DE10015974A1 - Pyrotechnischer Gurtstraffer mit lösbarer Kupplung - Google Patents

Abstract

Der Gurtstraffer hat ein Freilaufkupplungsgetriebe mit einem Außenring (10), der durch Zündung einer Treibladung in Drehung versetzt wird, mit einer inneren Welle (12), die in Drehung versetzt wird, um den Gurt aufzuwickeln und dadurch zu straffen, und mit einem zwischen Außenring (10) und Welle (12) angeordneten Käfigring (14), der die Klemmelemente einer Freilaufkupplung haltert und führt. Die Klemmelemente geben die Welle (12) normalerweise frei. Sie gehen bei Zündung der Treibladung in Eingriff, um eine drehmomentübertragende Kopplung von Außenring (10) und Welle (12) herzustellen. Der Käfigring (14) macht die Drehmomentübertragung gekoppelte Drehung von Außenring (10) und Welle (12) mit. Nach Vollendung der Drehung löst er die Klemmelemente.

Description

Die Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Gurtstraffer für eine Gurtrückhalteeinrichtung, die eine federbetätigte Gurtaufrollung und au­ tomatische Trägheitsblockierung des Gurts vorsieht.

Derartige Gurtrückhalteeinrichtungen sind für Sicherheitsgurte in Kraft­ fahrzeugen weit verbreitet. Sicherheitsgurte dieser Art werden gemeinhin als Automatikgurte bezeichnet. Dank der federbetätigten Gurtaufrollung paßt sich der Automatikgurt dem Körperumfang des Passagiers an. Der Gurt wird in unmittelbarem Körperkontakt gehalten, ohne die Bewegungsfreiheit des Passagiers zu beeinträchtigen. Bei starker Beschleunigung blockiert ein Trägheitsmechanismus den Gurt. All das macht die Automatikfunktion der Gurtrückhalteeinrichtung aus.

Für Automatikgurte in Kraftfahrzeugen gibt es pyrotechnische Gurtstraf­ fer, die bei einem Unfall in Funktion treten, um den Passagier mit dem sich straffenden Gurt in den Sitz zurückzuziehen. Ein aus der Praxis be­ kannter pyrotechnischer Gurtstraffer hat einen Außenring, eine innere Welle und eine dazwischen angeordnete Freilaufkupplung, die Klemmelemente aufweist. Die Welle läßt sich in Drehung versetzen, um den Gurt auf­ zuwickeln und dadurch zu straffen. Die Klemmelemente der Freilaufkupplung geben die Welle normalerweise frei, so daß der Gurt seine Automatik­ funktion erfüllen kann. Bei einem Unfall wird durch Zündung einer Treib­ ladung der Außenring in Drehung versetzt. Die Klemmelemente der Freilauf­ kupplung gehen in Eingriff, um eine drehmomentübertragende Kopplung zwi­ schen Außenring und Welle herzustellen, so daß letztere in Drehung mitge­ nommen und der Gurt aufgewickelt und gestrafft wird.

Bei dem bekannten Gurtstraffer sind die Klemmelemente des Freilaufs zwi­ schen Kunststoffnoppen gehaltert, die fest mit einem Gehäuse verbunden sind, in dem Außenring und Welle sitzen. Bei der Zündung der Treibladung werden die Noppen durch die in Eingriff gehenden Klemmelemente abge­ schert. Die Freilaufkupplung ist dann zerstört. Die Welle ist blockiert und die Automatikfunktion der Gurtrückhalteeinrichtung ausgefallen. Das Kraftfahrzeug darf nicht mehr betrieben werden, da dies einem gesetzwid­ rigen Fahren ohne Sicherheitsgurt entspräche.

