Selbstsperrender Gurtaufroller

Beschreibung

Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Selbstsperrende Gurtaufroller sind Bestandteil nahezu jeden modernen Kraftfahrzeuges. Auf einen solchen selbstsperrenden Gurtaufroller ist das Gurtband eines Sicherheitsgurtsystems ausgerollt und kann gegen die Kraft einer Feder vom In- sassen ausgezogen werden. Hierzu weist der selbstsperrende Gurtaufroller ein Gehäuse und eine im Gehäuse gelagerte Gurtspule auf. Um die gewünschte Schutzwirkung ausüben zu können, muss die Gurtspule im Falle eines Unfalls gegen das Gehäuse blockiert sein. Hierzu ist ein zwischen Gurtspule und Gehäuse wirkender Sperrmechanismus vorhanden, dieser kann beispielsweise in Form einer an einer Stirnseite der Gurtspule angeordneten Sperrklinke und einer Zahnung am Gehäuse ausgebildet sein, in welche die Sperrklinke einfahren kann. Es sind in der Regel ein sogenannter gurtbandsensitiver Sensor und ein sogenannter fahrzeugsensitiver Sensor vorhanden, welche über mechanische Zwischenelemente den Sperrmechanismus ansteuern. Hierbei bewirkt der gurtbandsensitive Sensor, dass der Sperrmechanismus dann betätigt wird, wenn die Auszugsgeschwindigkeit des Gurtbandes einen vorbestimmten Wert überschreitet, während der fahrzeugsensitive Sensor den Sperrmechanismus dann ansteuert, wenn die Verzögerung, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung, einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Stand der Technik

Die meisten fahrzeugsensitiven Sensoren sind rein mechanisch aufgebaut und weisen ein starr mit dem Gehäuse verbundenes Aufnahmebauteil und ein Träg- heitselement auf, welches beweglich am Aufnahmebauteil angeordnet ist. Ein selbstsperrender Gurtaufroller mit einem solchen mechanischen fahrzeugsensitiven Sensor ist beispielsweise in der gattungsbildenden WO 03/093073 A1 beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt hiermit explizit Bezug genommen wird. Der Vorteil eines solchen rein mechanisch arbeitenden fahrzeugsensitiven Sen- sors ist, dass er trotz eines relativ geringen Fertigungsaufwandes sehr zuverlässig über die gesamte Lebensdauer des Kraftfahrzeuges arbeitet. Nachteilig ist, dass man ein beweglich angeordnetes Element, nämlich das Trägheitselement, benötigt, was eine unerwünschte Geräuschquelle darstellt.

Es sind schon verschiedene Vorschläge gemacht worden, wie der von einem Insassen wahrnehmbare Geräuschpegel, welcher von einem solchen Trägheitselement herrührt, gesenkt werden kann. Die EP 0 581 488 B1 schlägt hierzu beispielsweise vor, das Trägheitselement an einem Drehzapfen abzustützen, welcher in einer Buchse aus einem elastomeren Material gehalten ist. Hier tritt jedoch das Problem auf, dass aufgrund der Vielzahl der Teile und insbesondere aufgrund der Buchse aus einem elastomeren Material, sehr enge Fertigungstoleranzen für die einzelnen Bauteile eingehalten werden müssen, da es sonst beim Aufaddieren von Toleranzen zu einem Versagen des fahrzeugsensitiven Sensors kommen kann. Andere Systeme, welche ebenfalls auf einer akustischen Trennung basie- ren, haben ebenso mit Toleranzproblemen zu kämpfen. Eine vollständige Kapselung des Gurtaufrollers ist ebenfalls nicht möglich, da ja das Gurtband nach außen treten muss.

Gegenstand der Erfindung

Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen gattungsgemäßen selbstsperrenden Gurtaufroller dahingehend weiterzubilden, dass er eine geringe Geräuschentwicklung zeigt, dass er eine hohe Funktionssicherheit

gewährleistet und dass er keine sehr hohen Anforderungen an die Toleranz seiner Bauteile stellt.

Diese Aufgabe wird durch einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit den Merkma- len des Anspruchs 1 gelöst.

