DE10066249B4

DE10066249B4 - Sicherheitsgurtsystem

Info

Publication number: DE10066249B4
Application number: DE10066249A
Authority: DE
Inventors: Takashi Fujisawa Arima; Kenichi Fujisawa Morizane; Masuo Fujisawa Matsuki; Kiyoshi Fujisawa Ogawa; Katsuyasu Fujisawa Ono
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2020-03-04

Abstract

Das Sicherheitsgurtsystem hat einen Gurtaufroller, der einen Vorspanner aufweist. Der Gurtaufroller umfasst eine Gurtaufrollbasis (1), eine Gurtaufrollwelle (24), die drehbar an der Gurtaufrollbasis gelagert und in Gurtbandaufwickelrichtung vorgespannt ist, ein Aufnahmegehäuse (2), das an der Gurtaufnahmebasis angebracht ist, und eine Druckkammer (30) sowie einen Bewegungselementkanal (38) aufweist, der mit der Druckkammer in Verbindung steht, einen Gasgenerator (32) zum Erzeugen von Hochdruckgas in der Druckkammer, ein Antriebselement (36, 40, 42), das von dem Gasgenerator angetrieben wird, um die Gurtaufrollwelle in Gurtbandaufwickelrichtung zu drehen, und einen Kupplungsmechanismus (44), der das Antriebselement mit der Gurtaufrollwelle verbindet, wobei das Antriebselement ein austreibendes Element (32), das von einem von dem Gasgenerator erzeugten Gasdruck angetrieben wird und in dem Bewegungselementkanal angeordnet ist, ein Zugmedium (40), dessen eines Ende an der Gurtaufrollbasis und dessen anderes Ende an dem Kupplungsmechanismus angebracht ist, und ein Bewegungselement (36) aufweist, das durch das austreibende Element so ausgetrieben wird, dass es gegen einen Teil zwischen den beiden Enden des Zugmediums gedrückt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem, das mit einem Vorspanner zur Verwendung mit einem Sicherheitsgurtaufroller in einem Fahrzeug, usw. versehen ist, der eine Aufnahmespindel für ein Gurtband zwangsweise dreht, wenn eine plötzliche Verzögerung des Fahrzeugs eintritt, wobei das Gurtband in eine Insassenrückhalterichtung gespannt wird.
Im Hinblick auf das Prinzip eines Gurtband-Aufwickelaufbaus für den Notfall sind bereits verschiedene Arten von Gurtaufroller-Vorspannern bekannt. Zu solchen Vorspannern gehören solche, bei denen ein Drehelement (Massenelement) durch Gasdruck ausgefahren wird, sogenannte "Brunnenkübel"-Vorspanner, die ein Drahtseil verwenden, Vorspanner, bei denen ein spiralfederartiges Element durch Gasdruck zum Drehen gebracht wird, und Vorspanner, bei denen Planetenräder angetrieben von einem Gasdruck zum Umlaufen gebracht werden.

Vorspanner, bei denen ein Drehelement durch Gasdruck ausgetrieben wird, sind aus der US 5,588,608 , aus der DE 196 43 402 A1 , aus der US-A-4,444,010, aus der DE 195 12 660 A1 , sowie aus der DE 196 02 549 A1 bekannt.

Aus US 5 588 608 ist eine Spannvorrichtung bekannt, die einen Zylinder und einen in dem Zylinder verschieblich aufgenommenen Kolben aufweist, wobei ein Ende eines Drahts an eine umdrehbare Trommel angeführt ist und eine umdrehende Kraft der umdrehbaren Trommel über einen Kupplungsmechanismus an eine Aufwickelwelle einer Gurtaufwickeleinrichtung übertragen wird, wenn ein Fahrzeug plötzlich verzögert wird. In diesem Fall wird der Draht infolge der Antriebskraft einer gaserzeugenden Vorrichtung, die auf den Kolben übertragen wird, eine umdrehende Kraft auf die umdrehbare Trommel übertragen, die ihrerseits zur Aufwicklung des Gurtes zu der Aufwickelwelle übertragen wird. Diese Spannvorrichtung weist ferner eine bewegbare Rolle auf, die an dem Kolben angeordnet ist, um sich mit dem Kolben simultan zu bewegen, wobei um diese bewegbare Rolle ein mittlerer Abschnitt des Drahts geführt ist. Die bewegbare Rolle ist innerhalb des Zylinders in der Öffnung des Kolbens angeordnet, wobei der Draht durch eine im Bodenabschnitt des Zylinders ausgebildete Durchgangsöffnung hindurchgeführt und über die bewegbare Rolle geführt und an dem Bodenabschnitt des Zylinders festgelegt wird.

Aus DE 196 43 402 A1 ist ein Gurtstraffer für Gurtautomaten von Kraftfahrzeugen bekannt, welcher ein auf einer Wickelwelle auf- und abwickelbares Gurtband aufweist. Die Wickelwelle ist über eine ausrückbare Kupplung mit dem Gurtstraffer verbunden. Der Gurtstraffer, der durch einen Beschleunigungssensor auslösbar ist, weist ein Gehäuse auf, in welchem ein Kupplungstopf der ausrückbaren Kupplung untergebracht ist. Auf diesen ist ein Band teilweise aufgewickelt, von dem das eine Ende mit dem Kupplungstopf und das andere Ende mit dem Gehäuse fest verbunden ist. Dadurch wird ein Raum zwischen Kupplungstopf und Gehäuseinnenwand in einen Druckraum und einen Totraum unterteilt, in dem ein nicht auf dem Kupplungstopf aufgewickelter Teil des Bandes vom Kupplungstopf tangential durch den Raum unter Beibehaltung der Krümmungsrichtung verläuft.

Bei den Vorspannern nach der US-A-4,444,010 sorgt ein Hochdruckgas dafür, daß mehrere Drehelemente durch Druck in eine Leitung im Falle einer Fahrzeugkollision abgegeben werden, wobei diese Drehelemente dann mit Treibzahnrädern in Eingriff kommen, die an dem Umfang einer Gurtaufrollwelle angeordnet sind, wodurch ein Drehmoment zum plötzlichen Aufwickeln des Sicherheitsgurts auf der Gurtaufrollwelle bereitgestellt wird.

Dieses Vorspannen für ein direktes Drehen der Gurtaufrollwelle mit einer Vorspannkraft der Drehelemente erfordert einen langen Hub zum Bewegen der Drehelemente oder einen langen Bewegungskanal für die Drehelemente, um eine ausreichende Vorspannkraft zu erzeugen. Ein solcher gerade gebauter, langer Bewegungskanal führt dazu, daß der Vorspanner als Ganzes in der speziellen Richtung groß bemessen ist. Deshalb versucht man, einen ausreichend langen Hub dadurch zu gewährleisten, daß man das Rohr oder den Bewegungskanal mäandern läßt oder spiralförmig biegt.

Bei einem solchen Bewegungskanal für den Vorspanner ist es erforderlich, daß das Rohr kompliziert gebogen wird, was die Bearbeitung sehr komplex macht und eine erhöhte Bearbeitungsgenauigkeit erfordert, damit ein vorgegebener Wert für die Kanalbreite auch auf dem gekrümmten Abschnitt beibehalten wird. Dies führt zu erhöhten Herstellungskosten, wobei die Größe des gesamten Vorspanners unvermeidbar aufgrund des vergrößerten Volumens gesteigert wird, auch wenn die Größenausgestaltung des Vorspanners in der speziellen Richtung vermieden werden kann. Außerdem erfordert die Komplexität in der Ausgestaltung des Bewegungskanals gesteigerte Maßnahmen zur Vermeidung einer Gasleckage. Dies führt schließlich zu erhöhten Produktionskosten sowie zu einer Zunahme der Baugröße.

Zur Vermeidung der vorstehenden Nachteile besteht das Ziel der Erfindung darin, eine ausreichende Drehgröße für eine Gurtaufrollwelle zu schaffen, um ein Gurtband mit einem kurzen Bewegungshub eines Drucktransmissionselements aufzuwickeln, welches durch einen Druck herausgetrieben wird, um dadurch eine Gurtaufwickelgröße zu erhalten, die für den Einsatz eines längeren Hubs äquivalent ist. Dabei sollen die Baugröße verringert und der Aufbau vereinfacht werden, um bei niedrigen Produktionskosten das Anbringen am Fahrzeug zu erleichtern.

