[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gurtaufrollersystem bzw.

Gurtautomaten, insbesondere in Sicherheitsgurtanordnung von Kraftfahrzeugen, mit einer Spule zum Aufwickeln und Abwickeln eines Gurtes und mit einem Einsteuerglied. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum sichern Blockieren eines Gurtes in einem Gurtaufrollersystem.

[0002] Als Sicherheitssystem eines Fahrzeugs blockiert bzw. verriegelt das

Gurtaufrollersystem während eines Unfalls (engl.: "crash") bzw. einer starken Abbremsung des Fahrzeugs den Gurtauszug, d.h. die Spulenrotation in Abwickelrichtung, um einen in den Gurt fallenden Fahrzeuginsassen zurückzuhalten. Damit den Fahrzeuginsassen ein komfortables An- und Ablegen sowie Tragen des Gurtes ermöglicht wird, erlauben Gurtaufrollersysteme im Normalbetrieb hingegen eine problemlose Spulenrotation in Abwickelrichtung und Aufwickelrichtung des Gurtes.

[0003] Es sind verschiedene Funktionsprinzipien zur Realisierung derartiger

Gurtaufrollersysteme bekannt. Die vorliegende Anmeldung betrifft dabei auch Gurtaufroller mit einer "schwimmenden" Spule (engl.: "floating spool"), d.h. mit einer zwischen einer Hauptverriegelungs Stellung und einer Freigabestellung bewegbaren Spule. Derartige Systeme sind bspw. aus der DE 60 2004 004 769 bekannt. In der Hauptverriegelungs Stellung ist eine Rotation der Spule in Gurtausgaberichtung nicht möglich, d.h. bei in Hauptverriegelungs Stellung befindlicher Spule erfüllt das Gurtaufrollersystem seine eigentliche Sicherheitsfunktion. In der Freigabestellung hingegen kann die Spule in beiden Richtungen gedreht werden. Der Gurt ist in dieser Stellung der Spule also freigegeben. [0004] Die Halterung der schwimmenden Spule kann auf unterschiedliche Art und

Weise erfolgen. Die Spule kann beispielsweise in kulissenartig ausgebildeten Zwangsführungen entlang einer vorgegebenen Bahn geführt werden oder schwenkbar gelagert sein. Die Bewegung der Spule aus der Freigabestellung in die Hauptverriegelungsstellung hinein erfolgt bei den bekannten Gurtaufrollersystemen über den Zug des Gurtes selbst, wohingegen die Bewegung der Spule zurück in die Freigabestellung aufgrund ihres Eigengewichts oder mit Hilfe von z.B. federnbasierten Rückstelleinrichtungen erfolgt. [0005] Die Halterung bzw. Lagerung der Spule in Gurtaufrollersystemen erfolgt üblicherweise in einem Lager einer Sperrmechanik aus Kunststoff sowie einem Gegenlager. In die Sperrmechanik sind typischerweise zudem Sensoren integriert, die die Rotation der Spule in Auszugsrichtung ebenfalls blockieren können, so dass die Spule bei einem Unfall über einen Zug des Gurtes in die Hauptverriegelungs Stellung geführt werden kann, um den Fahrzeuginsassen vor Aufprallschäden zu schützen.

[0006] Sicherheitsgurtsysteme werden zudem häufig mit weiteren Funktionen versehen. Solche Zusatzfunktionen sind insbesondere eine Vorspannfunktion (engl.: pretensioning) und eine Last- oder Kraftbegrenzungsfunktion (engl.: load or force limiting). [0007] Lastbegrenzungseinrichtungen, die insbesondere in Form von Spulen mit Torsionsstab bekannt sind, dienen dazu, bei eigentlich blockierter Spule dennoch eine begrenzte Spulenrotation in Gurtausgaberichtung zuzulassen, um die auf den trägheitsbedingt in den Gurt fallenden Fahrzeuginsassen wirkenden Spitzenbelastungen zu reduzieren. Eine optimale Lastbegrenzung für die Fahrzeuginsassen wird jedoch erst durch die Kombination der Lastbegrenzungseinrichtung mit einer Straffung bzw. Vorspannung des Gurtes erreicht. [0008] Straffer- bzw. Vorspanneinrichtungen ermöglichen innerhalb einer kurzen Zeit von z.B. etwa 10 ms nach der Detektion einer Unfall- oder Gefahrensituation die Spule in Gurtaufnahmerichtung anzutreiben, um den Sicherheitsgurt zu straffen, damit er seine Rückhaltefunktion optimal erfüllen kann.

[0009] Da die Zeit zur Gurtstraffung relativ kurz ist, muss die Gurtstraffung entsprechend schnell erfolgen. Dabei treten relativ große Kräfte von bspw. 2 kN auf. Insbesondere in Gurtaufrollersystemen mit pyrotechnischer Vorspanneinrichtung können bei den schockartigen Belastungen Verformungen des Gesamtsystems auftreten. Aufgrund dieser Deformationen kann es vorkommen, dass sich das System während und/oder unmittelbar nach der Straffung nicht mehr entsprechend seiner konstruierten Kinematik der Grundfunktionen bewegt. Insbesondere die zur Steuerung der Verriegelung notwendigen, meist aus Kunststoff gestalteten Sensorsysteme können die Synchronisation der lasttragenden Verriegelungsteile nicht mehr optimal gewährleisten. Im schlimmsten, wenn auch äußerst seltenen, Fall kann es dadurch zu einer verzögerten oder gar keiner Verriegelung des Systems kommen. Dies trifft insbesondere auf die oben erwähnte Sperrmechanik zu. [0010] Die Verriegelung des Systems ist aber die entscheidende Sicherheitsfunktion des Gurtaufrollersystems. Sie muss daher auch nach der Straffung zu 100% sichergestellt sein. Vor diesem Hintergrund wird ein Gurtaufrollersystem nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 15 bereitgestellt. [0011] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der die Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen im Einzelnen erläutert werden. Dabei zeigt:

[0012] Fig. 1 ein Gurtaufrollersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht.

