DE102006033543B4

DE102006033543B4 - Selbstsperrender Gurtaufroller

Info

Publication number: DE102006033543B4
Application number: DE102006033543.0A
Authority: DE
Inventors: Peer Gross; Christian Kapsalis
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2026-07-21
Also published as: DE102006033543A1

Abstract

Selbstsperrender Gurtaufroller mit:- einem zwei Stirnseiten (11, 12) aufweisenden Gehäuse (10), wobei die beiden Stirnseiten Durchbrechungen (12a) zur Aufnahme einer Gurtspule aufweisen,- einer im Gehäuse (10) aufgenommenen Gurtspule mit einem Profilkopf, welcher auf der Außenseite einer ersten Stirnseite (11) angeordnet ist,- einer auf der ersten Stirnseite angeordneten, ein Aufnahmeelement (30) für mechanisch bewegliche Teile aufweisenden Sensor- und Blockiereinrichtung (20) zur Blockierung der Gurtspule, wobei die Sensor- und Blockiereinrichtung einen fahrzeugsensitiven Sensor (22) umfasst,- einem Abdeckelement (60), welches auf der ersten Stirnseite (11) angeordnet ist und gemeinsam mit der ersten Stirnseite die Sensor- und Blockiereinrichtung (20) umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement einen ersten Abschnitt (31) für die Aufnahme von auf den Profilkopf wirkenden Blockiermitteln und einen zweiten Abschnitt (42) für die Aufnahme des fahrzeugsensitiven Sensors (22) aufweist, wobei der zweite Abschnitt (42) ausschließlich über einen elastischen Zwischenabschnitt (50) mit dem ersten Abschnitt (31) verbunden ist, so dass der fahrzeugsensitiver Sensor (22) in der Ebene der ersten Stirnseite (X-Y-Ebne) schwimmend bezüglich des Gehäuses (10) befestigt ist, und dass der zweite Abschnitt (42) auf der der ersten Stirnseite zugewandten Seite eine weiche Schicht (44) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Selbstsperrende Gurtaufroller sind in Sicherheitsgurtsystemen moderner Kraftfahrzeuge Standard. Solche selbstsperrenden Gurtaufroller weisen ein Gehäuse auf, in welchem die Spule, auf welchem das Gurtband aufgewickelt ist, gelagert ist. Die Spule ist mittels einer Spiralfeder gegen das Gehäuse vorgespannt, so dass nach Lösen des Sicherheitsgurtes die Gurtspule angetrieben wird und das Gurtband aufwickelt.
Da das Sicherheitsgurtsystem nur dann wirksam sein kann, wenn ein weiterer Auszug des Gurtes im Falle eines Unfalls unterbunden wird, müssen Maßnahmen getroffen werden, um dies zu erreichen. Bei den meisten Sicherheitsgurtsystemen wird dies dadurch erreicht, dass im Falle eines Unfalls die Gurtspule gegen das Gehäuse blockiert wird. Hierzu kann der selbstsperrende Gurtaufroller ein oder zwei Sensoren, nämlich einen sogenannten fahrzeugsensitiven Sensor und/oder einen sogenannten gurtsensitiven Sensor aufweisen. Der gurtsensitive Sensor wird dann aktiv, wenn das Gurtband mit einer Geschwindigkeit ausgezogen wird, die eine definierte Grenzgeschwindigkeit überschreitet. Der fahrzeugsensitive Sensor wird dann aktiv, wenn die Beschleunigung oder die Neigung des Kraftfahrzeugs einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Ein solcher fahrzeugsensitiver Sensor ist in der Regel mechanisch ausgebildet und kann beispielsweise eine in einer Kalotte gelagerte Kugel umfassen. Wird das Fahrzeug positiv oder negativ beschleunigt oder geneigt, so steigt die Kugel an der Wandung der Kalotte empor. Erreicht sie hierbei eine gewisse Höhe, so betätigt sie einen Hebelarm, welcher wiederum den Blockiermechanismus in Gang setzt. Der Blockiermechanismus umfasst hierbei beispielsweise eine Steuerscheibe und eine Sperrklinke, welche in einen Profilkopf der Gurtspule eingreift und somit die Gurtspule gegen das Gehäuse blockiert.
Die Sensor- und Blockiereinrichtung eines solchen selbstsperrenden Gurtaufrollers beinhaltet relativ viele bewegliche Teile. Da der selbstsperrende Gurtaufroller im fahrenden Kraftfahrzeug natürlich ständig Erschütterungen, Vibrationen und dergleichen ausgesetzt ist, sind diese beweglichen Teile Geräuschquellen, deren Geräuschemission von den Insassen, insbesondere vom Fahrer, zumindest als störend, häufig jedoch sogar als irritierend empfunden werden.