Ferner soll in dem Bewegungskanal die Möglichkeit der Gaslekage verringert werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Sicherheitsgurtsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 20.

Bei dem so gebauten System kann ein Betrag des Zugmediums abgewickelt (erhöhte Geschwindigkeit) werden, der größer ist als eine Bewegungsdistanz des Bewegungselements, was zu einem kompakten Vorspanner führt. Da das Zugmedium, welches durch eine Klemme gehalten ist, freigegeben wird, nachdem der Vorspanner betätigt worden ist, kann sich die Gurtaufrollwelle frei drehen, wodurch es möglich wird, daß das aufgewickelte Gurtband abgewickelt wird.

Außerdem kann der Gasdruck wirksam genutzt und eine Gasleckage aus dem Bewegungselementkanal vermieden werden.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
1 in einer Teilschnittansicht eine Gurtaufrollvorrichtung in einem Sicherheitsgurtsystem einer ersten Ausführungsform der Erfindung, gesehen axial von außen,
2 eine Schnittansicht, die einen in der Gurtaufrollvorrichtung angeordneten Vorspanner zeigt,
3 perspektivisch auseinandergezogen einen für der Vorspanner verwendeten Kupplungsmechanismus,
4 in einer Schnittansicht den Ruhezustand des Kupplungsmechanismus,
5 in einer Schnittansicht den Betriebs- bzw. Kupplungszustand des Kupplungsmechanismus,
6 in einer Schnittansicht die Bewegung der Drehelemente und die Arbeitsweise des Kupplungsmechanismus,
7 in einer Schnittansicht die Rückkehrposition der Drehelemente und die Aufhebung der Klemmung eines Klemmelements,
8 perspektivisch ein Drehelement,
9 perspektivisch ein Beispiel für das obere Drehelement,
10 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung im Ausgangszustand, wobei das austreibende Element modifiziert ist,
11 in einer geschnittenen Teilansicht die zweite Ausführungsform im Arbeitszustand,
12 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung im Ausgangszustand, wobei das austreibende Element anders modifiziert ist,
13 in einer Schnittansicht die dritte Ausführungsform der Erfindung im Arbeitszustand,
14 in einer Schnittansicht eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein einziges sich bewegendes Element verwendet wird,
15 eine Schnittansicht, bei welcher der Vorspanner der vierten Ausführungsform betätigt ist,
16 in einer Schnittansicht den Klemmelement-Freigabezustand, der durch das Bewegungselement erreicht wird,
17 perspektivisch das Bewegungselement einer vierten Ausführungsform,
18 das Bewegungselement in einer Teilschnittansicht,
19 das austreibende Element mit einer beispielsweisen Abmessung,
20 in einer Schnittansicht den Umfangskanal für das Bewegungselement und eine beispielsweise Abmessung,
21 gesehen axial von außen eine Teilschnittansicht einer fünften Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Rohr für den Vorspanner in der Gurtaufrollvorrichtung verwendet wird,
22 eine Querschnittsansicht der fünften Ausführungsform,
23 perspektivisch das Rohr mit einer L-Form,
24A und 24B die Abmessungsbeziehung zwischen dem austreibenden Element und dem Rohr,
25 perspektivisch eine Hohlzylinderrolle, die als Drehelement verwendet wird,
26 perspektivisch auseinandergezogen den Kupplungsmechanismus,
27 eine Schnittansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise des Kupplungsmechanismus,
28 eine Schnittansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise des Kupplungsmechanismus,
29 eine Schnittansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise des Kupplungsmechanismus,
30 eine Schnittansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise des Kupplungsmechanismus,
31 eine Schnittansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise des Klemmelements,
32 eine Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform der Erfindung, die das Hebelprinzip zum Klemmen verwendet,
33 eine Schnittansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise des Klemmelements,
34 eine Schnittansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise des Klemmelements,
35 eine Schnittansicht einer siebten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Zug- bzw. Spannmedium in einer Nut aufgenommen ist,
36 eine Schnittansicht längs der Linie 36-36 von 35,
37 eine Schnittansicht einer achten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein stoßabsorbierendes Element zwischen dem Zugmedium und dem Drehelement (Bewegungselement) vorgesehen ist,
38 eine Schnittansicht einer neunten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Zwischenelement zur Erleichterung einer glatten Bewegung der Drehelemente längs des Drehelementkanals vorgesehen ist,
39 den Schnitt 39-39 von 38,
40 perspektivisch eine zehnte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein austreibendes Element vorgesehen ist, das ein Klappern der Drehelemente verringert,
41 perspektivisch eine elfte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das austreibende Element in einer Vielzahl von Vorsprüngen um seinen Umfang herum zur Verbesserung der Abdichtung versehen ist,
42 eine Schnittansicht zur Erläuterung der Abdichtung aufgrund der Verformung der Vorsprünge,
43 perspektivisch eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das austreibende Element ein Entgasungsloch hat, um einen in dem Rohr enthaltenen Restgasdruck zur erleichterten Rückkehr der Drehelemente entweichen zu lassen.
44 perspektivisch ein Beispiel für die Anordnung des austreibenden Elements mit Entgasungsloch,
45 perspektivisch die Funktion des austreibenden Elements mit Entgasungsloch,
46 eine Schnittansicht einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Rohr mit dem Dichtungselement kombiniert ist, das sich aufgrund des Gasdrucks nach außen erweitert,
47A und 47B Schnittansichten einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Rohr mit dem Dichtungselement kombiniert ist, das eine Verjüngung hat, um es nach außen aufzuweiten.
Der in 1 und 2 gezeigte Gurtaufroller 10 für die erste Ausführungsform des Sicherheitsgurtsystems hat einen Gurtaufrollkörper 13 zum Aufwickeln eines nicht gezeigten Gurtbandes, einen Notfall-Arretiermechanismus 14, einen Vorspanner 12 und eine Aufnahmefedervorrichtung 11. Der Notfall-Arretiermechanismus 14 ist an einem axialen Ende des Gurtaufrollkörpers 13 angeordnet, während der Vorspanner 12 und die Aufnahmefedervorrichtung 11 ihrerseits an seinem anderen Ende angeordnet sind.
Der Gurtaufrollkörper 13 hat eine Gurtaufrollbasis 1, die in 1 von oben gesehen im wesentlichen die Form eines rechteckigen U hat, sowie eine Aufnahmespule 22, die von der Gurtaufrollbasis 1 drehbar gelagert wird, damit sich das Gurtband frei aufwickeln oder abwickeln kann. Die Aufnahmespule 22 hat eine Gurtaufrollwelle 24 als Aufnahmespindel und ist durch die mit der Gurtaufrollwelle 24 verbundene Aufnahmefedervorrichtung 11 konstant in eine Gurtbandaufwickelrichtung vorgespannt. Wenn das Gurtband mit einer Beschleunigung von einem vorgegebenen Wert oder mehr abgewickelt werden soll, wird der Notfall-Arretiermechanismus 14, der mit dem einen axialen Ende der Gurtaufrollwelle 24 verbunden ist, so betätigt, daß eine Drehung der Gurtaufrollwelle 24 verhindert wird, wodurch ein Abwickeln des Gurtbandes unterbunden wird.