Grundidee der Erfindung ist es, nicht die Schallübertragung zu unterbinden, sondern einen großen Teil der Schallenergie dort zu dissipieren, wo sie entsteht, nämlich im fahrzeugsensitiven Sensor. Hierzu wird am Aufnahmebauteil, welches als solches starr ist, ein Masseelement aus einem elastomeren Werkstoff angeordnet. Der störende Schall entsteht aufgrund der Schwingung des Trägheitselementes bezüglich des Aufnahmebauteiles, in welchem es aufgenommen ist. Ordnet man nun ein Masseelement aus einem elastomeren Werkstoff an diesem Af- nahmebauteil an, so dringen die Schallwellen auch in dieses Masseelement ein, welches jedoch sehr dissipativ, also absorbierend auf Schallwellen wirkt. Die Schallenergie wird somit nahezu unmittelbar an ihrem Entstehungsort aufgezehrt. Das Masseelement aus elastomerem Werkstoff hat außer der Schallaufzehrung keine weitere Aufgabe, insbesondere dient sie nicht als Zwischenschicht zu einem anderen Bauelement oder als Verbindungselement. Dies hat zwei entscheidende Vorteile: Zum einen hat das Masseelement keinerlei Einfluss auf die Toleranzkette und zum anderen kann es sehr groß und schwer sein. Die Effizienz der Schallabsorption hängt jedoch progressiv von der Masse des elastomeren Masseelementes ab.

Für die Effizienz des so gebildeten akustischen Systems ist es von großem Vorteil, wenn das Masseelement in engem und spaltfreiem Kontakt zum Aufnahmebauteil steht. Es ist deshalb gemäß Anspruch 2 zu bevorzugen, das elastomere Masseelement einzugießen. Hierzu kann das Aufnahmebauteil insbesondere eine umlaufende Seitenwand aufweisen, welche eine Art Wanne umschließt. Um die Schallübertragung zwischen Afnahmebauteil und elastomerem Masseelement noch zu verbessern, können innerhalb dieser Wanne Zwischenwände des Aufnahmebauteils angeordnet sein.

Ein bevorzugtes Elastomer für das Masseelement ist ein thermoplastisches Elastomer (TPE), wie es beispielsweise unter Bezeichnung „TC5 MGZ" von der Firma Kraiburg Santoprene angeboten wird.

Zur weiteren Verbesserung des akustischen Verhaltens können die nach außen weisenden Oberflächen des Aufnahmebauteils zumindest abschnittsweise eine Beschichtung aus einem Elastomer tragen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Unteran- Sprüchen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 Eine Kappe für einen selbstsperrenden Gurtaufroller,

Figur 2 den in der Kappe aus Figur 1 eingebauten fahrzeugsensitiven Sensor ohne elastomeres Masseelement, Figur 3 das in Figur 2 Gezeigte mit Masseelement aus einem elastomeren

Werkstoff,

Figur 4 das in Figur 3 Gezeigte aus einer anderen Ansicht, Figur 5 eine sehr schematische Ansicht eines selbstsperrenden Gurtaufrollers mit einem fahrzeugsensitiven Sensor, und Figur 6 eine Kappe für einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit einem fahrzeugsensitiven Sensor nach dem Stand der Technik, wobei hier auch Bauteile, welche nicht zur Kappe gehören, eingezeichnet sind.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Zum Besseme Verständnis wird nun zunächst mit Bezug auf die Figuren 5 und 6 der Aufbau eines selbstsperrenden Gurtaufrollers erläutert: Hierbei zeigt die Figur 5 in extrem schematisierter Form einen selbstsperrenden Gurtaufroller. Dieser

weist ein Gehäuse 10 auf, in welchem drehbar die Gurtspule 14 angeordnet ist. Diese Gurtspule 14 trägt an einer Stirnseite einen Profilkopf 15, in welchem eine Sperrklinke 16 gehalten ist. Diese Sperrklinke 16 ist in radialer Richtung bewegbar, so dass sie in Eingriff mit einer Zahnung 12a im Gehäuse 10 kommen kann. Im Anschluss an den Profilkopf 15 ist am Gehäuse 10 eine Endkappe 20 befestigt, an welcher wiederum der fahrzeugsensitive Sensor 25 angeordnet ist.