[0013] Fig. 2 zwei perspektivische Ansichten eines Einsteuergliedes zur Verwendung in einem Gurtaufrollersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

[0014] Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Verrieglungsglied zur Sicherung des

Einsteuergliedes in einer Ruheposition, wie es in einem Gurtaufrollersystem gemäß einer

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

[0015] Fig. 4 ein Gurtaufrollersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht.

[0016] Fig. 5 bis Fig. 7 detaillierte perspektivische Ansichten der Lagerung eines

Einsteuergliedes in der Ruheposition gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden

Erfindung.

[0017] Fig. 8 ein Gurtaufrollersystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht.

[0018] Fig. 9 einen Ausschnitt des Gurtaufrollersystem von Fig. 8 gemäß einer

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Aufsicht.

[0019] Fig. 10 einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 8 mit einer detaillierten

Darstellung der Lagerung und Sicherung des Einsteuerglieds in der Ruheposition gemäß einer

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

[0020] Fig. 1 IA bis 1 IH die zwang s geführte Bewegung der Spule durch das

Einsteuerglied in die Hauptverrieglungsposition gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

[0021] Das Gurtaufrollersystem weist dabei gemäß einem Ausführungsbeispiel eine

Spule zum Aufwickeln und Abwickeln eines Gurtes, wobei die Spule eine Wickelachse aufweist, die zwischen einer Hauptverriegelungsstellung und einer Freigabestellung bewegbar ist; ein Einsteuerglied, welches aus einer Ruhelage freigebbar ist, und durch das die Spule in

Abwickelrichtung blockierbar oder einschränkbar ist; sowie eine auslösbare

Vorspanneinrichtung zum Straffen des Gurtes auf, wobei durch das Auslösen der

Vorspanneinrichtung das Einsteuerglied aus seiner Ruhelage freigebbar ist und wobei das

Einsteuerglied in eine Endruhelage, in der das Einsteuerglied die Bewegung der Spule nicht eingeschränkt, bewegbar ist, wenn die Spule in die Hauptverriegelungsstellung geführt ist. Das Freigeben des Einsteuerglieds durch das Auslösen der Vorspanneinrichtung stellt sicher, dass das Einsteuerglied immer dann seine Funktion erfüllen kann, wenn dies auf Grund der möglicherweise auftretenden Deformationen erforderlich ist. Damit wird eine 100%ige Verriegelung des Gurtes nach erfolgter Straffung sichergestellt. Wenn sich das Einsteuerglied in der Endruhelage befindet, ist der Gurt wieder freigebbar, so dass der Gurt nach einem etwaigen Unfall wieder gelockert bzw. abgenommen werden kann, d.h. seine normalen Funktionen ungestört durch das Einsteuerglied ausführen kann.

[0022] Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die

Freigabe des Einsteuerglieds durch die Vorspanneinrichtung über eine direkte mechanische oder fluidische Verbindung mit dem Einsteuerglied erfolgen. Damit lässt sich eine besonders einfache, kostengünstige, robuste und zuverlässig mit dem Auslösen der Vorspanneinrichtung korrelierte bzw. gekoppelte Freigabe des Einsteuerglieds realisieren.

[0023] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Gurtaufrollersystem ein Verrieglungsglied auf, welches das Einsteuerglied in seiner Ruhelage bzw. Ruheposition hält, und das durch die ausgelöste Vorspanneinrichtung zum Freigeben des Einsteuerglieds betätigt wird.

[0024] Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfolgt die Freigabe des Einsteuerglieds durch eine Bewegung der Spule, wenn diese durch die Vorspanneinrichtung angetrieben wird. Dadurch kann erreicht werden, dass das Einsteuerglied aktiviert wird, wenn eine Deformation des Systems auftritt, die eine Regulierung durch das Einsteuerglied tatsächlich erfordert bzw. wahrscheinlich macht. [0025] Vorzugsweise wird die Rotation der Spule in Aufwickelrichtung durch das

Einsteuerglied nach dessen Freigabe aus der Ruheposition nicht blockiert, so dass die Gurtstraffung nicht behindert wird.

[0026] Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Spule des Gurtaufrollersystems eine Wickelachse auf, die zwischen einer

Hauptverriegelungs Stellung und einer Freigabestellung bewegbar ist, wobei die Wickelachse in Richtung der Hauptverriegelungsstellung durch das Einsteuerglied zwangsführbar ist bzw. zwangsgeführt wird. Typischerweise ist die Spule in einer Sperrmechanik mit mindestens einen Sensor gelagert, wobei die Spule durch das Zusammenwirken von Einsteuerglied und Sperrmechanik in Richtung der Hauptblockierstellung zwangsführbar ist. Nach seiner Freigabe aus der Ruhelage steuert das Einsteuerglied also in die Bewegung der Spule ein, wobei es eine Kraft derart auf die Spule ausübt, dass die Spule bzw. Wickelachse bei einsetzendem Gurtauszug in einer, im Zusammenspiel mit der Sperrmechanik erzwungenen Bewegung in die Hauptverriegelungs Stellung geführt bzw. gesteuert wird und der Gurt damit blockiert wird.

[0027] Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird bereits nach Freigabe des Einsteuerglieds aus der Ruhelage die Rotation der Spule um die

Wickelachse in Abwickelrichtung durch das Einsteuerglied blockiert bzw. weitgehend eingeschränkt. Das Einsteuerglied kann daher auch als Blockierglied bezeichnet werden.

