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Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einem geräuschgedämpften Beschleunigungssensor mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Gurtaufroller für moderne, insbesondere höherklassige Kraftfahrzeuge unterliegen zunehmend strengeren Anforderungen an die von ihnen ausgehende Geräuschentwicklung. Eine wichtige Geräuschquelle ist dabei der in dem Gurtaufroller angeordnete Beschleunigungssensor. Der Beschleunigungssensor ist aus mehreren zueinander bewegten Teilen zusammengesetzt, die während der Gurtbandaus- und -einzugsbewegungen und Erschütterungen des Kraftfahrzeuges die unerwünschten Geräusche erzeugen. Dies sind z.B. eine in dem Beschleunigungssensor vorhandene Trägheitsmasse, welche in einem Rahmen beweglich gelagert ist, und ein Blockierhebel, der bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Fahrzeugverzögerung durch die Bewegung der Trägheitsmasse ausgelenkt wird. Der Blockierhebel steuert dann durch Eingriff in eine Verzahnung eines Verzahnungsringes oder einer Verzahnungsscheibe das Blockiersystem des Gurtaufrollers an, so dass der Gurtaufroller daraufhin in Gurtbandauszugsrichtung blockiert ist. Aufgrund der geringen gesetzlich festgelegten Werte der Fahrzeugverzögerungen, bei deren Überschreiten der Beschleunigungssensor das Blockiersystem ansteuern muss, müssen die Trägheitsmasse und der Blockierhebel extrem leichtgängig gelagert sein, wodurch die unerwünschte Geräuschentwicklung begründet ist.
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Ein solcher Gurtaufroller ist zum Beispiel aus der
US 6 443 382 B1 bekannt, bei dem die Trägheitsmasse in einem Gehäuse gelagert ist, welches seinerseits über den Rahmen des Gurtaufrollers fahrzeugfest befestigt ist.
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Es wurde bereits versucht, die Geräuschentwicklung dadurch zu reduzieren, indem die Bauteile des Beschleunigungssensors aus sehr weichen Werkstoffen hergestellt werden. Dies hat jedoch insofern seine Grenzen, da die Formgebung der Bauteile des Beschleunigungssensors wegen der geringen Fahrzeugbeschleunigungswerte, bei denen der Beschleunigungssensor das Blockiersystem ansprechen muss, ein Höchstmass an Präzision verlangt, welche mit weicheren Werkstoffen nur begrenzt erzielt werden kann.
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Aus der
US 6 082 655 A ist bereits ein Gurtaufroller mit einem geräuschgedämpften Beschleunigungssensor bekannt, bei dem zwischen dem Beschleunigungssensor und einer den Beschleunigungssensor nach außen hin abdeckenden Gehäusekappe eine geräuschabsorbierende Schicht aus einem Polymer vorgesehen ist. Diese Art der Geräuschdämpfung ist insofern unzureichend, da die Dämpfung der Geräuschentwicklung abhängig von der Anordnung und der Dicke der geräuschabsorbierenden Schicht ist. Die Dicke und die Anordnung können aufgrund des zur Verfügung stehenden Bauraumes nicht beliebig gewählt werden, so dass es bei dieser Art der Geräuschdämpfung nicht zu vermeiden ist, dass ein Rest an Geräuschentwicklung bleibt. Insbesondere ist die Geräuschdämpfung aufgrund der Anordnung der Schicht sehr richtungsabhängig.
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Aus der
DE 10 2007 049 200 A1 ist ferner ein Gurtaufroller bekannt, bei welchem an dem Beschleunigungssensor ein Masseelement aus einem elastomeren Werkstoff vorgesehen ist, welches zur Aufnahme der Schallwellen dient und dadurch die Geräuschentwicklung an ihrem Entstehungsort verringert. Nachteilig bei dieser Lösung ist es, dass das Masseelement mit einer entsprechend großen Masse ausgelegt sein muss und einen vergleichsweise großen Bauraum zur Aufnahme benötigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller mit einem geräuschgedämpften Beschleunigungssensor zu schaffen, dessen Geräuschdämpfung wirkungsvoller und richtungsunabhängig ausgebildet sein soll.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den zugehörigen Figuren zu entnehmen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der Beschleunigungssensor in einer Gehäusekappe des Gurtaufrollers angeordnet ist, und die Sperrmasse zwischen der Gehäusekappe und dem Beschleunigungssensor angeordnet ist, und die Sperrmasse eine Dichte von wenigstens 5 g/cm3 aufweisen soll. Die Erfindung schafft dadurch eine gegenüber dem Stand der Technik grundsätzlich neuartige Art der Geräuschdämpfung, indem durch die körperschallisolierende Sperrmasse die Ausbreitung des Körperschalls von dem Beschleunigungssensor auf den Gurtaufroller reduziert wird. Damit wird die Geräuschquelle möglichst dicht an ihrem Ursprung isoliert und eine weitere Schallausbreitung und damit verbundene Geräuschentwicklung richtungsunabhängig gedämpft.