Ein Abschnitt der Gurtaufrollwelle 24, der in der Aufnahmespule 22 enthalten ist, bildet einen Torsionsstab 24a. Wie in der japanischen Offenlegungsschrift Sho 46-7710 offenbart. ist, wird der Torsionsstab 24a, an welchem nach Betätigung des Notfall-Arretiermechanismus eine übergroße Kraft anliegt, verdreht und plastisch verformt. Dies ermöglicht es, daß sich die mit ihm in einer relativ nicht drehbaren Weise verbundene Aufnahmespule 22 in eine Gurtbandabwickelrichtung durch eine Hülse 44a in 1 auf der linken Seite der Aufwickelspule 22 dreht.
Ein Gehäuse 2 des Vorspanners 12 wird dadurch gebildet, daß eine als Deckel verwendete Platte 28 in ein an der Gurtaufrollbasis 1 befestigtes Gehäuse 26 luftdicht im Preßsitz eingepaßt wird. Das Gehäuse 2 hat einen eingebauten Mechanismus zum zwangsweisen Aufwickeln des Gurtbandes, um ein Durchhängen des Gurtbandes aufgrund einer plötzlichen Verzögerung im Falle einer Fahrzeugkollision, usw. auszuschließen. Im folgenden wird der Aufbau dieses Mechanismus beschrieben.
Gemäß 2 ist eine Druckkammer 30 quer über die unteren Abschnitte des Gehäuses 26 angeordnet. In ein Ende der Druckkammer 30 ist ein Gasgenerator 32 eingeführt und in dem Gehäuse 26 durch eine von außen aufgeschraubte Kappe 34 gehalten. Der Gasgenerator 32 ist ein Druckgasgenerator in einer seitlich angeordneten Bauweise sein, der, was nicht gezeigt ist, eine Elektrode, einen Zünder und ein Hochdruckgas erzeugendes Mittel aufweist. Mit der Elektrode ist ein Zündsignalübertragungskabel zum Übermitteln eines Signals von einem Stoßsensor verbunden, der eine plötzliche Beschleunigung aufgrund einer Fahrzeugkollision feststellt. Wenn das Zündsignal der Elektrode von dem Stoßsensor übermittelt wird, zündet der Zünder das Hochdruckgas-erzeugende Mittel, wodurch sofort ein Hochdruckgas entsteht.
In dem Gehäuse 26 ist ein Bewegungselementkanal 38 ausgebildet, der sich nach oben über den oberen Abschnitt des anderen Endes der Druckkammer 30 hinaus erstreckt. Der Bewegungselementkanal 38 hat einen geraden Bahnabschnitt 38a (Zylinder), der sich in einer Tangentialrichtung der Gurtaufrollwelle 24 erstreckt, und eine Umfangsbahn 38b, die sich um die Gurtaufrollwelle 24 herum erstreckt. In dem geraden Bahnabschnitt 38a ist in einer Reihe eine Vielzahl von Drehelementen 36 als Bewegungselemente angeordnet, die als Bewegungselemente dienen. Der gerade Bahnabschnitt 38a hat gesehen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Drehelemente 36 einen rechteckigen Querschnitt.
Vorzugsweise hat jedes Drehelement 36 die Form eines Zylinders (Rohrs), dessen Breite W schmaler als sein Durchmesser D, also D > W, ist, wie beispielsweise in 8 gezeigt ist. Der gerade Bahnabschnitt 38a hat deshalb einen rechteckigen Querschnitt, wobei sich die kleinere Abmessung in Längsrichtung der Gurtaufrollwelle 24 erstreckt, so daß sie der Gestalt des Drehelements 36 entspricht. Vorzugsweise ist das obere Drehelement 36, wie in 9 gezeigt, mit einer Eingriffsnut 36a versehen, in die ein Zugmedium 40 eingreift, was später erläutert wird.
Unter dem unteren Drehelement 36 ist ein austreibendes Element 42 angeordnet, das gegen den geraden Bahnabschnitt 38a abgedichtet ist und das Drehelement 36 unter Verwendung eines Gasdrucks austreibt. Das austreibende Element 42 hat vor der Montage ein Außenprofil, das etwas größer ist als das Innenprofil des geraden Bahnabschnitts 38a, so daß eine Gasleckage verhindert werden kann.
An der Gurtaufrollwelle 24 ist ein Kupplungsmechanismus 44 zum Aufwickeln des Gurtbandes angebracht. Der Kupplungsmechanismus 44 hat eine Hülse 44a, eine Platte 44b und eine Scheibe 44c, die koaxial fluchtend zueinander angeordnet sind, wie es in 3 gezeigt ist.
Die Platte 44b hat eine Vielzahl von Fingern 44bb, die axial umgebogen sind, und Löcher 44ba, aus denen die Finger 44bb so vorstehen, daß sie leicht verformt werden können. Die Querschnittsform eines jeden der über die Platte 44b hinaus gebogenen Finger 44bb ist rechteckig dargestellt. Es können jedoch auch andere Formen, beispielsweise ein Kreis, eine Ellipse oder eine gekrümmte Kurve gewählt werden, wenn dies zweckmäßig ist.
In 1 und 2 ist die Hülse 44a an dem linken Ende der Gurtaufrollwelle 24 angeordnet und mit der Spule 22 in einer relativ nicht drehbaren Weise verbunden. In der Oberfläche der Hülse 44a, die der Scheibe 44c zugewandt ist, ist um die Achse bzw. die Gurtaufrollwelle 24 axial herum eine Vielzahl von Rändelkerben ausgebildet, wodurch eine Eingriffskraft entwickelt wird, wenn die Finger 44bb der Platte 44b in Kontakt damit gebracht werden.
Das Zugmedium 40 ist längs des Außenumfangs der Scheibe 44c angebracht. Im Innenumfang der Scheibe 44c sind Nockenflächen 44ca ausgebildet. Die Nockenflächen 44ca sind den Rändelkerben der Hülse 44a über die Finger 44bb der Platte 44b zugewandt. Die Platte 44b wird durch einen Trägheitskörper, durch Reibhaftung, durch einen oder mehrere Scherstifte, usw. gehalten, was eine Drehverzögerung bezüglich der Scheibe 44c und somit eine Phasendifferenz ergibt. Bei einem Beispiel ist die Platte 44b an dem Gehäuse 26 mit einer bestimmten Reibungskraft gehalten.
Wenn sich die Scheibe 44c des in 4 und 5 gezeigten Kupplungsmechanismus im Gegenuhrzeigersinn bezüglich der Platte 44b dreht, zwingen die Nockenflächen 44ca der Scheibe 44c die Finger 44bb zum Biegen zur Achse und zum Eingriff mit den Rändelkerben der Hülse 44a. Wie in 5 zu sehen ist, kommen dann die Finger 44bb zwischen die Innenfläche der Scheibe 44c und die Rändelkerben der Hülse 44a, so daß eine Drehung der Scheibe 44c auf die Gurtaufrollwelle 24 über die Finger 44bb und die Hülse 44a übertragen werden kann. Dadurch kann das Gurtband aufgewickelt werden.
Die Scheibe 44c in dem Kupplungsmechanismus 44 hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Spule 22. Das Zugmedium 40 ist im wesentlichen mit zwei Windungen um die äußere Umfangsfläche des Kupplungsmechanismus 44, d.h. die Scheibe 44c, gewickelt und dient als Mechanismus zur Erhöhung der Geschwindigkeit. Das Zugmedium 40 ist ein lineares Element oder ein Bandelement, besteht aus Metall oder dergleichen, hat eine vorgegebene Länge und Breite und ist beispielsweise ein Draht, ein Seil oder ein Kabel. Ein Ende des Zugmediums 40 ist an der äußeren Umfangsfläche der Scheibe 44c durch nicht gezeigte Haken, Schrauben, durch Punktschweißen, usw. festgelegt. Das Zugmedium 40 ist in mehreren Windungen, beispielsweise, wie in 1 gezeigt ist, im wesentlichen mit zwei Windungen, im Gegenuhrzeigersinn gewickelt, was in 2 gezeigt ist. Das andere Ende des Zugmediums 40 ist quer über den Bewegungselementkanal 38 geführt und in ein Klemmelement 46 eingeführt und darin festgelegt, das in einem Aufnahmeraum 26a des Gehäuses 26 schwenkbar angeordnet ist.
Das Klemmelement 46 ist ein langgestrecktes, am Umfang verlaufendes Element und hat eine Innenfläche, die einen Teil der Umfangsbahn 38b des Bewegungselementkanals 38 bildet, und eine Außenfläche, auf welcher ein Halteabschnitt 46a in Form einer Reihe von Zähnen für das Verhaken des Zugmediums 40 ausgebildet ist. Das untere Ende des Klemmelements 46 ist durch einen Stift 46b schwenkbar befestigt, während das obere Ende des Klemmelements 46 beweglich ist und wie ein Pendel schwingen kann.