Dadurch kann die Spule zuverlässig synchronisiert, d.h. insbesondere in einem geeigneten

Rotations winkel bzw. geeigneter Rotations Stellung der Spulenachse, in die

Hauptverriegelungs Stellung geführt werden.

[0028] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Einsteuerglied schwenkbar gelagert und übt nach Herausschwenken aus der Ruhelage bzw. Ruheposition eine Kraft auf die Spule aus.

[0029] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Gurtaufrollersystem einen fest mit der Spule verbundenen Zahnkranz sowie einen

Rahmen auf, wobei der Rahmen über eine Zahnkontur verfügt, in die der Zahnkranz in der

Hauptverriegelungs Stellung eingreift, und wobei der Zahnkranz zum lagerichtigen Eingreifen in die Zahnkontur durch das freigegebene Einsteuerglied in Richtung der Zahnkontur führbar ist. Das lagerichtige Eingreifen des Zahnkranzes in die Zahnkontur vermeidet ein nicht sofort einrastendes Aufeinandertreffen von Zahnkranz und Zahnkontur. Es werden damit bspw. ein

Zurückprallen des Zahnkranzes und damit einhergehende weitere Deformationen vermieden und somit eine zuverlässige und schnelle Verriegelung der Spule in der

Hauptverriegelungs Stellung erreicht.

[0030] Zur Sicherstellung des lagerichtigen oder synchronen Eingreifens des

Zahnkranzes in die Zahnkontur verfügt das Einsteuerglied vorzugsweise über einen Zahn zum

Eingreifen in den Zahnkranz und ist in einer Ebene des Zahnkranzes und/oder der Zahnkontur schwenkbar gelagert.

[0031] Typischerweise ist die Spule zwischen dem Einsteuerglied und der Zahnkontur angeordnet. Dadurch wird erreicht, dass das Einsteuerglied nach der Freigabe eine Kraft auf die Zahnkontur und damit auf die Spule ausüben kann, die die Spule auch in Richtung der

Hauptverriegelungs Stellung drückt.

[0032] In einem weiteren Ausführungsbeispiel lagert das Einsteuerglied in der

Ruhelage in einer Aussparung des Rahmens, wodurch ein besonders einfacher und damit kostengünstiger Aufbau des Gurtaufrollersystems erzielt werden kann. [0033] Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das

Einsteuerglied eine Rastklinke bzw. Sperrklinke mit Freilauf, welche nach Freigabe aus der Ruheposition in den Zahnkranz eingreift und die Spule in Abwickelrichtung blockiert. Vorzugsweise wird die Rotation der Spule in Aufwickelrichtung durch die Rastklinke nach deren Freigabe aus der Ruheposition nicht blockiert. Somit kann der Gurt nach dem Einsteuern des Einsteuerglieds in die Spule bzw. den Zahnkranz weiter gestrafft werden, jedoch praktisch nicht mehr ausgezogen werden, sodass ein Fahrzeuginsasse bereits in einer sehr frühen Unfallphase vom Gurt zurückgehalten werden kann.

[0034] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind das Einsteuerglied sowie die Verzahnungen des Zahnkranzes und der Zahnkontur des Rahmens derart ausgeführt, dass die Wickelachse durch das Einsteuerglied zwangsgeführt bis zu einer Überlappung der Verzahnung des Zahnkranzes und der Verzahnung der Zahnkontur des Rahmens bewegbar ist. Das Erreichen der Hauptverriegelungs Stellung erfolgt dann durch die Wechselwirkung beider Verzahnungen und dem Gurtzug. Es ist jedoch auch möglich, dass das Einsteuerglied sowie die Verzahnungen von Zahnkranz und der Zahnkontur so ausgeführt sind, dass die Wickelachse durch das Einsteuerglied zwangsgeführt bis in die Hauptverriegelungs Stellung bewegbar ist

[0035] Um ein einfaches und zuverlässiges Eingreifen des Einsteuerglieds in die

Spule zu gewährleisten, ist das Einsteuerglied in der Ruhelage bevorzugt vorgespannt, besonders bevorzugt federvorgespannt.

[0036] Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die

Endruhelage von der Ruhelage verschieden. Dadurch kann das vorgespannte Einsteuerglied schnell und zuverlässig in die Endruhelage weiterbewegt werden, wenn die Spule in die Hauptverriegelungs Stellung geführt ist.

[0037] Im Folgenden werden detaillierte Ausführungsbeispiele an Hand von Figuren erläutert.

