar gelagert ist. Der Pendelarm 2 ist an seiner der Rotationsmasse 9 zugewandten Seite teilkreisförmig ausgebildet und mit einer Verzahnung 6 versehen, welche in das Zahnrad 8 eingreift. Bei einer Neigungsverstellung des Sicherheitsgurtaufrollers führt der Trägheitssensor 1 eine durch die Ausrichtmasse 4, die Masse des Pendelarmes 2 und die Masse des Trägheitssensors 1 schwerkraftbetätigte Schwenkbewegung um das Schwenklager 19 aus und treibt dabei die Rotationsmasse 9 zu einer Drehbewegung an. Die Verzahnung 6 und das Zahnrad 8 bilden dabei ein Übersetzungsgetriebe, welches die Schwenkbewegung des Trägheitssensors 1 in eine Drehbewegung der Rotationsmasse 9 mit einer wesentlich größeren Winkelgeschwindigkeit übersetzt. Die angetriebene Rotationsmasse 9 wirkt dadurch als Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung der Schwenkbewegung des Trägheitssensors 1.

In der Figur 2 ist der Sicherheitsgurtaufroller aus der Figur 1 in Schnittdarstellung zu erkennen. Der Sicherheitsgurtauf- roller weist eine Gurtwelle 3 auf, auf der ein nicht dargestellter Sicherheitsgurt aufwickelbar ist. Die Gurtwelle 3 ist in einem Rahmen 21 mit zwei Schenkeln mit jeweils einer Öffnung drehbar gelagert, wobei in der Darstellung nur ein Schenkel 22 mit einer Öffnung 23 mit einer gehäusefesten Verzahnung 16 zu erkennen ist, durch die die Gurtwelle 3 hindurchragt. Die Lagerplatte 7 ist über Clipsverbindungen an dem Schenkel 22 drehfest angeordnet und weist einen konzentrisch zu der Drehachse der Gurtwelle 3 angeordneten Lagerzapfen 24 auf, auf dem der Trägheitssensor 1 in dem Schwenklager 19 schwenkbar gelagert ist. Ferner ist an der Lagerplatte 7 ein zweiter Zapfen 25 vorgesehen, auf dem die Rotationsmasse 9 mit dem Zahnrad 8 gelagert ist. An der der Gurtwelle 3 zugewandten Innenseite der Lagerplatte 7 ist ein ringförmiger Fortsatz vorgesehen, an dem radial innen eine Verzahnung 14 angeordnet ist. Ferner ist auf der Gurtwelle 3 eine Steuerscheibe 13 mit einem darauf angeordneten gurtbandauszugssensitiven Sensor gebildet durch eine Trägheitsmasse 10 in Form eines Zahnrades drehbar gelagert .

Die genaue Wirkungsweise des Blockiermechanismus wird anhand der Figur 3 nachfolgend näher beschrieben. Auf der Gurtwelle 3 ist eine Blockiereinrichtung in Form einer Blockierklinke 15 vorgesehen, welche mit einem Stift in eine in der Steuerscheibe 13 vorgesehene Steuerbohne eingreift. Auf der Steuerscheibe 13 ist außerdem die Trägheitsmasse 10 des gurtbandauszugssensitiven Sensors mit einem radial innen liegenden Verdrängungs- abschnitt 10a gelagert, an dem ein an der Steuerscheibe 13 gelagerter Blockierhebel 18 anliegt. Für den Fall, dass die Gurtbandauszugsbeschleunigung einen durch die Wahl der Massenverhältnisse vorbestimmten Wert überschreitet, bleibt die Trägheitsmasse 10 gegenüber der Steuerscheibe 13 trägheitsbedingt zurück und verdrängt den Blockierhebel 18 über den Verdrängungsabschnitt 10a nach außen, so dass dieser in die Verzahnung 14 einsteuert. Durch die Einsteuerung des Blockierhebels 18 in die Verzahnung 14 wird die Steuerscheibe 13 gegenüber der Gurtwelle 3 in der Drehbewegung angehalten, und die Blockierklinke 15 steuert in einer durch die Formgebung der Steuerbohne definierten Aussteuerbewegung in die gehäusefeste Verzahnung 16 ein. Aufgrund der fest an dem Schenkel 22 angeordneten Lagerplatte 7 stehen die Verzahnung 14 an der Lagerplatte 7 und die gehäusefeste Verzahnung 16 in der Öffnung 23 des Schenkels 22 in einer festen Lagebeziehung zueinander, so dass die Einsteuerbewegung der Blockierklinke 15 in jedem Fall synchronisiert erfolgt.