In der Praxis kommt es durchaus vor, daß ein Kraftfahrzeug nach Zündung eines pyrotechnischen Gurtstraffers fahrtüchtig ist, weil ein Unfall ver­ mieden werden konnte oder nur zu geringfügigen Beschädigungen geführt hat. Das gilt erst recht bei einer Fehlzündung des Gurtstraffers. Es ist dann die Versuchung groß, die Fahrt fortzusetzen, obwohl der Automatik­ gurt nicht mehr funktionstüchtig ist. Das ist jedoch gesetzwidrig und mit einem großen Gefährdungspotential behaftet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen pyrotechnischen Gurtstraffer für ei­ nen Automatikgurt zu schaffen, nach dessen Zündung sich die Automatik­ funktion des Gurts wieder herstellt, so daß die Fahrt zumindest bis zur nächsten Werkstatt fortgesetzt werden kann.

Bei dem diese Aufgabe lösenden Gurtstraffer sitzen die Klemmelemente des Freilaufs in einem Käfigring, der die drehmomentübertragend gekoppelte Drehung von Außenring und Welle mitmacht und die Klemmelemente nach Voll­ endung der Drehung löst.

Bei einer ersten Ausführungsvariante ist der Käfigring in Gegendrehrich­ tung zum Außenring federnd an letzterem abgestützt.

Bei einer zweiten Ausführungsvariante sind Federelemente an den Käfigring angeformt, die die in Eingriff gehenden Klemmelemente beaufschlagen und nach Vollendung der drehmomentübertragend gekoppelten Drehung von Außen­ ring und Welle zurückstellen.

Außenring, Käfigring und Welle sitzen vorzugsweise in einem Gehäuse, mit dem der Käfigring formschlüssig oder reibschlüssig verbunden ist. Die formschlüssige Verbindung des Käfigrings mit dem Gehäuse erfolgt vorzugs­ weise durch einen Abscherstift, und die reibschlüssige Verbindung durch einen O-Ring oder Reibbelag.

Bei formschlüssiger Verbindung des Käfigrings mit dem Gehäuse ist die Freilaufkupplung nach Zünden des pyrotechnischen Gurtstraffers zerstört. Die Gurtrückhalteeinrichtung muß ausgetauscht werden, was auch wegen der stattgefundenen Dehnung des Gurts zu empfehlen ist.

Bei reibschlüssiger Verbindung des Käfigrings mit dem Gehäuse ist die Kupplung im Prinzip wiederverwendbar.

In allen Varianten wird nach erfolgter Gurtstraffung die Automatikfunkti­ on der Gurtrückhalteeinrichtung wieder hergestellt, so daß die Fahrt zu­ mindest bis zur nächsten Werkstatt fortgesetzt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei in der Zeichnung darge­ stellten Auführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die axiale Draufsicht auf das Freilaufkupplungsgetriebe eines ersten pyrotechnischen Gurtstraffers mit in Nichteingriffs­ stellung gezeigten Klemmrollen;

Fig. 2 dieselbe Draufsicht mit in Eingriffsstellung gezeigten Klemm­ rollen;

Fig. 3 einen Schnitt durch das Getriebe nach III-III von Fig. 1 mit zwei Varianten für die Verbindung zwischen Käfigring und Gehäuse;

Fig. 4 die axiale Draufsicht auf das Freilaufkupplungsgetriebe eines zweiten pyrotechnischen Gurtstraffers mit in Nichteingriffs­ stellung gezeigten Klemmrollen;

Fig. 5 dieselbe Draufsicht mit in Eingriffsstellung gezeigten Klemmrol­ len; und

Fig. 6 einen Schnitt durch das Getriebe nach VI-VI von Fig. 4.

Die Freilaufkupplungsgetriebe der beiden pyrotechnischen Gurtstraffer haben einen Außenring 10, eine innere Welle 12 und einen dazwischen ange­ ordneten Käfigring 14, an dem die Klemmrollen 16 eines Rollenfreilaufs gehaltert und geführt sind. Außenring 10, Käfigring 14 und Welle 12 sind in konzentrischer Anordnung in einem Gehäuse 18 des Gurtstraffers um eine Zentralachse drehbar gelagert. Die Lagerung des Außenrings 10 kann auch an dem Käfigring 14 erfolgen, wenn dieser seinerseits an dem Gehäuse 18 drehbar gelagert ist.