[0038] Das in Fig. 1 ohne Gehäuseabdeckung und Sperrmechanik dargestellte

Gurtaufrollersystem 100 umfasst eine Spule 30 zum Auf- und Abwickeln eines nicht dargestellten Gurtes, die innerhalb eines Gehäuses mit einem im Wesentlichen U-förmigen Stahlrahmen 10 schwimmend gehalten wird. Die eigentliche Lagerung der Spule 30 erfolgt durch eine am linken Rahmenschenkel 11 des Rahmens 10 zu befestigende Sperrmechanik und durch ein Gegenlager, welches am linken Rahmenschenkel 11 des Rahmens 10 zu befestigen ist. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist auf eine Darstellung der Sperrmechanik und des Gegenlagers in Fig. 1 verzichtet worden. Auf jeder Seite der Spule ist über Stifte 31 jeweils ein Blockierzahnrad 35 mit einem Zahnkranz 37 bzw. ein Blockierzahnrad 36 mit einem Zahnkranz 38 drehfest angebracht, wobei die Zahnkränze 37 und 38 jeweils mehrere, im gezeigten Beispiel 24, Zähne mit typischerweise asymmetrischen Zahnflanken aufweisen. In der perspektivischen Darstellung sind nur der linke Rahmenschenkel 11 sowie der rechte Rahmenschenkel 12 des Rahmens 10, nicht jedoch dessen Rückseite, deutlich zu erkennen. Die Rahmenschenkel 11 und 12 verfügen jeweils über eine Öffnung 13 in denen die Blockierzahnräder 35 bzw. 36 mit der Spule 30 um eine Rotationsachse oder Wickelachse 40 der Spule 30 rotieren können. Außerdem ist in jede der Öffnungen 13 eine Gegenverzahnung oder Zahnkontur 15 bzw. 16 eingearbeitet, in die die Zahnkränze 37 bzw. 38 in einer Hauptverriegelungs Stellung der Spule 30 bzw. der Wickelachse 40 im Wesentlichen formschlüssig eingreifen. In dieser Position kann der Gurt nicht mehr abgerollt und somit der Fahrzeuginsasse zurückgehalten werden.

[0039] In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die

Zahnkränze 37 und 38 in der Hauptverriegelungsstellung in entsprechend an den Rahmenschenkeln 11 und 12 befestigten Zahnkonturen 15 bzw. 16 eingreifen. [0040] Die Spule 30 bzw. die Rotationsachse 40 befindet sich im Normalbetrieb jedoch in einer Freigabestellung, in der die Spule 30 in beiden Richtungen um die Achse 40 gedreht und somit der Gurt auf- bzw. abgewickelt werden kann. Im Fall eines Unfalls muss die Spule 30 bzw. die Wickelachse 40 daher aus der Freigabestelle in die Hauptverrieglungs- stellung bzw. Hauptblockierstellung überführt werden, was üblicherweise durch das Zusammenwirken von Sperrmechanik und Gurtauszug erreicht werden kann. Im Wesentlichen erfolgt dies dadurch, dass die Sperrmechanik bei einem beschleunigten Abspulen des Gurtes die Spule 30 blockiert, so dass die blockierte Spule 30 durch den Gurtzug in die Hauptverriegelungs Stellung gezogen wird. [0041] An dem Rahmen 10 des Gehäuses ist innenliegenden zudem eine

Gurtstrafferträgerplatte 20 befestigt. Typischerweise handelt es sich bei der Trägerplatte 20 um einen Gusskörper, bspw. aus Aluminium. Zwischen dem Rahmen 10 und der Trägerplatte 20 sind ein linker und ein rechter Zylinderabschnitt 23 bzw. 24 angeordnet, die im Wesentlichen baugleich ausgeführte Antriebs stränge einer an sich bekannten Vorspanneinrichtung zum Straffen des Gurtes darstellen. Der pyrotechnische Gasgenerator der Vorspanneinrichtung befindet sich hinter der Befestigungsmuffe 14 und ist ebenfalls nicht sichtbar. Nach der Detektion einer Gefahrensituation kann durch Zünden der Treibladung der Vorspanneinrichtung die Spule in Aufwickelrichtung, die in dieser und in allen folgenden Abbildungen entgegen der Uhrzeigerrichtung verläuft, um die Wickelachse 40 angetrieben werden. Die Vorspanneinrichtung übt konstruktionsbedingt beim Gurtvorspannen nicht nur ein Drehmoment auf die Spule 30, sondern auch eine Kraft aus, durch die die Rotationsachse 40 der Spule 30 aus der Freigabestellung in eine von der Hauptblockierstellung wegweisende Richtung gedrückt wird. In dieser Richtung befindet sich in der Öffnungen 13 des linken Rahmenschenkels 11 eine Auspaarung 17, in der ein Einsteuerglied 50 vorgespannt und durch ein Verrieglungsglied bzw. Sperrglied 60 gesichert ruht.

[0042] Die Spule 30 ist über einen Pin 33 in einer Kunststoffsperrmechanik sowie in einem nicht gezeigten Kunststoffgegenlager gelagert. Diese Lager können die relativ großen Kräfte im Bereich bis zu einigen kN, die durch die Vorspanneinrichtung auf die Spule 30 ausgeübt werden, nicht ohne eine Deformation aufnehmen. Daher wird auch die rotierende Wickelachse 40 in Richtung der Aussparung 17 gedrückt. Die Wickelachse 40 wird also in Richtung der Aussparung 17 aus der Gurtfreigabeposition ausgelenkt. In Folge dessen wird durch den, mit dem Spulenkörper 30 verbundenen, in Aufwickelrichtung rotierenden und in Richtung der Aussparung 17 ausgelenkten Zahnkranz 37 das Verrieglungsglied 60 aus der, das Einsteuerglied 50 sichernden Position in eine Freigabeposition verschoben. Dadurch wird das Einsteuerglied 50 freigegeben. Mit anderen Worten, das Einsteuerglied 50 wird durch eine mechanische Verbindung zur Vorspanneinrichtung, hier durch die von der Vorspanneinrichtung angetriebene Spule 30 bzw. durch das drehfest mit der Spule 30 verbundene Blockierzahnrad 35, freigegeben.