Die DE 41 08 497 A1 schlägt deshalb vor, die Sensor- und Blockiereinrichtung mit einem Abdeckelement abzudecken, welches einen umlaufenden Rand aufweist, welcher mittels einer elastischen Dichtung mit dem Gehäuse dicht verbunden ist, so dass die Sensor- und Blockiereinrichtung gekapselt ist. Durch die in dieser Schrift vorgeschlagene Maßnahme werden zwar die vom selbstsperrenden Gurtaufroller ausgehenden Geräusche gedämpft, diese Dämpfung erreicht in vielen Fällen jedoch nicht das gewünschte Maß, d.h., dass vom selbstsperrenden Gurtaufroller immer noch Geräusche ausgehen, welche von den Insassen als störend oder irritierend empfunden werden.
In der gattungsbildenden EP 0 477 918 A1 ist ein selbstsperrender Gurtaufroller beschrieben, bei dem ein die Sensor- und Blockiereinrichtung umschließendes Abdeckelement mittels einer Dichtung mit dem Gehäuse verbunden ist, so dass die Schallübertragung zwischen Gehäuse und Abdeckelement gedämmt ist. Die hier beschriebene Sensor- und Blockiereinrichtung weist ein Aufnahmeelement auf, welches zur Schallisolierung doppelwandig ausgebildet ist. Das Aufnahmeelement selbst ist starr mit dem Gehäuse verbunden.
In der DE 10 2004 016 501 A1 wird zur Reduzierung von Geräuschen vorgeschlagen, zwischen einem zur Übertragung dienenden Auslösehebel und dem Sensorgehäuse eine Geräuschdämmung anzubringen.
Aus der DE 41 08 497 A1 ist es bekannt, Abdichtungen zwischen der Abdeckung und dem Gehäuse vorzusehen.
Die DE 30 19 275 A1 schlägt vor, den gesamten Gurtaufroller über Schwingmetallelemente am Fahrzeug zu halten.
Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen selbstsperrenden Gurtaufroller dahingehend zu verbessern, dass seine Geräuschemission minimiert ist.
Diese Aufgabe wird durch einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, für die Akustik des Systems wesentliche Bestandteile, so weit dies möglich ist, schwimmend bezüglich des Gehäuses zu befestigen. Hierdurch wird erreicht, dass die Schallübertragung von einem Bauteil auf ein anderes extrem reduziert wird. Für eine schwimmende Lagerung eignen sich insbesondere der fahrzeugsensitive Sensor und das Abdeckelement. Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, den fahrzeugsensitiven Sensor in der Ebene der ersten Stirnseite des Gehäuses, auf der er angeordnet ist, schwimmend zu befestigen. Hierzu weist die Sensor- und Blockiereinrichtung ein Aufnahmeelement für mechanisch bewegliche Teile auf. Dieses Aufnahmeelement hat einen ersten Abschnitt für die Aufnahme von auf den Profilkopf wirkenden Blockiermitteln und einen zweiten Abschnitt für die Aufnahme des fahrzeugsensitiven Sensors, wobei der zweite Abschnitt ausschließlich über einen elastischen Zwischenabschnitt mit dem ersten Abschnitt verbunden ist, so dass der fahrzeugsensitiver Sensor in der Ebene der ersten Stirnseite (X-Y-Ebne) schwimmend bezüglich des Gehäuses befestigt ist. Weiterhin weist der zweite Abschnitt auf der der ersten Stirnseite zugewandten Seite eine weiche Schicht auf.
Die Blockiermittel sind, da sie einerseits bezüglich des Profilkopfes sehr exakt positioniert sein müssen, und andererseits im Bedarfsfall sehr hohe Kräfte aufnehmen müssen, für eine schwimmende Befestigung in der Regel ungeeignet. Es werden deshalb vorzugsweise weitere Maßnahmen zur Geräuschunterdrückung ergriffen. Diese Maßnahmen beinhalten insbesondere die Unterdrückung von Resonanzen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 Ein Gehäuse mit einer auf dem Gehäuse angeordneten Sensor- und Blockiereinrichtung,
2 das Gehäuse aus 1, nachdem die Sensor- und Blockiereinrichtung mit einem Abdeckelement abgedeckt wurde,
3 das Aufnahmeelement der in 1 gezeigten Sensor- und Blockiereinrichtung in einer dreidimensionalen Ansicht,
4 das Aufnahmeelement aus 3 in einer Draufsicht von oben,
5 das Aufnahmeelement aus 3 in einer Draufsicht von unten,
6 das in 2 gezeigte Abdeckelement in einer ersten dreidimensionalen Ansicht,
7 das Abdeckelement aus 6 in einer zweiten dreidimensionalen Ansicht und
8 das Abdeckelement aus 6 in einer Draufsicht von oben.