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Damit die körperschallisolierende Sperrmasse den Körperschall möglichst gut dämpft, wird vorgeschlagen, dass sie eine höhere Dichte aufweist als das an ihr anliegende Bauteil des Beschleunigungssensors und/oder als das nicht zu dem Beschleunigungssensor gehörende anliegende Bauteil des Gurtaufrollers. Die Erfindung nutzt dabei die Erkenntnis, dass die Körperschallwellen beim Übergang von Massen geringer Dichte auf Massen höherer Dichte und umgekehrt einen Phasensprung vollziehen. Dieser Phasensprung führt dazu, dass die Körperschallwellen aus einer gleichgerichteten Ordnung in einen Zustand überführt werden, in dem sie unterschiedliche Phasen aufweisen und sich dadurch zumindest teilweise auslöschen, was letztlich die Dämpfung bewirkt.
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Eine kostengünstige Art der Herstellung besteht darin, dass die Sperrmasse aus Zinkdruckguss oder Stahl gebildet ist. Die Verwendung von Zinkdruckguss oder Stahl bietet zudem den Vorteil, dass gleichzeitig die vorgeschlagene Dichte von 5 g/cm3 überschritten wird.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Sperrmasse Teil eines Rahmens ist, über den der Beschleunigungssensor an den Gurtaufroller angekoppelt ist. In diesem Fall wird die Sperrmasse gleichzeitig zur Halterung des Beschleunigungssensors genutzt.
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Damit eine wirksame Isolierung des von dem Beschleunigungssensor ausgesendeten Körperschalls erreicht wird, wird weiter vorgeschlagen, dass die Sperrmasse eine Masse von wenigstens 5 Gramm aufweist. Diese Mindestmasse von 5 Gramm hat sich in der Abstimmung auf die Masse des Beschleunigungssensors und der Masse der den Beschleunigungssensor umgebenden Bauteile insgesamt als sinnvoll herausgestellt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Figuren sind im Einzelnen zu erkennen:
- 1: Gurtaufroller mit an dem Gurtaufrollerrahmen gehaltertem geräuschgedämpften Beschleunigungssensor
- 2: Gurtaufroller mit in einer Gehäusekappe gehaltertem geräuschgedämpften Beschleunigungssensor
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In den nachfolgenden verschiedenen Ausführungsbeispielen werden in ihrer Funktion gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen verwendet.
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In der 1 ist ein Ausschnitt eines Gurtaufrollers 1 zu erkennen. Der Gurtaufroller 1 weist eine nicht zu erkennende Gurtwelle auf, die in einem Gurtaufrollerrahmen 8 drehbar gelagert ist. Die Gurtwelle ist mit einer Steuerscheibe 12 versehen, die mit einem Verzahnungsring 9 drehfest verbunden oder verbindbar ist. An dem Gurtaufrollerrahmen 8 ist ferner ein Beschleunigungssensor 2 angeordnet, der aus einem Rahmen 7, einem Blockierhebel 4 und einer Trägheitsmasse 3 in Form einer Stahlkugel gebildet ist.
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Bei Überschreiten der gesetzlich vorgegebenen Fahrzeugverzögerung wird die Trägheitsmasse 3 ausgelenkt, wodurch der Blockierhebel 4 angehoben und in Eingriff mit der Verzahnung des Verzahnungsringes 9 gebracht wird. Durch das Eingreifen des Blockerhebels 4 in die Verzahnung wird die Steuerscheibe 12 aufgrund der drehfesten Verbindung zu dem Verzahnungsring 9 bei einer weiteren Drehung der Gurtwelle in Gurtauszugsrichtung gegenüber der Gurtwelle angehalten und das nicht dargestellte Blockiersystem des Gurtaufrollers 1 angesteuert, so dass die Gurtwelle anschließend gegen eine weitere Drehung in Gurtauszugsrichtung blockiert ist.
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Die Trägheitsmasse 3 ist auf einem Auflagerelement 6 gelagert, dessen Formgebung die Bewegung der Trägheitsmasse 3 wenigstens erheblich mitbestimmt und dadurch das Ansprechverhalten des Beschleunigungssensors 2 definiert. Das Auflagerelement 6 ist in einer Sperrmasse 5 angeordnet, welche wiederum an dem Rahmen 7 gehaltert ist. Die Sperrmasse 5 weist eine höhere Dichte auf als das anliegende Bauteil des Beschleunigungssensors 2, in diesem Fall das Auflagerelement 6 und/oder der Rahmen 7. Die Dichte der Sperrmasse 5 sollte wenigstens 5 g/cm3 betragen, was z.B. durch die Wahl von Zinkdruckguss oder Stahl als Werkstoff erreicht werden kann. Sofern dies konstruktiv möglich ist, sollte die Masse der Sperrmasse 5 wenigstens 5 Gramm betragen.