[0043] Nun schwenkt, wie weiter unten, insbesondere mit Bezug zu den Figuren

I IA- HH, detaillierter erläutert wird, das vorgespannte Einsteuerglied 50 aus der Ruheposition aus und steuert in die Bewegung der Spule 30 bzw. Wickelachse 40 ein. Dabei kann sich das Einsteuerglied 50 typischerweise am Rahmen 10, in dem die Zahnkonturen 15, 16 ausgebildet sind, abstützen. Durch das Zusammenwirken des Einsteuerglieds 50 mit der Kunststoffsperrmechanik wird die Wickelachse 40 bei einsetzendem Gurtauszug in Richtung der Hauptblockierstellung auch bei deformierter Sperrmechanik zwangsgeführt. Dazu ist die Spule 30 typischerweise zwischen dem Einsteuerglied 50 und der Zahnkontur 15 angeordnet. In der Hauptblockierstellung ist der Gurtauszug blockiert und der Fahrzeuginsasse gesichert. Der Gurt kann nun nur noch bei definiert hohen Kräften weiter ausgezogen werden, wenn ein in der Rotationsachse 40 hinter dem Pin 33 liegender, optionaler Torsionsstab einer derartige Kraftbegrenzung ermöglicht.

[0044] In Fig. 2 sind zwei perspektivische Ansichten einer bevorzugten

Ausführungsform eines Einsteuerglieds 50 dargestellt, das in den hier vorgestellten Gurtaufrollersystemen verwendet werden kann. Das Einsteuerglied 50 verfügt über eine Montagesicherung 53, einen Stift 51 zur Lagerung des Einsteuerglieds 50 und zur Aufnahme einer Feder, die in einer Aussparung 54 vorgespannt gelagert wird. Entsprechend der gezeigten Form, handelt es sich bei dem Einsteuerglieds 50 von Fig. 2 um eine Rastklinke, deren Spitze bzw. Zahn 52 so geformt ist, dass die Spitze 52 nach Freigabe des Einsteuerglieds 50 aus der Ruheposition derart in den Zahnkranz eingreift, dass die Spule in Aufwickelrichtung nicht blockiert wird, um ein weiteres Gurtstraffen zu ermöglichen, die Gurtab wickelrichtung aber im Wesentlichen blockiert wird. Damit ist ein Fahrzeuginsasse bereits in einer frühen Unfallphase gesichert. Wie weiter unten mit Bezug zu den Figuren 1 IA-I IH weiter erläutert wird, ist ein geringer, typischerweise bis zu einigen mm betragender und daher für die Insassensicherheit unwesentlicher Gurtauszug während des Einsteuerns des Einsteuergliedes 50 möglich, da das Einsteuerglied 50 die Drehbewegung einer schwimmend gelagerten Wickelachse 40 in Auszugsrichtung während des Einsteuerns typischerweise nicht vollständig blockiert sondern nur begrenzt, auf jeden Fall aber eine synchrone bzw. lagerichtige Führung in die Hauptverriegelungsstellung gewährleistet.

[0045] Fig. 3 zeigt das am Rand der Öffnung 13 des Rahmenschenkels 11 angeordnete

Verrieglungsglied 60 zur Sicherung und Freigabe des Einsteuerglieds 50 aus Fig. 1 in einer detaillierten perspektivischen Darstellung. Das Verrieglungsglied 60 weist Vertiefung bzw. rillenartige Strukturen 61 zur Erhöhung des Reibungswiderstands mit den Zähne des nichtgezeigten Blockierzahnrads 35 auf, damit das Verrieglungsglied 60 durch Blockierzahnrads 35 verschoben werden kann, um das Einsteuerglieds 50 sicher zu entriegeln bzw. freizugeben zu können.

[0046] Die in Fig. 4 perspektivisch dargestellte Ausführungsform eines

Gurtaufrollersystems 100 ist ähnlich zum Gurtaufrollersystem 100 der Fig. 1, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen wurden. Diese Vereinbarung gilt auch für die anderen Figuren, falls nicht explizit anders beschrieben. Das Gurtaufrollersystem 100 in Fig. 4 zeigt zusätzlich zu dem der Fig. 1 eine Sperrmechanik 90, die am linken Rahmenschenkel 11 befestigt ist. Die Sperrmechanik 90 umfasst zwei Trägheitssensoren: einen Fahrzeugbeschleunigungssensor und einen Gurtbandbeschleunigungssensor. Beide Sensoren können das Kunststoffzahnrad 95 blockieren. Beim Fahrzeugbeschleunigungssensor erfolgt die Blockierung des Kunststoffzahnrad 95 über eine Stahlkugel 91 und ein Auslöseglied 92. Beim Gurtbandbeschleunigungssensor führt eine hinreichend hohe Beschleunigung des Gurtauszugs in Freilaufstellung der Spule 30 zu einer Verschiebung der Trägheitsmasse 93 und damit ebenfalls zu einer Blockierung des Kunststoffzahnrad 95. Im Ergebnis ist die Spule 30 in Gurtauszugsrichtung blockiert. Das Kunststoffzahnrad 95 kann einen in den Gurt fallenden Fahrzeuginsassen jedoch nicht abfangen. Ein weiterer Zug am Gurt führt nun aber dazu, dass die gesamte Spule 30 gemäß einer vorgesehenen Bahn in die Hauptblockierstellung geführt wird. Jetzt erst ist der Fahrzeuginsasse durch den Gurt, d.h. durch die in den Zahnkonturen bzw. Gegenverzahnungen 15 und 16 blockierte Spule 30, vollständig gesichert. Wenn sich der Gurt wieder lockert, so bewegt sich die gegen den Anschlag 96 federgespannte Spule 30 wieder zurück in die Freilauf Stellung. In der gezeigten Ausführungsform können also sowohl die Sensoren der Sperrmechanik 90 als auch das durch das Auslösen der Vorspanneinrichtung freigegebene Einsteuerglied 50 die Spule 30 in die Hauptblockierstellung führen. Das bedeutet, dass die Zahnkonturen 15 und 16 des Rahmens 10 doppelt genutzt werden: Zur normalen Hauptverriegelung durch die Sperrmechanik und zur Strafferblockiereinsteuerung nach der Gurtvorstraffung.

[0047] Die Figuren 5 bis 7 illustrieren in perspektivischen Darstellungen Montage sowie die Lagerung des in Fig. 2 detailliert dargestellten Einsteuerglieds 50 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 5 zeigt dabei einen Ausschnitt der Gurtstrafferträgerplatte 20 mit einer Aussparung 21 für die Aufnahme einer Feder und des Stiftes 51 des Einsteuerglieds 50 zur federvorgespannten Lagerung des Einsteuerglieds 50. Fig. 6 zeigt in einem analogen Ausschnitt die am linken Rahmenschenkel 11 befestige Gurtstrafferträgerplatte 20 mit einer Vorspannfeder 70 in vorgespannter Stellung. Schließlich ist in Fig. 7 das in der Aussparung 17 des Rahmens lagernde und im Rahmen 20 gelagerte Einsteuerglied 50 gezeigt. Zusätzlich sichert ein in Fig. 3 bereits gezeigtes Verrieglungsglied 60 das Heraus schwenken des federvorgespannt gelagerten Einsteuerglieds 50. Zur Freigabe des Einsteuerglieds 50 wird das Verrieglungsglied 60 sensorgesteuert, bspw. von der nichtgezeigten Spule 30 nach rechts oben verschoben.

[0048] Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Gurtaufrollersystems 200 in einer perspektivischen Darstellung. Das Gurtaufrollersystem 200 ist ohne Gehäuseabdeckung, Sperrmechanik und Rahmen dargestellt. Das Gurtaufrollersystem 200 ähnelt dem Gurtaufrollersystem 100 der Fig. 1. Es umfasst ebenfalls eine nicht dargestellte schwimmend gelagerte Spule 30 mit einer Wickelachse 40, die zum Auf- und Abwickeln eines Gurtes dient. Wie bereits für das Gurtaufrollersystem 100 beschrieben, kann in einer Gefahrensituation auch beim Gurtaufrollersystem 200 der Gurt durch eine Vorspanneinrichtung gestrafft werden. Von der Vorspanneinrichtung sind jedoch nur die Zylinderabschnitt 23 und 24 sichtbar. Außerdem verfügt auch das Gurtaufrollersystem 200 über ein Einsteuerglied 50, welches aus der gezeigten Ruhelage freigeben werden kann, und danach die Wickelachse 40 in Richtung der Hauptverriegelungsstellung zwangsführt. Auch das Einsteuerglied 50 des Gurtaufrollersystems 200 lagert in der Ruheposition federvorgespannt in der Gurtstrafferträgerplatte 20 bzw. dem nicht gezeigten Rahmen, um im Bedarfsfall die Spule in Richtung der Hauptblockierstellung zu führen. Die Sicherung und Freigabe des Einsteuergliedes 50 ist jedoch anders ausgeführt. Ein Draht 80 verhindert in der Ruheposition das Heraus schwenken des Einsteuerglieds 50. Zudem ist der Draht 80 mit dem Ausgang des linken Zylinderabschnitts 23 verbunden. Wenn die Vorspanneinrichtung aktiviert wird und zum Antrieb der Spule in Aufwickelrichtung Metallkörper aus den Zylinderabschnitts 23 und 24 geschossen werden, wird das sich im Ausgang des linken Zylinderabschnitts 23 befindliche Ende des Drahtes 80 ebenfalls mitgerissen und somit die Drahtverriegelung des Einsteuerglieds 50 entfernt. Nun schwenkt das Einsteuerglied 50 aus seiner Ruheposition und greift in Bewegung der Spule derart ein, dass die Rotation der Wickelachse 40 in Gurtauszugsrichtung blockiert bzw. eingeschränkt wird und sich die Wickelachse 40, gemäß einer durch die Sperrmechanik vorgegebenen Bahn, zwangsgeführt in die Hauptverriegelungsstellung bewegt, wenn am Gurt ein Kraft in Auszugsrichtung des Gurtes angreift. Mit anderen Worten, das Einsteuerglied 50 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine direkte mechanische Verbindung zur Vorspanneinrichtung, hier durch den Draht 80, freigegeben. Das Einsteuerglied 50 stellt sicher, dass selbst bei deformierter Sperrmechanik ein lagerrichtiges Eingreifen, d.h. Zahn in Zahn Eingreifen, von Blockierzahnrad 35 und Zahnkontur 15.

[0049] In einer weiteren Ausführungsform wird zur Freigabe des Einsteuerglieds 50 anstelle eines Drahtes 80 eine Rohrverbindung zwischen dem Zylinderabschnitts 23 und einem Verrieglungsglied des Einsteuerglieds 50 verwendet. In dieser Ausführungsform wird das Verrieglungsglied durch den Druck der durch die Rohrverbindung gedrückten Gase verschoben und dadurch das Einsteuerglied 50 freigegeben.

[0050] In Fig. 9 ist ein Ausschnitt des Gurtaufrollersystems 200 von Fig. 8 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Aufsicht dargestellt, wobei auf die Darstellung der Gehäuseabdeckung und die Sperrmechanik verzichtet wurde. Mit der Spule 30 ist ein Blockierzahnrad 35 mit einem Zahnkranz 37 drehfest verbunden, wobei die Spitze 52 des Einsteuerglieds 50 wieder so ausgeführt ist, dass das Blockierzahnrad nach Heraus schwenken des Einsteuerglieds 50 aus der gezeigten und mit dem Draht 80 gesicherten Ruhelage in Gurtaufwickelrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) nicht, in Abwickelrichtung (im Uhrzeigersinn) jedoch im Wesentlichen blockiert wird. Dabei übt das federvorgespannte Einsteuerglied 50 eine Kraft auf die Spule 30 aus, so dass diese auch bei deformierter Sperrmechanik bzw. deformiertem Kunststoffgegenlager, welches am rechten Rahmenschenkel 12 befestigt ist, in Richtung der bzw. in die Hauptblockierstellung geführt wird. In der Hauptblockierstellung greift der Zahnkranz 37 wieder in die nicht dargestellte Verzahnung des Rahmens ein, um den Fahrzeuginsassen zu sichern.