Die 1 zeigt einen Teil eines selbstsperrenden Gurtaufrollers in einer perspektivischen Darstellung. Gezeigt ist ein Gehäuse 10 mit zwei Stirnseiten 11,12 und eine auf der ersten Stirnseite 11 angeordnete Sensor- und Blockiereinrichtung 20. Die beiden Stirnseiten weisen jeweils eine Durchbrechung auf, wobei hier nur die zweite Durchbrechung 12a in der zweiten Stirnseite 12 zu sehen ist, da die erste Durchbrechung der ersten Stirnseite durch die Sensor- und Blockiereinrichtung 20 abgedeckt ist. Durch die beiden Durchbrechungen erstreckt sich beim fertig montierten selbstsperrenden Gurtaufroller die Gurtspule, auf welcher das Gurtband aufgerollt ist. Da die Gurtspule selbst für die Darstellung der vorliegenden Erfindung ohne Bedeutung ist, wurde auf eine Darstellung der Gurtspule zugunsten der Übersichtlichkeit verzichtet.
Die Sensor- und Blockiereinrichtung 20 weist mehrere Bestandteile auf, welche hier nur teilweise dargestellt sind. Die Sensor- und Blockiereinrichtung hat ein Aufnahmeelement 30, in welchem die mechanisch beweglichen Teile der Sensor- und Blockiereinrichtung aufgenommen sind. Auf eine genaue Darstellung des Blockiermechanismus wird hier verzichtet, diese sind in der Technik bekannt und in zahlreichen Patentveröffentlichungen detailliert beschrieben. Das Aufnahmeelement 30 wird nun mit Bezug auf die 3 bis 5 genauer beschrieben:
Das Aufnahmeelement 30 weist einen im wesentlichen zylindrischen ersten Abschnitt 31 und einen zweiten Abschnitt 42 auf, welcher über den stark taillierten Zwischenabschnitt 50 mit dem ersten Abschnitt 31 verbunden ist. Der erste Abschnitt 31 besteht aus einer Oberfläche 34, welche sich im montierten Zustand parallel zur ersten Stirnseite 11 des Gehäuses 10 erstreckt und einer umlaufenden Wand 37. Der erste Abschnitt 31 bildet somit einen Napf, in welchem die Blockiermittel, insbesondere eine Sperrklinke und eine Steuerscheibe aufgenommen sind. Der erste Abschnitt 31 ist mittels drei Zapfen 38 mit der ersten Stirnseite 11 des Gehäuses 10 starr verbunden. Die Zapfen 38 sind hierbei so ausgebildet, dass nur diese, nicht jedoch die Wand 37 selbst mit der ersten Stirnseite 11 in Berührung kommt. Über diese Zapfen 38 ist der erste Abschnitt 31 auch akustisch mit dem Gehäuse 10 gekoppelt.
Der erste Abschnitt 31 weist dennoch Maßnahmen zur Geräuschreduzierung auf. Auf der Oberfläche 34 sind erste Rippen 36 angeordnet, welche sich im wesentlichen radial und asymmetrisch vom Zentrum nach außen erstrecken. Durch diese asymmetrisch angeordneten ersten Rippen 36 ist die Ausbildung von Eigenfrequenzen im Bereich zwischen 1 und 5 kHz unterdrückt.
Wie bereits erwähnt, ist über den stark taillierten Zwischenabschnitt 50 der zweite Abschnitt 42 mit dem ersten Abschnitt 31 verbunden. Dieser zweite Abschnitt 42 dient zur Aufnahme des fahrzeugsensitiven Sensors 22 (siehe 1), welcher im zweiten Abschnitt 42 rastend befestigt ist. Der Zwischenabschnitt 50 besteht aus einem elastischen Material, während erster Abschnitt 31 und zweiter Abschnitt 42 aus einem im wesentlichen starren Material bestehen. Um hier eine rationelle und maßgenaue Herstellung zu erreichen, kann das Aufnahmeelement 30 ein Zweikomponenten-Kunststoffspritzgussteil sein.
