WO2009046991A1 - Selbstsperrender gurtaufroller - Google Patents

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WO2009046991A1
WO2009046991A1 PCT/EP2008/008578 EP2008008578W WO2009046991A1 WO 2009046991 A1 WO2009046991 A1 WO 2009046991A1 EP 2008008578 W EP2008008578 W EP 2008008578W WO 2009046991 A1 WO2009046991 A1 WO 2009046991A1
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WO
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housing
self
belt retractor
locking
locking belt
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PCT/EP2008/008578
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Guillem Aranda
Melanie Weiss
Alexander Suphut
Original Assignee
Autoliv Development Ab
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
    • B60R22/40—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive only to vehicle movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
    • B60R22/405—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive to belt movement and vehicle movement

Definitions

  • the invention relates to a self-locking belt retractor according to the preamble of claim 1.
  • Self-locking belt retractors are part of almost every modern motor vehicle.
  • the webbing of a safety belt system is rolled out and can be pulled out from the occupant against the force of a spring.
  • the self-locking belt retractor on a housing and a belt spool mounted in the housing.
  • the belt spool In order to exert the desired protective effect, the belt spool must be blocked in the event of an accident against the housing.
  • a locking mechanism acting between belt spool and housing is present, this may be formed, for example, in the form of a arranged on an end face of the belt reel pawl and a toothing on the housing, in which the pawl can retract.
  • a so-called belt-sensitive sensor and a so-called vehicle-sensitive sensor are present, which actuate the locking mechanism via mechanical intermediate elements.
  • the belt-sensitive sensor causes the lock mechanism to be operated when the pullout speed of the webbing exceeds a predetermined value, while the vehicle-mounted sensor controls the lockup mechanism when the deceleration exceeds a predetermined value, particularly in the vehicle front-rear direction.
  • vehicle-sensitive sensors are constructed purely mechanically and have a receiving component rigidly connected to the housing and an inertia element which is movably arranged on the receiving component.
  • a self-locking belt retractor with such a mechanical vehicle-sensitive sensor is described, for example, in the generic document WO 03/093073 A1, to the disclosure content of which reference is hereby explicitly made.
  • the advantage of such a purely mechanically operating vehicle-sensitive sensor is that it operates very reliably over the entire service life of the motor vehicle, despite a relatively low manufacturing outlay.
  • the disadvantage is that you need a movably arranged element, namely the inertia element, which is an undesirable source of noise.
  • EP 0 581 488 B1 proposes to support the inertia element on a pivot pin which is held in a bush made of an elastomeric material.
  • EP 0 581 488 B1 proposes to support the inertia element on a pivot pin which is held in a bush made of an elastomeric material.
  • the present invention has the object to develop a generic self-locking belt retractor to the effect that it shows a low noise that he has a high reliability guaranteed and that he does not place very high demands on the tolerance of his components.
  • the basic idea of the invention is not to suppress the sound transmission, but to dissipate a large part of the sound energy where it arises, namely in the vehicle-sensitive sensor.
  • a mass element made of an elastomeric material is arranged on the receiving component, which is rigid as such.
  • the disturbing sound is due to the vibration of the inertial element with respect to the receiving member in which it is recorded.
  • a mass element made of an elastomeric material is now arranged on this afferent component, the sound waves also penetrate into this mass element, which, however, acts very dissipatively, ie, absorbing on sound waves. The sound energy is thus consumed almost immediately at its place of origin.
  • the mass element made of elastomeric material has no further task apart from the consumption of sound; in particular, it does not serve as an intermediate layer to another component or as a connecting element.
  • the mass element is in close and gap-free contact with the receiving member. It is therefore preferable according to claim 2, pour the elastomeric mass element.
  • the receiving member may in particular have a circumferential side wall which encloses a kind of pan.
  • a preferred elastomer for the mass element is a thermoplastic elastomer (TPE) such as that sold under the name "TC5 MGZ" by Kraiburg Santoprene.
  • the outwardly facing surfaces of the receiving component may at least partially wear a coating of an elastomer.
  • FIG. 1 shows a cap for a self-locking belt retractor
  • FIG. 2 shows the vehicle-sensitive sensor without elastomeric mass element installed in the cap of FIG. 1
  • FIG. 3 shows the one shown in FIG. 2 with a mass element made of an elastomeric element
  • FIG. 5 shows a very schematic view of a self-locking belt retractor with a vehicle-sensitive sensor
  • Figure 6 shows a cap for a self-locking belt retractor with a vehicle-sensitive sensor according to the prior art, in which also components, which are not part of the cap are drawn.
  • Figure 5 shows an extremely self-locking belt retractor in an extremely schematic form.
  • This has a housing 10 in which the belt reel 14 is rotatably arranged.
  • This belt reel 14 carries on a front side a profile head 15 in which a pawl 16 is held.
  • This pawl 16 is movable in the radial direction, so that it can come into engagement with a toothing 12 a in the housing 10.
  • an end cap 20 is fastened to the housing 10, on which in turn the vehicle-sensitive sensor 25 is arranged.
  • This vehicle-sensitive sensor 25 has a receiving component 30 which is rigidly arranged relative to the end cap 20 and thus also with respect to the housing 10, and an inertia element 31, which is arranged movably with respect to the receiving component 30 and which is deflected against the receiving component during acceleration.
  • FIG. 6 shows the end cap from WO 03/093073 A1, as well as control disk and pawl 16.
  • FIG. 1 shows an end cap 20 of a self-locking belt retractor according to the invention.
  • This end cap 20 has a flat cylindrical outer shape is made of a hard plastic.
  • latching hooks 22 are arranged, by means of which the end cap 20 is latched to the housing of the self-locking belt retractor.
  • the end cap 20 carries the vehicle-sensitive sensor 25, which can only partially be seen in FIG. It can be seen in the figure 1, the lever, which causes the blockage of the belt reel with a corresponding deflection of the inertial element.
  • FIG. 2 now shows the vehicle-sensitive sensor 25 from FIG. 1 in an incomplete manufacturing state.
  • the vehicle-sensitive sensor 25 has a receiving component 30 made of plastic by injection molding and an inertia element 50 movably held in the receiving component 30.
  • the receiving component 30 has a peripheral side wall 32 which encloses a type of trough.
  • this tub are still several intermediate walls 34, which are connected directly or indirectly with the side wall 34 and the bottom of the receiving member 30.
  • An elastomeric mass for example a thermoplastic elastomer, is cast into this trough so that a mass element 40 is formed from an elastomeric material, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • This elastomeric mass element 40 fills the trough up to the upper edge of the side wall 32.
  • the mass element 40 preferably has a plurality of indentations 42.
  • the mass of the mass element 40 is preferably at least as large as the mass of the receiving component 30.
  • those outer surfaces of the receiving member 30, which are in contact with another component coated with a thin elastomer layer, for example made of rubber.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