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Führen nun die Trägheitsmasse 3 oder der Blockierhebel 4 geringfügige Bewegungen aus, was aufgrund der notwendigen Leichtgängigkeit unvermeidlich ist, so entstehen durch das aneinander Anschlagen der beiden Teile zunächst Schallwellen, die sich vor der Aussendung von hörbaren Schallwellen in Form von Körperschallwellen in der Trägheitsmasse 3 ausbreiten. Diese Körperschallwellen werden von der Trägheitsmasse 3 auf das Auflagerelement 6 übertragen. Von dem Auflagerelement 6 werden die Körperschallwellen dann auf die Sperrmasse 5 weitergeleitet, die erfindungsgemäß eine wesentlich höhere Dichte als das Auflagerelement 6 aufweist. Aufgrund dieses Dichteunterschiedes werden die Körperschallwellen bei dem Übergang auf die Sperrmasse 5 in der Phase verschoben, so dass sich die Körperschallwellen daraufhin in der Sperrmasse 5 zumindest teilweise gegenseitig aufheben. Von der Sperrmasse 5 werden die bereits in der Phase verschobenen Körperschallwellen auf den Rahmen 7 übertragen, der wiederum eine geringere Dichte als die Sperrmasse 5 aufweist. Bei diesem Übergang werden die Körperschallwellen nochmals in der Phase verschoben, so dass dadurch eine weitere Dämpfung bewirkt wird.
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Die Körperschallwellen werden dadurch möglichst nahe ihres Entstehungsortes, nämlich nahe dem Beschleunigungssensor 2, richtungsunabhängig gedämpft, so dass die Körperschallwellen sich auf so wenige Teile des Gurtaufrollers 1 wie möglich ausbreiten können, und die Dämpfung dadurch sehr wirksam ist. Eine zusätzliche Dämpfung, z.B. durch elastische Polymerschichten an der Gehäusekappe, ist dadurch nicht mehr erforderlich.
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In 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einem Teil eines Gurtaufrollers 1, in diesem Fall einer von außen an dem Gurtaufroller 1 angeordneten Gehäusekappe 10, zu erkennen. Der Beschleunigungssensor 2 ist hier in der Gehäusekappe 10 angeordnet und wird dann vormontiert an dem Gurtaufroller 1 angeordnet. Das Blockiersystem mit der Steuerscheibe kann identisch von dem Ausführungsbeispiel aus 1 übernommen werden.
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Die Trägheitsmasse 3 ist hier als stehende pilzförmige Masse aus Zinkdruckguss ausgebildet und mit einem Blockierhebel 4 gekoppelt. Die das Kippverhalten der Trägheitsmasse 3 bestimmende Aufstandsfläche ist in einem Auflagerelement 6 angeordnet, über das der Beschleunigungssensor 2 direkt in einer Aufnahme 11 einer Sperrmasse 5 gehaltert ist. Die Sperrmasse 5 ist in die Gehäusekappe 10 eingeclipst und bildet dadurch gleichzeitig die Befestigung des Beschleunigungssensors 2 gegenüber der Gehäusekappe 10. Außer der Verbindung über die Sperrmasse 5 besteht zwischen dem Beschleunigungssensor 2 und der Gehäusekappe 10 und damit auch zu dem Gurtaufroller 1 insgesamt keine körperliche Verbindung. Eine Ausbreitung der Körperschallwellen unter Umgehung der Sperrmasse 5 ist dadurch nicht möglich. Die durch den Blockierhebel 4 und die Trägheitsmasse 3 erzeugten Geräusche werden, wie schon bei dem Ausführungsbeispiel aus 1 beschrieben, durch die Phasenverschiebung beim Übergang von dem Auflagerelement 6 auf die Sperrmasse 5 und von der Sperrmasse 5 auf die Gehäusekappe 10 gedämpft.
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Insgesamt sollte die Sperrmasse 5 im Verhältnis zu allen zu dem Beschleunigungssensor 2 zugehörigen anliegenden Bauteilen, in den gezeigten Ausführungsbeispielen sind das das Auflagerelement 6 und in 1 zusätzlich der Rahmen 7, eine höhere Dichte aufweisen. Sofern die Sperrmasse 5 auch an Bauteilen anliegt, die nicht zu dem Beschleunigungssensor 2 gehören, wie dies die Gehäusekappe 10 ist, sollte die Sperrmasse 5 auch im Verhältnis zu diesen Bauteilen eine höhere Dichte aufweisen.