Der taillierte, elastische Zwischenabschnitt 50 ist die einzige Befestigung des zweiten Abschnitts 42. Somit ist der im zweiten Abschnitt 42 aufgenommene fahrzeugsensitive Sensor 22 schwimmend bezüglich des Gehäuses 10 befestigt. Da der Zwischenabschnitt 50 in Z-Richtung nur sehr kleine Kräfte aufnehmen kann, liegt die Unterseite des zweiten Abschnittes 42 auf der ersten Stirnseite 11 des Gehäuses 10 auf. Um auch hier eine akustische Kopplung zu unterbinden, weist die Unterseite des zweiten Abschnitts 42 eine weiche Schicht (in 5 schraffiert dargestellt), beispielsweise in Form einer Elastomerbeschichtung auf.
Durch die gewählte Konstruktion wird erreicht, dass trotz der schwimmenden Befestigung des fahrzeugsensitiven Sensors 22 bezüglich des Gehäuses 10 der fahrzeugsensitive Sensor 22 exakt bezüglich der Blockiermittel positioniert ist, so dass eine mechanische Übertragung der Kugelbewegung im fahrzeugsensitiven Sensor 22 auf die Blockiermittel, beispielsweise mittels eines Hebelarmes, welcher sich durch die Öffnung 37a in der umlaufenden Wand 37 des ersten Abschnitts 31 erstreckt, leicht möglich ist.
Wie in der 2 dargestellt ist, wird das Aufnahmeelement 30 und damit die gesamte Sensor- und Blockiereinrichtung vom Abdeckelement 60 abgedeckt, welcher gemeinsam mit der ersten Stirnseite 11 einen Hohlraum umschließt, in dem die eben genannten Elemente eingeschlossen sind. Der Aufbau des Abdeckelementes 60 wird nun mit Bezug auf die 6 bis 8 erläutert:
Auch das Abdeckelement 60 ist vorzugsweise als Zweikomponenten-Spritzgussteil ausgebildet. Hierbei besteht die Frontseite 62 und die umlaufende Seitenwand 68 aus einem starren Kunststoff, während der weitere Zapfen 72 und die Rastvorsprünge 78, welche sich vom unteren Rand der Seitenwand 68 erstrecken, sowie die elastische Dichtung 70, welche die Unterkante der Seitenwand 68 bildet, aus einem gummielastischen Elastomer bestehen. Somit ist auch das Abdeckelement 60 schwimmend bezüglich des Gehäuses 10 an diesem befestigt und eine Schallübertragung vom Gehäuse 10 auf das Abdeckelement 60 ist nahezu vollständig unterbunden. Anstatt den weiteren Zapfen 72 und die Rastvorsprünge 78 vollständig aus einem elastischen Material zu fertigen, ist es auch möglich, elastische Zwischenelemente zwischen dem weiteren Zapfen und der Seitenwand beziehungsweise zwischen den Rastvorsprüngen und der Seitenwand vorzusehen.
Als weitere schallreduzierende Maßnahme sind zweite Rippen 64 vorgesehen, welche die Vorderseite 62 in Felder 66 unterteilen und sich bis in die Seitenwand 68 erstrecken. Somit wird die Ausbildung von Schwingungen der Frontseite 62 im Bereich zwischen 1 bis 6,5 kHz unterbunden. Die Felder 66 weisen alle eine unterschiedliche Fläche auf, eine Anzahl von genau neun Feldern hat sich im Experiment als besonders günstig erwiesen.
Bezugszeichenliste

10: Gehäuse
11: erste Stirnseite
12: zweite Stirnseite
12a: zweite Durchbrechung
15: Gurtspule
17: Profilkopf
20: Sensor- und Blockiereinrichtung
22: fahrzeugsensitiver Sensor
30: Aufnahmeelement
31: erster Abschnitt
34: Oberfläche
36: erste Rippe
37: umlaufende Wand
37a: Öffnung
38: Zapfen
42: zweiter Abschnitt
44: weiche Schicht
50: Zwischenabschnitt
60: Abdeckelement
62: Frontseite
64: zweite Rippe
66: Feld
68: Seitenwand
70: elastische Dichtung
72: weiterer Zapfen
78: Rastvorsprung

Claims

Selbstsperrender Gurtaufroller mit: - einem zwei Stirnseiten (11, 12) aufweisenden Gehäuse (10), wobei die beiden Stirnseiten Durchbrechungen (12a) zur Aufnahme einer Gurtspule aufweisen, - einer im Gehäuse (10) aufgenommenen Gurtspule mit einem Profilkopf, welcher auf der Außenseite einer ersten Stirnseite (11) angeordnet ist, - einer auf der ersten Stirnseite angeordneten, ein Aufnahmeelement (30) für mechanisch bewegliche Teile aufweisenden Sensor- und Blockiereinrichtung (20) zur Blockierung der Gurtspule, wobei die Sensor- und Blockiereinrichtung einen fahrzeugsensitiven Sensor (22) umfasst, - einem Abdeckelement (60), welches auf der ersten Stirnseite (11) angeordnet ist und gemeinsam mit der ersten Stirnseite die Sensor- und Blockiereinrichtung (20) umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement einen ersten Abschnitt (31) für die Aufnahme von auf den Profilkopf wirkenden Blockiermitteln und einen zweiten Abschnitt (42) für die Aufnahme des fahrzeugsensitiven Sensors (22) aufweist, wobei der zweite Abschnitt (42) ausschließlich über einen elastischen Zwischenabschnitt (50) mit dem ersten Abschnitt (31) verbunden ist, so dass der fahrzeugsensitiver Sensor (22) in der Ebene der ersten Stirnseite (X-Y-Ebne) schwimmend bezüglich des Gehäuses (10) befestigt ist, und dass der zweite Abschnitt (42) auf der der ersten Stirnseite zugewandten Seite eine weiche Schicht (44) aufweist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (60) schwimmend bezüglich des Gehäuses (10) befestigt ist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenabschnitt (50) eine Taille aufweist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (31) des Aufnahmeelementes eine sich zur ersten Stirnseite parallel erstreckende Oberfläche (34) hat und dass diese Oberfläche erste Rippen (36) aufweist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (31) im Wesentlichen zylinderförmig ist und die ersten Rippen (36) im Wesentlichen radial verlaufen.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rippen (36) asymmetrisch auf der Oberfläche verteilt sind.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (31) ausschließlich über Zapfen (38) Kontakt zur ersten Stirnseite (11) des Gehäuses (10) hat.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (60) mittels weiterer Zapfen (72) und/oder Rastvorsprüngen (78) an dem Gehäuse (10) befestigt ist, welche über elastische Zwischenelemente mit dem Abdeckelement (60) verbunden sind oder selbst zumindest teilweise aus einem elastischen Material bestehen.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (60) eine sich parallel zur ersten Stirnseite (11) erstreckende Frontseite (62) und eine sich zwischen Frontseite (62) und erster Stirnseite (11) erstreckende, umlaufende Seitenwand (68) aufweist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Seitenwand (68) und erster Stirnseite (11) eine elastische Dichtung (70) angeordnet ist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontseite (62) zweite Rippen (64) aufweist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Rippen (64) die Frontseite (62) in Felder (66) unterschiedlicher Flächen unterteilen.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Rippen (64) die Frontseite (62) in neun Felder unterteilen.