Dieser fahrzeugsensitive Sensor 25 weist ein bezüglich der Endkappe 20 und somit auch bezüglich des Gehäuses 10 starr angeordnetes Aufnahmebauteil 30 sowie ein Trägheitselement 31 , welches beweglich bezüglich des Aufnahmebauteils 30 angeordnet ist, und welches bei einer Beschleunigung gegen das Aufnahmebauteil ausgelenkt wird, auf. überschreitet die Beschleunigung und somit auch die Auslenkung des Trägheitselementes 31 einen vorbestimmten Wert, so wirkt das Trägheitselement 31 auf einen Hebel 52, welcher wiederum auf eine Steuerscheibe im Profilkopf wirkt, woraufhin die Sperrklinke 16 ausgefahren wird und in die Zahnung 12a eingreift. Die genaue Funktionsweise dieses Mechanismus ist beispielsweise in der bereits erwähnten WO 03/093073 A1 erläutert, auf die nochmals ausdrücklich Bezug genommen wird. Die Figur 6 zeigt die Endkappe aus der WO 03/093073 A1 , sowie Steuerscheibe und Sperrklinke 16.

Die Figur 1 zeigt eine Endkappe 20 eines erfindungsgemäßen selbstsperrenden Gurtaufrollers. Diese Endkappe 20 hat eine flachzylindrische Außenform ist aus einem harten Kunststoff hergestellt. An der offenen Stirnseite der Endkappe 20 sind Rasthaken 22 angeordnet, mittels der die Endkappe 20 am Gehäuse des selbstsperrenden Gurtaufrollers verrastet wird. Die Endkappe 20 trägt den fahrzeugsensitiven Sensor 25, welcher man in Figur 1 nur teilweise erkennen kann. Man kann in der Figur 1 den Hebel erkennen, welcher bei entsprechender Auslenkung des Trägheitselementes die Blockierung der Gurtspule bewirkt.

Die Figur 2 zeigt nun den fahrzeugsensitiven Sensor 25 aus Figur 1 in einem unvollständigen Fertigungszustand. Der fahrzeugsensitive Sensor 25 weist ein im Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestelltes Aufnahmebauteil 30 und ein beweglich im Aufnahmebauteil 30 gehaltenes Trägheitselement 50 auf. Man erkennt

die Ausnehmung 31 im Aufnahmebauteil 30, in welcher sich das Trägheitselement 50 befindet und welche so dimensioniert ist, dass das Trägheitselement 50 um einen Drehpunkt ausgelenkt werden kann.

Man entnimmt der Figur 2 weiterhin, dass das Aufnahmebauteil 30 eine umlaufende Seitenwand 32 aufweist, welche eine Art Wanne umschließt. Innerhalb dieser Wanne befinden sich noch mehrere Zwischenwände 34, welche mit der Seitenwand 34 und dem Boden des Aufnahmebauteils 30 direkt oder indirekt verbunden sind.

In diese Wanne ist eine elastomere Masse, beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer eingegossen, so dass ein Masseelement 40 aus einem elastomeren Werkstoff entsteht, wie dies in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Dieses elastomere Masseelement 40 füllt die Wanne bis zum oberen Rand der Seitenwand 32 aus. Durch das Eingießen der elastomeren Masse steht das Masseelement in innigem, spaltfreien Kontakt zum Afnahmebauteil, was durch die Zwischenwände 34 noch verstärkt wird.

Der Schall, der vom gegebenenfalls vibrierenden Trägheitselement auf das Auf- nahmebauteil 30 übertragen wird, gelangt zu einem großen Teil in das elastomere Masseelement 40, wo er absorbiert wird. Um diesen Effekt noch zu verstärken, weist das Masseelement 40 vorzugsweise mehrere Einbuchtungen 42 auf. Die Masse des Masseelementes 40 ist vorzugsweise mindestens so groß wie die Masse des Aufnahmebauteils 30.

Um das akustische Verhalten weiter zu verbessern, sind diejenigen Außenflächen des Aufnahmebauteils 30, welche in Kontakt zu einem anderen Bauteil sind, mit einer dünnen Elastomerschicht, beispielsweise aus Gummi beschichtet.

Bezugszeichenliste

10 Gehäuse

12a Zahnung 14 Gurtspule

15 Profilkopf

16 Sperrklinke

20 Endkappe

22 Rasthaken 25 fahrzeugsensitiver Sensor

30 Aufnahmebauteil

31 Ausnehmung

32 Seitenwand

34 umlaufende Zwischenwand 40 Masseelement

42 Einbuchtung

50 Trägheitselement

52 Hebel