Die Welle 12 ist drehfest mit einer Gurtspule verbunden, die unter der Kraft einer Gurtaufwickelfeder steht und der federbetätigten Gurtaufrol­ lung einer Gurtrückhalteeinrichtung mit automatischer Trägheitsblockie­ rung dient. Diese Gurtrückhalteeinrichtung ist als Sicherheitsgurt (Auto­ matikgurt) für Kraftfahrzeuge bekannt. Für ihre ordnungsgemäße Funktion ist die Welle 12 von den Klemmrollen 16 normalerweise in beiden Drehrich­ tungen freigegeben. Dafür besteht radial innen ein kleiner Spalt 20 zwi­ schen den Klemmrollen 16 und der Welle 12.

Der Außenring 10 wird durch Zündung einer Treibladung in Drehung ver­ setzt, um den Gurt bei einem Unfall aufzuwickeln und zu straffen. Der Außenring 10 hat eine ganz bestimmte, konstruktiv vorgegebene Drehrich­ tung.

Die Ankopplung der Treibladung an den Außenring 10 ist konventionell. So kann sich die Treibladung in einer Kolben-Zylinder-Einheit befinden, de­ ren ausfahrender Kolben den Außenring 10 über eine Zahnradübersetzung mit einer Zahnstange treibt.

Bei Zündung der Treibladung gehen die Klemmrollen 16 in Eingriff, um eine drehmomentübertragende Kopplung zwischen Außenring 10 und Welle 12 herzu­ stellen und die Welle 12 in Drehung mitzunehmen, so daß der Gurt aufge­ wickelt und gestrafft wird. Der Außenring 10 ist mit Klemmflächen 22 ver­ sehen, die radial außen auf die Klemmrollen 16 auflaufen und die Klemm­ rollen 16 gegen die Welle 12 drücken. Der Klemmspalt 20 geht dabei gegen Null.

Vor Eingriff der Klemmrollen 16 ist der Käfigring 14 in Umfangsrichtung fixiert. Wie in Fig. 3 unten und Fig. 6 gezeigt, kann der Käfigring 14 durch einen Abscherstift 24 mit dem Gehäuse 18 des Gurtstraffers verbun­ den sein. Bei einer alternativen, in Fig. 3 oben gezeigten Ausführungs­ form ist der Käfigring 14 mit einem in das Gehäuse 18 eingelassenen O-Ring 26 aus Gummi oder Kunststoff reibschlüssig mit dem Gehäuse 18 ver­ bunden.

Bei Eingriff der Klemmrollen 16 wird die Fixierung des Käfigrings 14 in Umfangsrichtung aufgehoben. Entweder bricht der Abscherstift 24, oder es wird der Reibschluß des O-Rings 26 überwunden. Der Käfigring 14 macht die drehmomentübertragend gekoppelte Drehung von Außenring 10 und Welle 12 mit.

In der Variante gemäß Fig. 1 bis Fig. 3 ist der Käfigring 14 mit in Fe­ dernestern 28 sitzenden Schraubendruckfedern 30 gegen den Außenring 10 abgestützt. Die Anfederung des Käfigrings 14 erfolgt in Gegendrehrichtung zum Außenring 10.

Beim Eingriff der Klemmrollen 16 verdreht sich der Außenring 10 gegen den Käfigring 14, und die Schraubendruckfedern 30 werden gespannt.

Nach einem Unfall, d. h. Zündung der Treibladung und Gurtstraffung geht die Zugkraft im Gurt wieder auf Null. Die Gurtaufwickelfeder versucht den Gurt neu aufzuwickeln. Sie dreht die Welle 12 in Aufwickelrichtung. Die Klemmrollen 16 wälzen sich dabei aus dem Eingriff. Daraufhin können die Schraubendruckfedern 30 den Käfigring 14 zurückdrehen, so daß die Klemm­ rollen 16 in ihre den Freilauf auskuppelnde Lösestellung kommen. Das Rückstellmoment der Schraubendruckfedern 30 ist stärker als das Reibmo­ ment des O-Rings 26.