Der verschwenkbare Trägheitssensor 1 ist radial außen an der Trägheitsmasse 10 angeordnet und greift bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Fahrzeugverzögerung mit einem durch die Auslenkung der Trägheitsmasse 5 ausgelenkten Blockierhebel 12 in die Verzahnung 11 der Trägheitsmasse 10 ein. Die nachfolgende Blockierung der Gurtwelle 3 erfolgt dann in gleicher Weise aufgrund der angehaltenen Trägheitsmasse 10 wie bei einem Überschreiten der vorbestimmten Gurtbandauszugsbeschleuni- gung. Da die Aussteuerbewegung der Blockierklinke 15 aufgrund der lagefesten Zuordnung der Verzahnung 14 und der gehäusefesten Verzahnung 16 grundsätzlich synchronisiert erfolgt, ist es dabei unerheblich, in welcher Stellung sich der Blockierhebel 12 bei der AusSteuerbewegung zu der Verzahnung 11 befindet. Dadurch ist eine zuverlässige und konstruktiv sehr einfache Möglichkeit geschaffen, die Blockiereinrichtung auch mit einem verschwenkbaren Trägheitssensor 1 synchronisiert anzusteuern, ohne dass dazu eine zweiter Pilothebel erforderlich ist, wie dies bei den im Stand der Technik bekannten Lösungen der Fall ist. Damit kann der mögliche Verschwenkwinkel des Trägheitssensors 1 wesentlich vergrößert werden. Zentrales Bauteil ist hierbei die mit der Verzahnung 11 versehene Trägheitsmasse 10, welche sowohl zur gurtbandauszugssensitiven als auch zur fahrzeugsensitiven Ansteuerung der Blockiereinrichtung genutzt wird. Eine solche Ansteuerung der Blockiereinrichtung stellt unabhängig von der Art des verschwenkbaren Trägheitssensors 1 eine wesentliche Vereinfachung eines solchen Sicherheitsgurt- aufrollers mit einer hohen Funktionssicherheit dar.

Da die Schwenkbewegung des Trägheitssensors 1 durch die angetriebene Rotationsmasse 9 gedämpft wird, ist in jedem Fall si- chergestellt , dass die Verzögerung des Fahrzeuges und eine dadurch ausgelöste Auslenkung der Trägheitsmasse 5 zu einem Eingriff des Blockierhebels 12 mit der Blockierspitze 17 in die Verzahnung 11 führt, ohne dass eine Schwenkbewegung des Trägheitssensors 1 diesen Eingriff nachteilig verzögert oder sogar verhindert. Aufgrund der Dämpfung bewegt sich der Trägheitssensor 1 wesentlich langsamer als die Trägheitsmasse 5 und der dadurch angehobene Blockierhebel 12, so dass die Schwenkbewegung des Trägheitssensors 1 und die Bewegung der Trägheitsmasse 5 hinsichtlich der fahrzeugsensitiven Ansteuerung der Blockierklinke 15 als entkoppelt angesehen werden können.

Ferner ändert sich der Abstand zwischen dem Blockierhebel 12 und der Verzahnung 11 auch bei einem Verschwenken des Trägheitssensors 1 aufgrund des koaxial zu der Drehachse der Gurt- welle 3 angeordneten Schwenklagers 19 nicht, so dass der

Schwenkwinkel des Trägheitssensors 1 keinen Einfluss auf die Ansteuerung der Blockiereinrichtung hat. Demnach sind ohne Nachteile für die fahrzeugsensitive Ansteuerung der Blockiereinrichtung auch größere Schwenkwinkel des Trägheitssensors 1 möglich.

In der Figur 4 ist eine alternative Ausführungsform des Sicherheitsgurtaufrollers mit einem Trägheitssensor 1 mit einer in einem Gehäuse 20 stehenden Trägheitsmasse 5 zu erkennen. Der Trägheitssensor 1 ist über einen Tragarm 20 drehfest mit einem Zahnrad 27 verbunden, an dem winkelversetzt und drehfest außerdem ein Pendelarm 2 mit einer an dessen Ende angeordneten Ausrichtmasse 4 vorgesehen ist. Ferner ist an dem Sicherheitsgurtaufroller eine drehfest mit einem Zahnrad 8 verbundene Rotationsmasse 9 drehbar gelagert. Bei einer Neigungsverstellung des Sicherheitsgurtaufrollers wird der Trägheitssensor 1 aufgrund der auf die Ausrichtmasse 4 wirkenden Schwerkraft ver- schwenkt, wobei diese Bewegung durch den Antrieb der Rotationsmasse 9 über die im Eingriff befindlichen Zahnräder 27 und 8 gedämpft wird. Der Mechanismus ist im Übrigen identisch zu dem in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel.