Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller eines Fahrzeug-Sicherheitsgurtsystems.

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 Gurtbandausgabe zu unterbinden. Der blockierte Zustand kann auf zwei Arten eingeleitet werden, zum einen fahrzeugsensitiv, wenn auf das Fahrzeug einwirkende Beschleunigungskräfte einen bestimmten Schwellwert überschreiten oder gurtbandsensi- tiv, wenn die auf das Gurtband in Gurtabzugsrichtung einwirkende Kraft einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.

Bei bekannten Gurtaufrollern erfolgt die fahrzeug- bzw. gurtbandsensitive Einleitung 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 zurück, 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.

Für die fahrzeugsensitive Einleitung der Blockierung ist die Kupplungsscheibe mit einer Verzahnung versehen, in die ein Blockierelement eines fahrzeugfesten Beschleunigungssensors eingreifen kann, um die Kupplungsscheibe hinter der Drehung der Gurtspule zurückzuhalten. Für die gurtbandsensitive Aktivierung der Blockierung ist ein Trägheitselement auf der Kupplungsscheibe vorgesehen, das die Kupplungsscheibe aufgrund der Massenträgheit hinter der Drehung der Gurtspule zurückhält. Im normalen Betrieb rotiert die Sperrklinke zusammen mit der Gurtspule. Die Kupplungsscheibe liegt gewöhnlich zwischen einem die Sperrklinke tragenden Gurtspulenflansch und einem den Gurtaufroller nach außen abschließenden Deckel.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller bereitzustellen, bei dem auf einfache Weise im normalen Betrieb Klappergeräusche verringert sind. Diese Aufgabe wird durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei einem Gurtaufroller eines Fahrzeug-Sicherheitsgurtsystems, der einen Rahmen, eine am Rahmen angeordnete Sperrverzahnung und eine im Rahmen gelagerte Gurtspule aufweist, wobei die Gurtspule eine in die Sperrverzahnung einsteuerbare Sperrklinke hat und bei dem an einem axia- len Ende einen Gurtspulenflansch sowie eine in Axialrichtung der Gurtspule neben dem Gurtspulenflansch angeordnete Kupplungsscheibe vorgesehen ist, die relativ zum Gurtspulenflansch um ein vorbestimmtes Maß verdrehbar ist, ist wenigstens ein Federelement vorgesehen, das eine axial wirkende Kraft aufbringt, durch die die Kupplungsscheibe zwischen dem Gurtspulenflansch und einem Gehäuseteil des Gurtaufrollers in Axialrichtung vorgespannt ist. Auf diese Weise kann ohne nennenswerten Mehraufwand bei der Fertigung eine spielfreie Lagerung der Kupplungsscheibe in Axialrichtung erreicht werden, was zur Verringerung von Klappergeräuschen beiträgt.

Das Gehäuseteil ist insbesondere ein Deckel des Gurtaufrollers, normaler- weise ein sogenannter Sensordeckel, unter dem normalerweise auch ein fahrzeugsensitiver Sperrmechanismus angeordnet ist. Der Deckel ist in Axialrichtung normalerweise das der Kupplungsscheibe nächstgelegene Bauteil, sodass durch den direkten Kontakt die Vorspannwirkung gut einstellbar ist.

Zur Erzeugung der Vorspannung sind vorzugsweise mehrere Federelemente, insbesondere drei Federelemente, vorgesehen. Die Federelemente sind vorzugsweise entlang der Umfangsrichtung versetzt angeordnet, was eine Verteilung der Federwirkung über den Umfang ermöglicht. Es ist möglich, dass wenigstens zwei der Federelemente unterschiedliche Federspannungen aufweisen. Durch diese Maßnahme lässt sich die über den Umfang asymmetrische Massenverteilung der Kupplungsscheibe ausgleichen und die Kupplungsscheibe parallel zum Gurtspulenflansch ausrichten. So werden Reibungskräfte zwischen Kupplungsscheibe und Gurtspulenflansch reduziert und eine gleichmäßige Vorspannung der Kupplungsscheibe erzielt. Vorzugsweise ist die Federspannung bereits im unbelasteten Zustand der jeweiligen Federelemente unterschiedlich angelegt, indem den einzelnen Federelementen unterschiedliche Federkonstanten verliehen werden. Das wenigstens eine Federelement ist vorzugsweise an der Kupplungsscheibe angeordnet und kann einstückig mit dieser ausgebildet sein, um die Zahl der Bauteile des Gurtaufrollers nicht zu erhöhen. Dies gilt vorteilhaft für alle vorgesehenen Federelemente.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kupplungsscheibe einen ra- dial innerhalb des wenigstens einen Federelements, und insbesondere innerhalb aller Federelemente, gelegenen Ringfortsatz auf, durch den sich eine mit dem Gurtspulenflansch verbundener Achsfortsatz erstreckt, wobei ein freies axiales Ende des Ringfortsatzes unter Vorspannung am Gehäuseteil anliegt. Die Vorspannung wird in diesem Fall in unmittelbarer Nähe zur Drehachse der Kupp- lungsscheibe erzeugt, was Reibungskräfte minimiert.