[0051] Fig. 10 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 8 mit einer detaillierten

Darstellung der Lagerung und Sicherung des Einsteuerglieds 50 in der Ruheposition durch den Draht 80 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. [0052] Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das

Einsteuerglied 50 durch eine Druckluftverbindung, die mit der Vorspanneinrichtung über ein Rohrsystem gekoppelt ist, angetrieben. D. h., durch die pyrotechnische Ladung wird nicht nur die Spule 30 in Aufwickelrichtung angetrieben, sondern auch das Einsteuerglied 50 aus der Ruhelage freigegeben. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Einsteuerglied 50 um den Drehpunkt 55 entgegen dem Uhrzeigersinn aus der Ruhelage schwenkt. [0053] Es kann in einer alternativen Ausführungsform aber auch vorgesehen sein, dass ein entsprechend ausgeführtes und gelagertes Einsteuerglied 50 durch die Druckluft in einer im Wesentlichen translatorische Bewegung aus der Ruhelage in Richtung der Gegenverzahnung 15 des Rahmens 10 geschoben wird und so die Spule 30 in Richtung der bzw. in die Hauptblockierstellung führt bzw. steuert. Danach wird das typischerweise in seiner Ruheposition federrückgehaltene Einsteuerglied 50 von der Feder wieder in die Ruheposition zurückgezogen. Dies bedeutet, dass das Einsteuerglied 50 in der Endruhelage die Bewegung der Spule 30 nicht mehr eingeschränkt. Wenn der Gurtzug wieder nachlässt, ist damit die Spule 30 wieder freigegeben, bzw. kann ungestört vom Einsteuerglied 50 durch die Vorspannfeder der Sperrmechanik wieder in die Freigabeposition geführt werden. In dieser Ausführungsform entspricht die Endruhelage der Ruhelage bzw. Ausgangsruhelage. [0054] In Fig. 1 IA bis 1 IH ist ein typischer Verlauf für eine zwang s geführte

Bewegung der Spule 30 durch das Einsteuerglied 50 in die Hauptverrieglungsposition gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 IA in einer Aufsicht einen Ausschnitt des Gurtaufrollersystems 100 von Fig. 1, wobei wiederum auf die Darstellung der Gehäuseabdeckung sowie der Sperrmechanik verzichtet wurde. In Fig. I IA befindet sich die Spule 30 mit ihrer, durch den Pin 33 gehenden und aus der Zeichnungsebene weisende Wickelachse 40 zunächst in der Freigabestellung, und das Einsteuerglied 50 ruht federvorgespannt und durch das Verrieglungsglied 60 gesichert in der Ruhelage. Dabei lagert das Einsteuerglied 50 in einem ersten Teil 17a der Auspaarung 17 des linken Rahmenschenkels 10. Die Spule 30 wird typischerweise durch die Sperrmechanik in der in Fig. I IA gezeigten Freigabestellung gehalten und verhindert im Normalfall eine Bewegung der Spule 30 in Richtung der Aussparung 17.

[0055] Wenn nun die Vorspanneinrichtung durch einen Fahrzeugsensor ausgelöst eine

Gurtstraffung einleitet, wird die Spule 30 entgegen dem Uhrzeigersinn in Rotation versetzt und gleichzeitig eine Kraft F _v auf die Spule 30 ausgeübt, sodass sich die Wickelachse 40 in Richtung der Aussparung 17 bewegt. Wie in Fig. 1 IB dargestellt, kommen die Zahnräder 39 des Zahnkranzes 37 dabei in Kontakt mit dem Verrieglungsglied 60, um dieses aus der gezeigten Sicherungsposition 60a in eine Freigabeposition 60b verschieben zu können. Die von der Vorspanneinrichtung ausgeübte Kraft ist so groß, dass die Sperrmechanik die Bewegung der Spule in Richtung der der Auspaarung 17 nicht verhindern kann und dabei zumindest teilweise deformiert wird.

[0056] In einer alternative Ausführungsform wird das Einsteuerglied 50 nicht durch das gezeigte Verrieglungsglied 60, sondern durch ein Freigabeelement, bspw. einen Scherstift, in der Ruhelage gehalten und das Einsteuerglied 50 durch einen Bruch des Freigabeelements auf Grund des Auftreffens der Spule 30 bzw. des Zahnkranzes 37 freigegeben. Die Art der Freigabe des Einsteuerglieds 50 ist für das im Folgenden beschriebene Einsteuern des Einsteuergliedes 50 zur Führung der Spule 30 jedoch unerheblich.