Wie erwähnt, ist die Vielzahl von zylindrischen Drehelementen 36 in einer Reihe in dem geraden Bahnabschnitt 38a des Bewegungselementkanals 38 geführt, so daß sie in Kontakt miteinander stehen und sich frei drehen können. Wie aus 2 zu sehen ist, ist das obere Drehelement 36 zwischen der Seitenfläche des Klemmelements 46 und des Kupplungsmechanismus 44 positioniert. Das Zugmedium 40, das um den Kupplungsmechanismus 44 gelegt ist, steht in Kontakt mit der Seitenfläche des oberen Drehelements 36 und ist über die Hälfte von ihm herumgeführt und zwischen das Drehelement 36 und die Innenseite des Klemmelements 46 in die Außenfläche des Klemmelements 46 vom unteren Ende des Klemmelements 46 aus eingeführt. Das Zugelement 40 wird dann zwischen dem Halteabschnitt 46a des Klemmelements 46 und der Gehäuseinnenwand eingeklemmt und festgelegt.
Wenn ein starker Druck auf das untere Drehelement 36 in der Drehelementreihe über das austreibende Element 42 angelegt wird, wird der Druck auf das gegenüberliegende Drehelement 36 übertragen, so daß die Vielzahl von Drehelementen 36 als Ganzes in der Reihe in dem geraden Bahnabschnitt 38a des Bewegungselementkanals 38 bewegt werden kann. Wenn, wie in 6 gezeigt ist, sich die Drehelemente 36 als Reihe aus dem geraden Bahnabschnitt 38a in den Umfangskanal 38b bewegen, drückt das obere Drehelement 36 gegen das Zugmedium 40 und bewegt es längs der Umfangsbahn des Umfangskanals 38b, der zwischen dem Außenumfang des Kupplungsmechanismus 44 und dem Innenumfang des Gehäuses 26 gebildet wird. D.h., daß der Innenraum des Gehäuses 26 eine Umfangsnut hat, die von dem Außenumfang des Kupplungsmechanismus 44 in Verbindung mit dem geraden Bahnabschnitt 38b des Bewegungselementkanals 38 entsprechend der Anforderung gebildet wird. Die Drehelemente 36 bewegen sich längs der so gebildeten Umfangsnut.
Die beschriebene Ausführungsform funktioniert wie folgt: Wenn ein Insasse in dem Fahrzeug auf seinem Sitz das Gurtband trägt, befindet sich der Vorspanner 12 in dem in 2 gezeigten Ausgangszustand. Da in diesem Ausgangszustand die Finger 44bb der Platte 44b und der Hülse 44a voneinander beabstandet sind, besteht keinerlei Zuordnung des Kupplungsmechanismus 44 zu dem Vorspanner 12, auf dem das Gurtband durch die Aufnahmefedervorrichtung 11 abgewickelt und frei aufgewickelt wird.
Es sei angenommen, daß in diesem Ausgangszustand am Fahrzeug eine abrupte Verzögerung aufgrund einer Kollision oder dergleichen auftritt. Der Gasgenerator 32 erzeugt dann sofort ein Druckgas, welches dann in die Druckkammer 30 emittiert wird. Dadurch wird das austreibende Element 42 durch eine abrupte Druckkraft von unten beaufschlagt, was die Drehelementreihe als Ganzes zum plötzlichen Austreiben nach oben aus dem geraden Bahnabschnitt 38a des Bewegungselementkanals 38 veranlaßt.
Diese austreibende Kraft ist im Ausgangszustand größer als die Kraft des Zugmediums 40, mit welcher die Drehelementreihe gehalten wird. Gemäß 6 bewegt sich die Drehelementreihe zu dem Umfangskanal 38b, während sie gegen die Mitte des Zugmediums 40 drückt, welches sich über den Bewegungselementkanal 38 erstreckt. Insbesondere wird eine gerade Bewegung, welche die Bewegung der Drehelementreihe in dem geraden Kanal 38a erleichtert, in eine Umfangsbewegung längs der Umfangsbahn des Umfangskanals 38b überführt.
Nun ist ein Ende des Zugmediums 40 an dem Außenumfang der Scheibe 44c in dem Kupplungsmechanismus 44 befestigt, während sein anderes Ende mit wenigstens einer Windung um die Scheibe 44c gelegt und dann an dem Klemmelement 46 befestigt ist. Das Zugmedium 40 wird durch die Drehelementreihe unter Druck gesetzt, die dies in die Umfangsbewegung umsetzt und einen Abschnitt des Zugmediums, der an dem Außenumfang des Kupplungselements 44 angeordnet ist, um den drückenden Betrag einwikelt, d.h. die Länge, die das Zweifache der Bewegungsdistanz der Drehelementreihe ist. Dies ermöglicht es, daß die Scheibe 44c in dem Kupplungsmechanismus 44 um den Winkel gedreht wird, der dem Einwickelbetrag entspricht. Mit anderen Worten, das Zugmedium 40 verwendet die sogenannte "Brunnenkübel"-Weise zur Entwicklung der zweifachen geschwindigkeitserhöhenden Effekte, wodurch die Scheibe 44c, die den Außenumfang des Kupplungsmechanismus 44 bildet, mit erhöhter Geschwindigkeit in die Richtung gedreht wird, die in 6 durch einen Pfeil A veranschaulicht ist.
Dies erzeugt eine Abweichung in der Drehrichtung zwischen der Scheibe 44c und der Platte 44b, wodurch die Vielzahl von Nockenflächen 44ca an dem Innenumfang der Scheibe 44c dazu gebracht wird, sich zu verformen bzw. eine Vielzahl von Fingern 44bb der Platte 44b nach innen auszufahren. Die Finger 44bb greifen in die Hülse 44a ein, was zu einem Eingriff in den Kupplungsmechanismus 44 (siehe 5) führt. Als Folge ist der die Geschwindigkeit erhöhende Mechanismus (oder der Vorspanner 12), der durch das Zugmedium 40 dargestellt ist, mit der Gurtaufrollwelle 24 gekoppelt, um die Gurtaufrollwelle 24 ebenfalls in Richtung des Pfeils A zusammen mit der Drehung des Kupplungsmechanismus 44 zu drehen.
Wenn die Umfangsbewegung der Drehelementreihe fortschreitet, nimmt der Einwickelbetrag durch das Zugmedium 40 zu, was die Drehung der Gurtaufrollwelle 24 beschleunigt. Ein Drehmoment der Gurtaufrollwelle 24 führt zwangsweise zu einer Drehung der Aufnahmespule 22 für das Gurtband, die in Eingriff mit der Gurtaufrollwelle 24 steht, so daß das Gurtband in einer extrem kurzen Zeit aufgewickelt wird. Da der Außendurchmesser der Scheibe 44c in dem Kupplungsmechanismus 44 kleiner als der Außendurchmesser der Spule 22 ist, wie oben erwähnt, wird die Aufwickelgröße durch das Zugmedium 40 verstärkt, was zu einer Gurtbandaufwickelgröße wird.
Wenn der Gurtbandaufwickelvorgang abgeschlossen ist und danach das Gurtband abgewickelt wird, wenn sich der Insasse im Falle einer Kollision bewegt, wird die Aufnahmespule 22 dazu gebracht, sich in Gurtbandabwickelrichtung zu drehen. Diese Drehung wird auf die Gurtaufrollwelle 24 über die Hülse 44a übertragen, und die Welle 24 dreht sich dann in Gurtbandaufwickelrichtung. Nun hindert der Notfall-Arretiermechanismus den rechten Abschnitt der Welle 24 in 1 an einer Drehung in Gurtbandabwickelrichtung, wodurch der Torsionsstab 24a, wie oben beschrieben, zu einem Verdrehen und zu einer plastischen Verformung gebracht wird.
Wenn sich die Gurtaufrollwelle 24 in der Gurtbandabwickelrichtung dreht, dreht sich die Scheibe 44c, die mit der Gurtaufrollwelle 24 gekoppelt ist, in der entgegengesetzten Richtung, d.h. in 6 in Richtung des Pfeils B. Dies ermöglicht es, daß das Zugmedium 40 auf dem Außenumfang der Scheibe 44c aufgewickelt bzw. herumgewickelt wird, um die Drehelemente 46 in ihre Ausgangsposition über das Zugmedium 40 zurückzudrücken.
Wenn, wie in 7 gezeigt ist, die Drehelemente 36 weiter über die Anfangsposition der Drehelemente 36 von 2 hinaus zurückgedrückt werden, wird jede Vorspannkraft, die auf das Klemmelement 46 durch die Drehelemente 36 ausgeübt wird, aufgehoben, so daß das obere Ende des Klemmelements 46 verschwenkt werden kann, wodurch das Klemmelement 46 freikommt. Wenn das eine Ende des Zugmediums 40 seinen Eingriff mit dem Klemmelement 46 löst, wird die Drehung des Kupplungsmechanis mus 44 nicht mehr beschränkt, so daß jede weitere Drehung der Gurtaufrollwelle 24, die mit dem Kupplungsmechanismus 44 verbunden ist, möglich ist. Somit macht es die durch weiteres Verdrehen des Torsionsstabs 24a verursachte plastische Verformung möglich, im Falle einer auf den Insassen wirkenden Kollision Energie zu absorbieren.