Das wenigstens eine Federelement ist beispielsweise durch einen axial auslenkbaren Federarm gebildet. Vorzugsweise sind drei Federarme vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Diese drei Federarme können sämtliche vorhandenen Federelemente bilden und die gesamte axiale Vorspan- nung zwischen der Kupplungsscheibe und dem Gehäuseteil liefern.

Vorzugsweise ist das wenigstens eine Federelement und insbesondere sämtliche Federelemente einstückig mit der Kupplungsscheibe ausgebildet, beispielsweise in einem Spritzgussprozess.

Das wenigstens eine Federelement weist vorteilhaft einen Kontaktabschnitt auf, der auf dem Gurtspulenflansch gleitet. Der Kontaktabschnitt ist vorteilhaft durch ein freies Ende des Federarmes gebildet, wobei alle vorhandenen Fe- derelemente einen derartigen Kontaktabschnitt an ihrem freien Ende aufweisen können.

Das wenigstens eine Federelement, insbesondere die Kontaktabschnitte sämtlicher Federelemente, liegen vorteilhaft radial einwärts der Sperrklinke und sind möglichst nah an der Drehachse der Kupplungsscheibe angeordnet, um den Einfluss der Reibung der Federelemente auf das Drehmoment der Kupplungsscheibe gering zu halten.

In einer möglichen Ausführungsform ist die Sperrklinke am Gurtspulenflansch angeordnet, beispielsweise in einer Tasche am Gurtspulenflansch, und die Kupp- lungsscheibe und der Gurtspulenflansch sind über eine Rückstellfeder gekoppelt, die eine Kraft auf die Kupplungsscheibe in Richtung zu deren Ausgangsstellung ausübt, in der die Sperrklinke in einer nicht eingesteuerten Grundstellung ist. Auch die über diese Kopplung auf die Kupplungsscheibe einwirkenden axialen Kräfte, die über den Umfang der Kupplungsscheibe unterschiedlich ausgeprägt sein können, können durch eine geeignete Wahl der Federkonstanten der Federelemente ausgeglichen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen: - Figur 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;

Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer Kupplungsscheibe, aufgesetzt auf einen Gurtspulenflansch des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers; - Figur 3 eine schematische perspektivische Schnittansicht der Baugruppe aus Figur 2;

Figur 4 eine schematische Schnittansicht der Sperrseite des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers; und

Figur 5 eine schematische Draufsicht auf die Sperrseite des erfindungs- gemäßen Gurtaufrollers ohne den Deckel des Gurtaufrollers. Die Figuren zeigen einen Gurtaufroller 10 eines nicht näher dargestellten Fahrzeug-Sicherheitsgurtsystems.

Figur 1 zeigt den generellen Aufbau des Gurtaufrollers 10. Eine Gurtspule 12 mit darauf aufgewickeltem Gurtband 14 ist in einem Rahmen 16 gelagert, der eine seitliche Öffnung mit einer an deren Innenrand ausgebildeten Sperrverzahnung 18 aufweist.

An einem axialen Ende der Gurtspule 12, hier auch als Sperrseite des Gurtaufrollers 10 bezeichnet, ist ein Gurtspulenflansch 20 drehfest mit der Gurtspule 12 verbunden. Am Gurtspulenflansch 20 ist eine Sperrklinke 22 angeordnet, in diesem Beispiel aufgenommen in einer Tasche des Gurtspulenflansches 20, die in die Sperrverzahnung 18 am Rahmen 16 des Gurtaufrollers 10 eingreifen kann, um die Gurtspule 12 zu sperren. In ihrer Grundstellung liegt die Sperrklinke 22 so in der Tasche am Gurtspulenflansch 20, dass sie nicht in Kontakt mit der Sperrverzahnung 18 ist. In Axialrichtung A der Gurtspule 12 anschließend an den Gurtspulenflansch 20 ist eine Kupplungsscheibe 24 angeordnet, die im normalen Betrieb des Gurtaufrollers 10 zusammen mit dem Gurtspulenflansch 20 und der Gurtspule 12 rotiert, jedoch über eine Rückstellfeder 26 um ein vorbestimmtes Maß gegenüber dem Gurtspulenflansch 20 verdrehbar gelagert ist. Direkt in axialer Richtung A an die Kupplungsscheibe 24 angrenzend liegt ein Deckel 28, auch als Sensordeckel bezeichnet, der den Gurtaufroller 10 an der Sperrseite nach außen abschließt. Im Deckel 28 ist die Gurtspule 12 über einen Achsfortsatz 30 am Gurtspulenflansch 20 sperrseitig gelagert.