[0057] Nachdem das Einsteuerglied 50 freigegeben wurde, schwenkt es aus seiner

Ruhelage und um seine Lagerachse 55 in den, in Aufwickelrichtung typischerweise weiterrotierenden Zahnkranz 37 ein. Dies ist in Fig. HC dargestellt. Die Vorspannung des Einsteuerglieds 50 stellt sicher, dass das Einsteuerglied 50 zuverlässig gegen den Zahnkranz 37 gedrückt wird und damit nach Richtungsumkehr der Rotation der Spule 30 ein einsetzendem Gurtauszug verhindert wird. Durch die Ausführung des Einsteuergliedes 50 als Rastklinke mit Freilauf, die in die schrägen Zähne 39 des Zahnkranzes 37 eingreifen kann, ist sichergestellt, dass die Spule 30 bis zum einsetzende Gurtauszug weiter in Aufwickelrichtung rotieren kann, in Abwickelrichtung jedoch im Wesentlichen blockiert wird. Dadurch wird ein optimaler Insassenschutz durch den Sicherheitsgurt gewährleistet. In den Figuren 1 ID bis F sind weitere Phasen der geführten Bewegung der Spule 30 in die Hauptverriegelungsstellung nach einsetzendem Gurtauszug illustriert. Aus den Figuren wird ersichtlich, dass der Zahnkranz 37 synchron, d.h. lagerichtig bzw. rotationswinkelrichtig mit der Zahnkontur 15 des Rahmens 10 in Eingriff gebracht wird. Dadurch wird ein Aufeinandertreffen der Zahnspitzen von Zahnkranz 37 und Zahnkontur 15 verhindert, was zu einem Weiterrutschen oder Weiterratschen und damit zu einem Abbruch der Zähne bzw. einer weiteren Deformation der Sperrmechanik führen könnte. Durch den ziehenden Gurt wird die Spule 30 daher in die Zahnkontur 15 eingeschwenkt. Die Schwenkachse 52 ist, im Gegensatz zur deformierten Sperrmechanik, auch bei dem auftretenden hohen Kräften ausreichend gut definiert, so dass ein synchrones Eingreifen von Zahnkranz 37 und Zahnkontur 15 durch die Wirkung des Einsteuerglieds 50 gewährleistet ist.

[0058] Ein weiterer Gurtauszug durch einen in den Gurt fallenden Fahrzeuginsassen wird durch die in der Gegenverzahnung 15 sicher arretierte Spule 30 verhindert bzw. ggf. durch einen hinter dem Pin 33 liegenden Torsionsstab definiert kraftbegrenzt ermöglicht. [0059] Wie aus den Figuren 1 IB bis 1 IF ersichtlich, wird, nach Freigabe des

Einsteuerglieds 50 aus der Ruheposition, die Rotation der Wickelachse 40 in Gurtauszugsrichtung praktisch vollständig verhindert. Lediglich das Einschwenken der schwimmend gelagerten Achse 40 bei einsetzendem Gurtauszug hin zur Hauptverriegelungs Stellung führt zu einem beschränkten Gurtauszug. Der Gurtauszug ist also stark eingeschränkt, d.h. im Wesentlichen blockiert. Das Einsteuerglied 50 erzwingt in jedem Fall das lagerechte bzw. synchrone Verriegeln der Spule 30 in der Hauptverriegelungs Stellung .

[0060] Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 IA bis 1 IH weist der Zahnkranz 37 vierundzwanzig Zähne auf, so dass es 24 verschiedene geeigneten Rotationswinkel bzw. Rotationswinkelbereiche für das synchrone Eingreifen bzw. Einsteuern des Zahnkranzes 37 in die die Gegen Verzahnung 15 gibt. Typischerweise weisen das Kunststoffzahnrad der Sperrmechanik und der mit der Spule 30 drehfest verbundene Zahnkranz 37 die gleiche Anzahl von Zähnen auf, sodass ein synchrones Einsteuern des Zahnkranzes 37 in die Gegenverzahnung 15 an sich auch durch die Sensoren der Sperrmechanik ermöglicht wird, sofern diese nicht durch die Gurtstraffung deformiert sind.

[0061] Aus Kostengründen kann das Gurtaufrollersystem 100 nur ein Einsteuerglied

50 aufweisen. Dadurch wird der linke Zahnkranz 37 typischerweise zwar etwas eher in die linke Gegenverzahnung 15 eingreifen als der in Fig. 1 gezeigte rechte Zahnkranz 36 in die rechte Gegenverzahnung 16. Dies ist aber für die Sicherheit der Gurtblockierung unerheblich. Das Gurtaufrollersystem 100 kann aber auch mit zwei Einsteuergliedern 50 ausgestattet sein. [0062] Wie in Fig. 1 IG in einer Aufsicht und in Fig. 1 IH perspektivisch dargestellt, schwenkt das Einsteuerglied 50, auf Grund der Federvorspannung, in einem weiteren Ausführungsbeispiel nach erfolgter Führung der Wickelachse 40 hin bzw. in die Hauptverriegelungs Stellung weiter um die Achse 55 in eine von der Ruhelage verschiedene Endruhelage ein. In dieser Endruhelage befindet sich der obere Teil 52 des Einsteuerglieds 50 in einem zweiten Teil 17b der Auspaarung 17 des Rahmens 10. Das Einsteuerglied 50 kann in dieser Lage die Bewegung der Spule 30 nicht mehr beeinflussen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Gurt wieder freigegeben und durch die Sensoren der Sperrmechanik gesteuert werden kann.

[0063] Typischerweise wird das Einsteuerglied 50 nach dem Einrasten der

Wickelachse 40 in der Hauptverriegelungsstellung von der Spule 30 bzw. von dem mit der Spule 30 verbundenen Zahnkranz 37 in seiner Schwenkbewegung nicht mehr eingeschränkt, so dass das vorgespannte Einsteuerglied 50 schnell und zuverlässig weiter in die Endruhelage einschwenken kann.

[0064] Die in den Fig. 11 illustrierte Einsteuerbewegung der Spule 30 in die

Hauptverriegelungs Stellung der Wickelachse 40 ist, wie bereits erläutert wurde, von der Art der Freigabe im Wesentlichen unabhängig und verläuft daher analog in einem Gurtaufrollersystem 200 der Fig. 8 mit Drahtauslöser 80.

[0065] Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den

Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung verwendet werden.