Es wird ein selbstsperrender Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit einem Gehäuse, einer drehbar im Gehäuse gelagerten Gurtspule, einem Sperrmechanismus zum Sperren der Gurtspule im Gehäuse und einer am Gehäuse angeordneten Ansteuereinrichtung zum Ansteuern des Sperrmeachnismus bei Überschreiten eines vorgegebenen Beschleunigungswertes beschrieben. Diese Ansteuereinrichtung umfasst ein starr mit dem Gehäuse verbundenes Aufnahmebauteil (30) und ein Trägheitselement (50), welches beweglich am Aufnahmebauteil (30) angeordnet ist. Um eine geringe Geräuschemission zu erzielen, ist am Aufnahmebauteil (30) wenigstens ein Masselement (40) aus einem elastomeren Werkstoff angeordnet (Fig. 3).

Description

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

Claims

Patentansprüche
1. Selbstsperrender Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt mit einem Gehäuse (10), einer drehbar im Gehäuse (10) gelagerten Gurtspule (14), einem Sperrmechanismus zum Sperren der Gurtspule (14) im Gehäuse (10) und einer am Gehäuse (10) angeordneten Ansteuereinrichtung zum Ansteuern des Sperrmeachnismus bei Überschreiten eines vorgegebenen Beschleunigungswertes, wobei diese Ansteuereinrichtung ein starr mit dem Gehäuse verbundenes Aufnahmebauteil (30) und ein Trägheitselement (50) um- fasst, welches beweglich am Aufnahmebauteil (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Aufnahmebauteil (30) wenigstens ein Masselement (40) aus einem elastomeren Werkstoff angeordnet ist.
2. Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Masseelement (40) in das Aufnahmebauteil (30) eingegossen ist.
3. Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Masselement (40) aus einem thermoplastischen Elastomer besteht.
4. Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Masseelement (40) mindestens die Masse des Aufnahmebauteils (30) aufweist.
5. Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmebauteil (30) ein Kunststoff- Spritzgussteil ist.
6. Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine nach außen weisende
Oberfläche (30a, 30b) des Aufnahmebauteils (30) eine Beschichtung aus einem Elastomer trägt.
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