Im Ergebnis wird die Freilaufwirkung wieder hergestellt und die Welle 12 in beiden Drehrichtungen freigegeben, so daß die Gurtrückhalteeinrichtung ihre Automatikfunktion wieder erfüllt.

In der Variante gemäß Fig. 4 bis Fig. 6 besteht der Käfigring 14 aus Kunststoff. Es sind Federzungen 32 an den Käfigring 14 angeformt, die sich in Umfangsrichtung an den Klemmrollen 16 anlegen. Bei deren Eingriff werden die Federzungen 32 elastisch verformt. Nach erfolgter Gurtstraf­ fung stellen Gurtaufwickelfeder und Federzungen 32 die Klemmrollen 16 in die Lösestellung zurück.

Bei herkömmlichen Freiläufen hat die Anfederung die Aufgabe, die Klemm­ elemente in den Klemmspalt 20 zu drücken. Bei dem erfindungsgemäßen Frei­ laufkupplungsgetriebe drückt die Anfederung die Klemmelemente aus dem Klemmspalt 20 heraus, um die Freigängigkeit der Welle 12 zu gewährleisten und wieder herzustellen.

Die Erfindung ist nicht auf Rollen 16 als Klemmkörper beschränkt. Die Klemmkörper können auch anders, beispielsweise knochenförmig geformt sein.

Liste der Bezugszeichen

10

Außenring

12

Welle

14

Käfigring

16

Klemmrolle

18

Gehäuse

20

Klemmspalt

22

Klemmfläche

24

Abscherstift

26

O-Ring

28

Federnest

30

Schraubendruckfeder

32

Federzunge

Claims (6)

1. Pyrotechnischer Gurtstraffer für eine Gurtrückhalteeinrichtung, die eine federbetätigte Gurtaufrollung und automatische Trägheitsbloc­ kierung des Gurts vorsieht, mit einem Außenring, der durch Zündung einer Treibladung in Drehung versetzbar ist, mit einer inneren Wel­ le, die in Drehung versetzbar ist, um den Gurt aufzuwickeln und da­ durch zu straffen, und mit einer zwischen Außenring und Welle ange­ ordneten Freilaufkupplung, die Klemmelemente aufweist, die die Welle normalerweise freigeben und bei Zündung der Treibladung in Eingriff gehen, um eine drehmomentübertragende Kopplung von Außenring und Welle herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente in einem Käfigring (14) sitzen, der die drehmomentübertragend gekoppel­ te Drehung von Außenring (10) und Welle (12) mitmacht und die Klemm­ elemente nach Vollendung der Drehung löst.

2. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig­ ring (14) in Gegendrehrichtung zum Außenring (10) federnd an letzte­ rem abgestützt ist.

3. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Federele­ mente an den Käfigring (14) angeformt sind, die die in Eingriff ge­ henden Klemmelemente beaufschlagen und nach Vollendung der drehmo­ mentübertragend gekoppelten Drehung von Außenring (10) und Welle (12) zurückstellen.

4. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß Außenring (10), Käfigring (14) und Welle (12) in einem Ge­ häuse (18) sitzen, und daß der Käfigring (14) formschlüssig oder reibschlüssig mit dem Gehäuse (18) verbunden ist.

5. Gurtstraffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur form­ schlüssigen Verbindung des Käfigrings (14) mit dem Gehäuse (18) ein Abscherstift (24) vorgesehen ist.

6. Gurtstraffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur reib­ schlüssigen Verbindung des Käfigrings (14) mit dem Gehäuse (18) ein O-Ring (26) oder Reibbelag vorgesehen ist.