Die Kupplungsscheibe 24 ist in Axialrichtung A gegenüber einem Gehäuseteil des Gurtaufrollers 10, hier gegenüber dem Deckel 28, und dem Gurtspulenflansch 20 durch wenigstens ein Federelement 32 vorgespannt.

In diesem Beispiel sind insgesamt drei Federelemente 32 vorgesehen, die jeweils durch einen in Umfangsrichtung U verlaufenden Federarm gebildet sind. Die drei Federelemente 32 sind in Umfangsrichtung U gleichmäßig über den Um- fang der Kupplungsscheibe 24 verteilt. Alle drei Federelemente 32 sind in diesem Beispiel einstückig zusammen mit der Kupplungsscheibe 24 ausgebildet, beispielsweise durch Spritzgießen. Jedes der Federelemente 32 geht an einem seiner Enden einstückig in die Kupplungsscheibe 24 über und ragt an seinem freien Ende in Richtung zum Gurtspulenflansch 20. Die freien Enden bilden Kontaktabschnitte 34, die mit nur kleinen Kontaktflächen auf der Fläche des Gurtspulenflansches 20 aufliegen und auf dieser gleiten, wenn die Kupplungsscheibe 24 relativ zum Gurtspulenflansch 20 verdreht wird. Die Auflage der Kupplungsscheibe 24 auf dem Gurtspulenflansch 20 erfolgt hier im Wesentlichen durch die Kontaktabschnitte 34 der Federelemente 32.

Zum Deckel 28 gerichtet weist die Kupplungsscheibe 24 einen Ringfortsatz 36 auf, der den Achsfortsatz 30 des Gurtspulenflansches 20 umfangsmäßig umgibt.

Die von den Federelementen 32 aufgebrachte Vorspannung drückt das freie axiale Ende 38 des Ringfortsatzes 36 gegen die Innenseite des Deckels 28. Der Ringfortsatz 36 liegt in Radialrichtung r unmittelbar neben dem Achsfortsatz 30. Die Federelemente 32 sind in Radialrichtung r möglichst nahe am Ringfortsatz 36 angeordnet, um die Reibungskräfte zwischen der Kupplungsscheibe 24 und dem Gurtspulenflansch 20 zu minimieren.

In diesem Beispiel liegen alle Federelemente 32 radial einwärts der Sperrklinke 22 in einer Draufsicht auf die Sperrseite des Gurtaufrollers 10 (siehe z.B. Fig. 5).

Es ist möglich, dass wenigstens zwei der Federelemente 32 unterschiedliche Federspannungen aufweisen, die normalerweise durch eine Fertigung mit unterschiedlichen vorgegebenen Federkonstanten resultiert. Auf diese Weise ist die über deren Umfang U ungleichmäßig verteilte Masse der Kupplungsscheibe 24 so ausgleichbar, dass die Kupplungsscheibe 24 senkrecht zur Axialrichtung A ausgerichtet wird, was die Drehreibung bezüglich des Gurtspulenflansches 20 weiter reduziert.

Zur Einsteuerung der Sperrklinke 22 in die Sperrverzahnung 18 ist eine Eins- teuer-Führung vorgesehen, die hier auf bekannte Weise durch einen Führungs- stift 40 gebildet ist, der in eine Kulissenführung 42 eingreift. In diesem Beispiel ist der Führungsstift 40 in Axialrichtung A abstehend an der Sperrklinke 22 angeordnet, während die Kulissenführung 42 in der Kupplungsscheibe 24 ausgebildet ist. Die Rückstellfeder 26 ist hier als Bügelfeder ausgebildet und greift zum einen an der Kupplungsscheibe 24 und zum anderen am Gurtspulenflansch 20 an.

Bei einer Relativverdrehung der Kupplungsscheibe 24 gegenüber dem Gurtspulenflansch 20 wird die Sperrklinke 22 in ihre ausgesteuerte Stellung ver- schwenkt, in der sie in die Sperrverzahnung 18 eingreift. Dies kann entweder über den fahrzeugsensitiven Sperrmechanismus oder über den gurtbandsensiti- ven Sperrmechanismus erfolgen, die beide wie bekannt ausgebildet sind und hier nicht näher dargestellt sind. Nach Ende der Sperrbedingung wird durch die Rückstellfeder 26 die Kupplungsscheibe 24 wieder in ihre Ausgangsstellung zu- rückgedreht, wodurch über die Einsteuer-Führung auch die Sperrklinke 22 wieder in ihre Grundstellung zurückbewegt wird.