Dadurch gibt das Sicherheitsgurtsystem dem Insassen auf dem Sitz durch Straffziehen des Gurtbandes in einer kurzen Zeit im Falle des Feststellens einer übermäßigen Beschleunigung Sicherheit und Freiheit, worauf eine Freigabe des festgezogenen Gurtbandes erfolgt.
Bei der in 10 und 11 gezeigten zweiten Ausführungsform mit dem modifizierten austreibenden Element ist der gerade Bahnabschnitt 38a für den Durchgang der Drehelemente 36 als Zylinder ausgebildet, während das austreibende Element 142 ein Kolben ist, der zur Aufrechterhaltung eines Gasdrucks zur Bewegung der Drehelemente dient. Dabei kann das austreibende Element 142 zur Erhöhung der Dichtungseigenschaft gegen eine Gasleckage in dem geraden Bahnabschnitt 38a verformt werden, wenn sich die Drehelemente 36 bewegen.
Das austreibende Element 142 in 10 ist zu einem Rechteck geformt, so daß es einem Zylinder mit einem rechteckigen Querschnitt entspricht, der einen Kolben in Form einer Platte 142a und ein Dichtungselement 142b aufweist. In der Mitte des Dichtungselements 142b ist ein Loch 142c ausgebildet. Dies soll den Außenumfang des Dichtungselements 142b im anfänglichen Montagezustand leicht nach innen verformen, so daß die Dichtheit an der inneren Umfangsfläche des geraden Bahnabschnitts 38a verbessert ist. Das Dichtungselement 142b kann ein federndes oder elastisches Material, wie Kautschuk oder Harz sein. Der Kolben 142a ist ein starres Element und besteht aus einem Material, wie Eisen oder hartem Kunststoff, das verglichen mit dem Material des Dichtungselements 142b starr ist.
Wie in 10 gezeigt ist, wird das Dichtungselement 142b im Ausgangszustand gegen das untere Drehelement 36 abgedichtet. Wenn jedoch ein Gasdruck erzeugt wird, wird der Kolben 142a nach oben in die Richtung des Pfeils Y von 11 gedrückt und liegt dichtend an dem Drehelement 36 an. Das Drehelement 36 hat an seinem unteren Abschnitt einen Bogen, was eine Kraftkomponente der hochdrückenden Kraft in seitliche Richtung erzeugt, so daß das Dichtungselement 142b in Richtung des Pfeils X in 11 erweitert wird und nach außen verformt wird. Dadurch wird das Dichtungselement 142b stärker gegen die Zylinderwandfläche gedrückt, wodurch die Gasabdichtung verbessert wird. Das durch das Dichtungselement 142b hochgedrückte Drehelement 36 bewegt sich in dem geraden Bahnabschnitt 38a nach oben.
Obwohl das austreibende Element bei der zweiten Ausführungsform sowohl den Kolben 142a als auch das Dichtungselement 142b aufweist, braucht das austreibende Element lediglich das Dichtungselement 142b wie bei der ersten Ausführungsform aufzuweisen. Das Loch 142c wird von dem Drehelement 36 abgeschlossen, da es die gleiche Funktion wie bei der vorliegenden Ausführungsform hat.
Bei der dritten Ausführungsform von 12 und 13 ist das austreibende Element 242 weiter modifiziert. Es hat einen Kolben 242a, einen Vorsprungsteil 242d mit einer Verjüngung, beispielsweise in Form eines Kegelstumpfes, und ein Dichtungselement 242b mit einem in der Mitte ausgebildeten Loch 242c. Der Vorsprungsteil 242d ist in der Mitte des Kolbens 242a ausgebildet und steht in Kontakt mit der Unterseite des Dichtungselements 242b. Der Innendurchmesser des Lochs 242c ist enger eingestellt als der Außendurchmesser der Basis des Vorsprungsteils 242d.
Wenn ein Gasdruck erzeugt wird, wird der Kolben 242a in
13 nach oben gedrückt, und der Vorsprungsteil 242d wird in das Loch 242c in dem Dichtungselement 242b zwangsweise ein geführt. Die geneigte Oberfläche des Vorsprungsteils 242d erlaubt es dem Dichtungselement 242b, sich zwangsweise in Richtung des Pfeils X in 13 zu erweitern, d.h. nach außen. Dies erhöht die Abdichtung des Dichtungselements 242b an der Zylinderwandfläche, wodurch die Gasabdichtung verbessert wird. Da das Dichtungselement 242b zwangsweise durch ein starres Element erweitert wird, kann eine zuverlässigere Abdichtung erwartet werden. Der Vorsprungsteil kann ein Pyramidenstumpf, beispielsweise mit einer dreieckigen oder einer viereckigen Grundfläche sein, wobei jeder Vorsprung mit einer Verjüngung die gleichen Effekte bewirkt.
Mit dem so gebauten Abdichtungsmechanismus wird die Abmessungsgenauigkeit und dergleichen nicht stark beeinträchtigt, um eine hohe Luftdichtigkeit zu erreichen, während es möglich ist, einen Gasdruck wirksam zu nutzen.
Bei der vierten Ausführungsform von 14 bis 20 mit einem weiter modifizierten Bewegungselement geht der Bewegungselementkanal 38 von der Druckkammer 30 aus, wobei der gesamte Kanal sich über dem Umfang des Kupplungsmechanismus 44 erstreckt. Dabei paßt ein einziges Bewegungselement 64 in Form eines gekrümmten Stabes, wie er in 17 gezeigt ist, der eine Innenfläche und eine Außenfläche hat, die zu einem Bogen geformt sind, und der einen rechteckigen Querschnitt hat, in den Bewegungselementkanal 38. Wie aus 18 zu sehen ist, ist an der Spitze des Bewegungselements 64 eine Nut 64a für den Eingriff mit dem Zugmedium 40 ausgebildet.
Das austreibende Element 62 liegt an dem vorderen Rand des Bewegungselements 64 an. Das austreibende Element 62 dient dazu, eine Gasleckage in einem Zylinderabschnitt 38a zu verhindern und das Bewegungselement 64 nach oben zu drücken. Das austreibende Element 62 hat eine Innenfläche und eine Außenfläche, die zu einem Bogen geformt sind, sowie einen rechteckigen Querschnitt. Wie aus 19 und 20 zu ersehen ist, hat das austreibende Element 62 eine Breite Wa, die etwas größer ist als die Breite Wb des Bewegungselementkanals 38 vor der Montage. Das austreibende Element 62 wird deshalb gegen die Kanalwand abgedichtet, wodurch die Dichtungseigenschaften verbessert werden.
Wie aus 15 zu sehen ist, bewegt der Gasdruck das Bewegungselement 64 aus der in 14 gezeigten Ausgangsstellung heraus, wobei das um die Scheibe gelegte Zugmedium 40 abgewickelt wird und die Scheibe dreht, wodurch der Kupplungsmechanismus 44 aktiviert wird. Die Scheibe und die Welle sind miteinander verbunden. Es ergibt sich die gleiche Funktion wie bei dem Vorspanner der vorstehend beschriebenen Ausführungen, so daß nicht näher darauf eingegangen wird.
In 14 und 15 ist das Klemmelement 46 nicht freigegeben. In 16 ist das Klemmelement 46 bereits gelöst. Ähnlich wie bei der Ausführungsform von 2 und 7 wird, wenn das Bewegungselement 64 in eine Position zurückgeführt wird, die unterhalb der Ausgangsposition liegt, jede auf das Klemmelement 46 durch das Bewegungselement 64 ausgeübte Vorspannkraft aufgehoben und das Klemmelement 46 freigegeben. Da das Zugmedium 40 entfernt ist, kann die Gurtaufrollwelle 42 frei drehen.
Die Vorspannung der erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist neu und verwendet einen einzigartigen Aufbau, bei welchem ein einziges Bewegungselement 64 oder eine Reihe von Bewegungselementen 36 mit einem geschwindigkeitssteigernden Mechanismus kombiniert ist, der durch das Zugmedium 40 in "Brunnenkübel"-Weise veranschaulicht ist. Deshalb ist ein geringerer Hub des Zylinders 38a für die Aufnahme des Bewegungselements bzw. der Bewegungselemente erforderlich. Als Folge kann die Größe des Vorspanners als Ganzes verringert werden, so daß der für die Montage am Fahrzeug erforderliche Raum ebenfalls reduziert wird. Außerdem ermöglicht die hervorragende Abdichtung durch das austreibende Element die Vereinfachung des Fertigungsprozesses des Bewegungselementkanals und eine Absenkung der Produktionskosten.
Bei der in 21 bis 31 gezeigten fünften Ausführungsform wird als Kanal 38 für die Drehelemente 36 in dem Vorspanner ein L-förmiges Rohr 70 verwendet. Das in 23 gezeigte L-förmige Rohr 70 hat ein zylindrisches Rohr 72 und ein rechteckiges Säulenrohr 74, wobei beide Rohre miteinander über einen Verengungsteil 76 verbunden sind. Der Verengungsteil 76 hat einen tief verengten oberen Abschnitt 76a und einen leicht verjüngten unteren Abschnitt 76b. Das Rohr 70 ist in einem Stück an dem Gehäuse 26 durch Schweißen oder dergleichen angebracht. Wie aus 21 zu sehen ist, deckt der Deckel 28 das Rohr 70 nicht ab, so daß die Abmessung des Gurtaufrollers, der sich in Längsrichtung der Gurtaufrollwelle 24 erstreckt, verringert werden kann. Der Gasgenerator 32 ist eingreifend in ein Ende 78 des Rohrs 72 eingesetzt und daran durch Verstemmen des Endes 78 angebracht. Der Gasgenerator 32 kann mittels Verschraubung oder durch Verwendung einer Kappe angebracht werden. Das Rohr 74 nimmt die Vielzahl von Drehelementen 36 auf dem austreibenden Element 42 auf. Das austreibende Element 42 ist ein gegen Hitze widerstandsfähiger, elastischer Körper.
Wie aus 24A und 24B zu sehen ist, ist der Außendurchmesser bzw. die seitliche Breite Wa des austreibenden Elements 42 etwas größer als der Innendurchmesser bzw. die seitliche Breite Wb des Rohres 74, d.h. Wa > Wb. Dadurch wird das austreibende Element 42 in abdichtenden Eingriff mit der Innenwand des Zylinders bzw. Rohrs 74 gebracht und eine Gasleckage verhindert.
Jedes der Drehelemente 36 ist, wie anhand von 8 beschrieben, zylindrisch, kann jedoch zur Gewichtsverringerung hohl sein, was in 25 gezeigt ist. Das obere Drehelement 36, das mit dem Zugmedium 40 in Eingriff kommt, kann eine Eingriffsnut 36a aufweisen, wie sie anhand von 9 beschrieben wurde.
Wie in 22 gezeigt ist, ist in dem Ausgangszustand ein Ende des Zugmediums 40 an dem Gehäuse 26 durch das Klemmelement 46 festgelegt. Das Klemmelement 46 ist an seinem. unteren Ende an dem Gehäuse 26 mittels einer Achse 46b drehbar gehalten. Der Außenumfang des Klemmelements 46 weist eine Vielzahl von Zähnen 46a auf, wodurch das Zugmedium 40 leicht an dem Gehäuse 26 festgelegt werden kann. Ein Ende 40a des Zugmediums 40 besteht aus Dünnguß, so daß die Vielzahl von Zähnen 46a des Klemmelements 46 leicht damit in Eingriff gebracht werden kann. Das eine Ende des Zugmediums 40 erstreckt sich längs des Außenumfangs des Klemmelements 46, um das Klemmelement 46 im Uhrzeigersinn zu drehen. Das Zugmedium 40 ist dann festgelegt.
Durch das L-förmige Rohr erhält man eine Kombination aus Gasgenerator und Drehelementkanal bzw. Drehelement-Aufnahmeteil, wodurch die Herstellung des Gehäuses 26 erleichtert wird. Außerdem kann die Größe des Vorspanners 12 verringert werden.
Bei dem in 26 bis 30 gezeigten Kupplungsmechanismus kommen Scherstifte 26ca zum Einsatz.
Der Kupplungsmechanismus 144 hat, wie in 26 gezeigt ist, eine Hülse 44a für das Einpassen in die Gurtaufrollwelle 24, eine Platte 144, die koaxial dazu fluchtend ausgerichtet ist und Finger 144bb hat, die der Rändelkerben aufweisenden Umfangsfläche der Hülse 44a zugewandt sind, sowie eine Scheibe 144c mit einem Nockenflächenteil auf ihrem Innenumfang, der in der Lage ist, die Finger 144bb aufzunehmen. Die Scherstifte 26ca sind auf der Wand des Gehäuses 26 vorgesehen, die den Kupplungsaufnahmeraum bilden. Die Scherstifte 26ca greifen in Löcher 144ca in der Scheibe 144c über Langlöcher 144bc in der Platte 144 ein. Die Scherstifte 26ca bestimmen die Position der Scheibe 144c. Im Ausgangszustand, in welchem der Vorspanner 12 nicht in Funktion ist, haben die Finger 144bb und die Rändelkerben auf der Hülse 44a einen Abstand voneinander, wie es in 27 zu sehen ist, so daß die Scheibe 144c und die Gurtaufrollwelle 24 nicht miteinander mechanisch gekoppelt sind. Wenn der Gasgenerator 32 ein Hochdruckgas erzeugt, um die Drehelemente 36 auszutreiben, wird das herumgelegte Spannelement bzw. Zugmedium 40 abgewickelt und dreht die Scheibe 144c in Richtung des Pfeils A in 28. Dabei werden die Scherstifte abgeschert und verzögern die Drehung der Scheibe 144c aufgrund ihrer Trägheit. Zwischen der Scheibe 144c und der Platte 144b ergibt sich eine Phasendifferenz, und die Nockenfläche der Scheibe 144c veranlaßt die Verformung der Vielzahl von Fingern 144b zu der Achse hin. Wie in 29 gezeigt ist, dreht sich die Scheibe 144c bezüglich der Platte 144b, wodurch die Vielzahl von Fingern der Platte 144b in die Vielzahl von Rändelkerben auf der Hülse 44a eingreift, so daß die Kupplung zu einer Verbindung für eine Drehung der Gurtaufrollwelle 24 führt. Der die Geschwindigkeit erhöhende Mechanismus, zu dem die Scheibe 144c, das Zugmedium 40 und die Drehelemente 36 gehören, beschleunigt und dreht, so daß die Gurtaufrollwelle 24 sich in Gurtbandaufwickelrichtung dreht, d.h. in 30 in Richtung des Pfeils A, so daß die Spule 22 das Gurtband aufnehmen kann.
Wenn das Gurtband auf diese Weise aufgewickelt ist und danach abgewickelt wird, wenn sich die Insassen im Falle einer Kollision bewegen, wird die Aufnahmespule 22 in der Gurtbandabwickelrichtung gedreht. Diese Drehung wird auf die Gurtaufrollwelle über die Hülse 44a übertragen und die Welle 24 ihrerseits in Gurtbandabwickelrichtung gedreht. Da nun der Notfall-Arretiermechanismus den in 25 rechten Abschnitt der Welle 24 an einer Drehung in Gurtbandabwickelrichtung hindert, wird der Torsionsstab 24a, wie erwähnt, verdreht und plastisch verformt.
Wenn sich die Gurtaufrollwelle 24 in Gurtbandabwickelrichtung dreht, dreht sich die mit der Gurtaufrollwelle 24 gekoppelte Scheibe 144c in entgegengesetzter Richtung, wodurch das Zugmedium 40 auf dem äußeren Umfang der Scheibe 144c aufgewickelt bzw. herumgelegt wird. Dadurch können die Drehelemente 36 in die Ausgangsstellung durch das Zugmedium 40 zurückgedrückt werden.
Wenn, wie in 31 zu sehen ist, die Drehelemente 36 über die in 22 gezeigte Anfangsstellung der Drehelemente 36 hinaus zurückgedrückt werden, wird jede auf das Klemmelement 46 durch die Drehelemente 36 ausgeübte Vorspannkraft aufgehoben, so daß das obere Ende des Klemmelements 46 in die Freigabestellung schwenken kann. Wenn der Eingriff zwischen dem einen Ende des Zugmediums 40 und dem Klemmelement 46 gelöst ist, behindert nichts mehr die Drehung des Kupplungsmechanismus 44, so daß ein weiteres Drehen der Gurtaufrollwelle 24 möglich ist, die mit dem Kupplungsmechanismus 44 gekoppelt ist.
Bei der in 32 bis 34 gezeigten sechsten Ausführungsform kommt ein modifiziertes Klemmelement zum Einsatz, bei welchem zum Lösen des Klemmelements das Hebelprinzip zur Anwendung gelangt.
Das in 32 gezeigte Klemmelement 48 ist V-förmig und ist mit seinem Mittelabschnitt an dem Gehäuse 26 durch die Achse 48b drehbar gehalten. In dem in 32 gezeigten Ausgangszustand und in dem in 33 gezeigten Arbeitszustand des Vorspanners liegt eine Last F an dem oberen Abschnitt des Klemmelements 48 durch die Drehelemente 36 an. Das Klemmelement 48 wird um die Achse 48b als Schwenkpunkt im Uhrzeigersinn geschwenkt, so daß die unteren Zähne 48a des Klemmelements 48 in das Zugmedium 40 (33) eingreifen.
Wenn das Gurtband abgewickelt und die Drehelemente 36 über die Anfangsstellung hinaus weiter zurückgedrückt werden, wird, wie in 34 gezeigt ist, jede Vorspannkraft auf das Klemmelement 48 durch die Drehelemente 36 aufgehoben, so daß das Klemmelement 48 in der Richtung gedreht wird, in der das gehaltene Zugmedium 40 freikommt, also in 34 im Gegenuhrzeigersinn. Das Zugmedium 40 ist dann frei von dem Klemmelement 48 und ermöglicht eine Drehung der Gurtaufrollwelle in der Gurtbandabwickelrichtung.
Bei der in 35 und 36 gezeigten siebten Ausführungsform wird dafür gesorgt, daß der von den Drehelementen 36 verursachte Schaden, die das Zugmedium 40 in die Radialrichtung drücken, weitgehend aufgehoben wird. Dafür wird längs des Bewegungselementkanals 38b der Innenfläche des Klemmelements 46 oder an dem Innenumfang des Gehäuses 26 eine Umfangsnut 26b ausgespart. Die Nut 26b nimmt das Zugmedium 40 auf, so daß die Drehelemente 36 in direkten Kontakt mit dem Bewegungselementkanal 38b bewegt werden können. Dadurch wird vermieden, daß das Zugmedium 40 sandwichartig zwischen den Drehelementen 36 und dem Bewegungselementkanal 38b eingeklemmt wird.
Bei der Ausgestaltung von 32 bis 34 ist die Nut 26b in dem Bewegungselementkanal 38b des Gehäuses 26 und in der Innenfläche des Klemmelements 48 ausgebildet. Dadurch werden ebenfalls eventuelle Schäden reduziert, die durch den. sandwichartigen Einschluß des Zugmediums 40 auftreten könnten.
Zur weiteren Verringerung solcher Schäden an dem Zugmedium kann die Nut 26b, wenn dies zweckmäßig ist, mit Harz, Kautschuk, einem Gel, usw. beschichtet werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung einer Beschädigung des Zugmediums 40 durch die Drehelemente 36 ist bei der in 37 gezeigten achten Ausführungsform ersichtlich. Dabei ist zwischen dem oberen Drehelement 36 und dem Zugmedium 40 ein stoßabsorbierendes Element 41 angeordnet, das jeden Stoß oder Ruck absorbiert, der auf das Zugmedium 40 durch die Drehelemente 36 ausgeübt wird, wenn diese aufgrund der durch Pulverzündung spontanen Gasexpansion herausgetrieben werden. Das stoßabsorbierende Element 41 besteht aus Harz, Gummi, usw..
38 und 39 zeigen in einer neunten Ausführungsform, wie die Drehbewegung der Drehelemente 36 stabilisiert werden kann. Dafür wird zwischen den Drehelementen 36 und dem Zugmedium 40 ein Zwischenelement 43 angeordnet. Das Zwischenelement 43 be steht aus einer bandförmigen dünnen Folie, mit welcher die Außenumfänge der Drehelemente in Kontakt stehen, und ist längs des Innenraums des Rohrs 47 und längs des Zugmediums 40 angeordnet. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, daß die Drehelemente sich weich in der Drehrichtung bewegen. Das Zwischenelement 43 besteht aus einem flexiblen, stoßabsorbierenden Material, beispielsweise aus einer Platte aus rostfreiem Stahl oder Stahl oder aus hochfestem Harz.
Bei der in 40 gezeigten zehnten Ausführungsform hat das austreibende Element 242 zwei elastische Abschnitte 242e an der Oberseite, d.h. der Drehelementseite des Dichtungselements 242b, die prismenförmig ausgebildet sind. Jeder elastische Abschnitt 242e besteht aus einem elastischen Material, wie Kautschuk, Kunststoff oder aus einem Harz, und weist zwei streifenförmige Vorsprünge auf, die parallel zueinander sind, so daß sie ein kreisförmiges Drehelement 36 aufnehmen können. Die elastischen Abschnitte 242e unterdrücken eine Bewegung der Drehelemente 36 in der Fahrzeugbewegungsrichtung aufgrund von Fahrzeugvibration und verhindert das Entstehen von Geräuschen.
Bei der in 41 und 42 gezeigten elften Ausführungsform ist längs des Außenumfangs des austreibenden Elements 342 eine Vielzahl von ringförmigen Vorsprüngen 342f ausgebildet, wobei der Außenumfang an der Innenfläche des Rohrs 74, also an dem Zylinderabschnitt, abdichtet. Wenn ein solches austreibendes Element 242 in den Zylinder des Rohrs 74 eingeführt ist, werden die ringförmigen Vorsprünge 342f zusammengedrückt und verformt, wodurch die Abdichtung zwischen dem austreibenden Element 342 und dem Zylinder gesteigert wird.
Das austreibende Element 442 der in 43 bis 45 gezeigten zwölften Ausführungsform hat ein Entgasungsloch. Wie in
43 gezeigt ist, hat das austreibende Element 442 ein Durchgangsloch 442g bzw. ein kleines Rohr, das zwischen der Oberseite und der Unterseite vorgesehen ist. In der Oberseite ist zwischen einem Drehelement 36 und der Öffnung des Durch gangslochs 442g ein Schlitz 442h ausgebildet, der einen Freiraum für das entweichende Restgas bildet.
Die Funktionsweise des austreibenden Elements 442 mit einem solchen kleinen Rohr wird anhand von 44 erläutert. Das austreibende Element 442 hat ein Dichtungselement 442b und ein oberes Element 442i. Das Dichtungselement 442b hat einen rohrförmigen Raum bzw. ein Durchgangsloch in Längsrichtung in seiner Mitte. Das obere Element 442i hat den Schlitz 442h in seiner Oberseite und bildet im Längsschnitt ein T-Profil mit einem rohrförmigen Vorsprung in der Mitte seiner Unterseite. Das Durchgangsloch bzw. das kleine Rohr 442g erstreckt sich über die Mitte des Schlitzes 442h hinaus zur Unterseite des Vorsprungs. Das obere Element 442i besteht beispielsweise aus einem hitzefesten Metall oder Kunststoff (Harz). Das Dichtungselement 442b besteht aus einem hitzefesten elastischen Material. Der rohrförmige Vorsprung wird eingreifend in das Durchgangsloch des Dichtungselements 442b geführt, wodurch ein fertig montiertes austreibendes Element 442 vorliegt, das mit dem kleinen Rohr versehen ist.
Die Funktion des kleinen Rohrs 442g ergibt sich aus 45. Wenn die Gurtaufrollwelle 24 verdreht ist und das Gurtband abgewickelt werden kann, bewegen sich die Drehelemente 36 in den Zylinder zurück. Wenn das austreibende Element 442 beginnt, sich in seine Ausgangsstellung zurückzubewegen, verhindert ein Restdruck des Verbrennungsgases in der Expansionskammer 30 die Rückkehr des austreibenden Elements 442. Damit eine glatte weiche Rückführung der Drehelemente 36 und des austreibenden Elements 442 gewährleistet ist, wird das Restgas zur Zylinderseite aus dem Entgasungsschlitz 442h für das kleine Rohr 442g des austreibenden Elements 442 abgeführt.
Bei der dreizehnten Ausführungsform von 46 ist der ein Rohr (22) verwendende Vorspanner mit dem austreibenden Element 142 von 10 kombiniert.
Für die Drehelemente 36 ist in dem Rohr 74 eine gerade Bahn vorgesehen, die einen Zylinder aufweist, in welchem das austreibende Element 142 als Kolben angeordnet ist. Wie bei der Ausgestaltung von 10 und 11, wird das austreibende Element 142 durch einen Gasdruck verformt, wodurch die Abdichtung gegen eine Gasleckage in der geraden Bahn 38a verbessert wird, durch die die Drehelemente 36 bewegt werden.
Wie aus 47A und 47B zu sehen ist, kann in dem Rohr das austreibende Element 242 gemäß 12 und 13 eingesetzt werden, welches einen vorspringenden Teil 242d in Form eines Kegelstumpfes hat, der sich in der Mitte des Kolbens 292a verjüngt. Die Verjüngung des Vorsprungs 242d ermöglicht die zwangsweise Erweiterung des Dichtungselements 242b von der Mitte nach außen, wodurch die Dichtfähigkeit gegen eine Gasleckage verbessert wird.
Es ist auch möglich, daß bei der vierten Ausführungsform von 14 bis 16 ein den Eingriff des Klemmelements 46 verbessernder Gußüberzug 40a an einem Ende des Zugmediums 40 ausgebildet ist.

Claims

Sicherheitsgurtsystem mit einem Gurtaufroller, der einen Vorspanner aufweist, wobei der Gurtaufroller die folgenden Elemente aufweist: – eine Gurtaufrollbasis (1), – eine Gurtaufrollwelle (24), die drehbar an der Gurtaufrollbasis (1) gelagert und in Gurtbandaufwickelrichtung vorgespannt ist, – ein Aufnahmegehäuse (2, 26), das an der Gurtaufrollbasis (1) angebracht ist, und eine Druckkammer (30) sowie einen Bewegungselementkanal (38) aufweist, der mit der Druckkammer (30) in Verbindung steht, – einen Gasgenerator (32) zum Erzeugen von Hochdruckgas in der Druckkammer (30), – eine Antriebseinrichtung (36, 40, 42), die von dem Gasgenerator (32) angetrieben wird, um die Gurtaufrollwelle (24) in Gurtbandaufwickelrichtung zu drehen, und – einen Kupplungsmechanismus (44), der die Antriebseinrichtung (36, 40, 42) mit der Gurtaufrollwelle (24) verbindet, – wobei die Antriebseinrichtung (36, 40, 42) ein austreibendes Element (42, 142), das von einem von dem Gasgenerator (32) erzeugten Gasdruck angetrieben wird und in dem Bewegungselementkanal (38) angeordnet ist, ein Zugmedium (40), dessen eines Ende an der Gurtaufrollbasis (1) und dessen anderes Ende an dem Kupplungsmechanismus (44) angebracht ist, und ein Bewegungselement (36, 64) aufweist, das durch das austreibende Element (42) so ausgetrieben wird, dass es gegen einen Teil zwischen den beiden Enden des Zugmediums (40) gedrückt wird, gekennzeichnet durch – ein schwenkbar gelagertes Klemmelement (46, 48) mit einer ersten Fläche, die einen Teil des Bewegungselementkanals (38) bildet, und mit einer zweiten Fläche, auf welcher ein Halteabschnitt in Form einer Reihe von Zähnen (46a, 48a) für das Verhaken des Zugmediums (40) gebildet ist, – wobei das Zugmedium (40) an der Gurtaufrollbasis (1) durch das Klemmelement (46, 48) gehalten wird.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungselementkanal (38) einen geraden Bahnabschnitt (38a), der sich in einer Tangentialrichtung der Gurtaufrollwelle (24) erstreckt, und einen Umfangsbahnabschnitt (38b) hat, der sich in Umfangsrichtung der Gurtaufrollwelle (24) zum Umschließen der Gurtaufrollwelle (24) erstreckt.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (46,48) in einem Aufnahmeraum (26a) des Aufnahmegehäuse (2) angeordnet ist und das Klemmelement (46) ein langgestrecktes Element ist, wobei die erste Fläche eine Innenfläche und die zweite Fläche eine Außenfläche des Klemmelements (46) ist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (48) ein V-förmiges Element ist, das mit seinem Mittelabschnitt an dem Gehäuse (26) auf einer Achse (48b) drehbar gelagert ist, wobei sein oberer Abschnitt mit dem Bewegungselement (36) in Kontakt bringbar ist, während sein unterer Abschnitt die mit dem Zugmedium (40) in Kontakt stehenden Zähne (48a) aufweist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (40a) des Zugmediums (40) aus Dünnguss besteht, so dass die Vielzahl von Zähnen (46a) des Klemmelements (46) leicht damit in Eingriff gebracht werden kann.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das austreibende Element (42) in dem geraden Bahnabschnitt (38a) aufgenommen ist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Umfangsbahnabschnitt (38b) in dem Aufnahmegehäuse (2) eine Umfangsnut (26b) zur Aufnahme des Zugmediums (40) ausgebildet ist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungselementkanal (38) einen Umfangsbahnabschnitt hat, der sich in Umfangsrichtung der Gurtaufrollwelle (24) zum Umschließen der Gurtaufrollwelle (24) erstreckt, und dass das Bewegungselement (64) eine gekrümmte Stange hat, die in dem Umfangsbahnabschnitt bewegbar ist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das austreibende Element (142) einen Kolben (142a), der einem von dem Gasgenerator erzeugten Gasdruck unterliegt, und ein Dichtungselement (142b) aufweist, das zwischen dem Kolben (142a) und dem Bewegungselement (36) angeordnet ist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (142b) aus einem federnden oder elastischen, verformbaren Material und der Kolben (142a) aus einem Material mit höherer Steifigkeit als das Dichtungselement (142b) hergestellt ist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (142b) in seiner Mitte ein Bohrloch aufweist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (242a) einen Vorsprung (242d) mit einer Verjüngung für den Eingriff mit dem Loch (242c) in dem Dichtungselement (242b) aufweist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein stoßabsorbierendes Element (41, 43) zwischen dem Bewegungselement (36) und dem Zugmedium (40).
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das stoßabsorbierende Element ein bandförmiges Zwischenelement (43) aufweist, das sich in Längsrichtung des Zugmediums (40) erstreckt.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen elastischen Körper (242e) zwischen dem austreibenden Element und dem Bewegungselement.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass längs des Außenumfangs des austreibenden Elements (342) ringförmige Vorsprünge (342f) ausgebildet sind.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das austreibende Element (442) ein Entgasungsloch aufweist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Entgasungsloch ein das austreibende Element in Bewegungsrichtung durchdringendes Durchgangsloch (442g) ist und dass sich ein Schlitz (442h) in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung erstreckt.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmegehäuse (2) ein an der Gurtaufrollbasis angebrachtes rohrförmiges Element (70) mit der Gasdruckkammer (30) und einem Teil (38a) des Bewegungselementkanals aufweist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Element (70) einen Teil (72) mit kreisförmigem Querschnitt für die Aufnahme des Gasgenerators (32) und einen Teil (74) mit rechteckigem Querschnitt für die Aufnahme wenigstens des austreibenden Elements (42) aufweist.