DE10119199A1 - Gurtstraffer - Google Patents

Abstract

Es wird ein Gurtstraffer mit einer Vorspannvorrichtung vorgeschlagen, bei der der vordere Endabschnitt des Rohres (11) sicher gehalten wird und die eine zuverlässige Funktionsweise gewährleisten kann. Das Rohr (11) der Vorspannvorrichtung ist mit einem Ausschnitt versehen, der sich nicht bis zu dem vordersten Ende des Rohres erstreckt. In das vorderste Ende des Rohres (11) ist ein Führungsblock (16) eingepasst, wobei das Rohr (11) und der Führungsblock (16) durch eine Schraube (22) zusammen an der Platte (21) befestigt sind. Der Abschnitt, an dem der Führungsblock (16) in das Rohr (11) eingepasst ist, kann eine hohe Festigkeit vorsehen und ist daher kaum in eine Richtung deformierbar. Die Schraube (22) kann gehärtet sein oder das Material für die Schraube (22) kann mit einer ausreichenden Stärke ausgewählt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtstraffer nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bzw. 2, und insbesondere einen Gurtstraffer mit einer Vorspannvorrichtung, die ein Rohr, einen an einem Ende des Rohres angeordneten Gasgenera­ tor, einen in dem Rohr vorgesehenen Kolben, in dem Rohr ange­ ordnete Kugeln, ein Vorspanngetrieberad und ein mit einem Spulenkörper verbundenes Getrieberad aufweist, wobei die Ku­ geln über den Kolben durch den durch den Gasgenerator erzeug­ ten Gasdruck bewegt und durch eine an dem anderen Ende des Rohres vorgesehene Kugelöffnung ausgeworfen werden, und wobei das Vorspanngetrieberad und das mit dem Spulenkörper verbun­ dene Getrieberad durch die ausgeworfenen Kugeln miteinander in Eingriff gebracht und gedreht werden, wodurch ein Sicher­ heitsgurt vorgespannt wird.

Kraftfahrzeuge sind normalerweise mit Sicherheitsgurtvorrich­ tungen zum Schutz der Fahrzeuginsassen bei starken Bremsvor­ gängen des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Eine solche Sicher­ heitsgurtvorrichtung kann eine Vorspannvorrichtung enthalten, die einen um einen Fahrzeuginsassen gelegten Sicherheitsgurt aufnimmt, um den Fahrzeuginsassen mit größeren Kräften zu­ rückzuhalten, wenn ein Unfall, wie beispielsweise ein Zusam­ menstoß von Kraftfahrzeugen, erfasst wird.

Es gibt verschiedene Arten von Vorspannvorrichtungen. Insbe­ sondere ist eine Vorspannvorrichtung bekannt, die ein Rohr, einen an einem Ende des Rohres angeordneten Gasgenerator, ei­ nen in dem Rohr vorgesehenen Kolben, in dem Rohr angeordnete Kugeln, ein Vorspanngetrieberad und ein mit einem Spulenkör­ per verbundenes Getrieberad aufweist, wobei die Kugeln über den Kolben durch den durch den Gasgenerator erzeugten Gas­ druck bewegt und durch eine an dem anderen Ende des Rohres vorgesehene Kugelöffnung ausgeworfen werden, und wobei das Vorspanngetrieberad und das mit dem Spulenkörper verbundene Getrieberad durch die ausgeworfenen Kugeln miteinander in Eingriff gebracht und gedreht werden, wodurch ein Sicher­ heitsgurt vorgespannt wird.

Fig. 3 ist eine Explosionsdarstellung eines Beispiels einer Sicherheitsgurtvorrichtung mit einer Vorspannvorrichtung die­ ser Art. Bei der in Fig. 3 dargestellten Vorspannvorrichtung handelt es sich um einen der Anmelderin bekannten Stand der Technik, wobei Einzelheiten dieser Vorspannvorrichtung, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich sind, weggelassen wurden.

Dieser Gurtstraffer weist einen Basisrahmen 1, einen in dem Basisrahmen aufgenommenen Spulenkörper 2 und einen auf den Spulenkörper 2 gewickelten Sicherheitsgurt (nicht darge­ stellt) auf. Die Drehung des Spulenkörpers 2 bewirkt das Auf- und Abwickeln des Sicherheitsgurtes. Der Spulenkörper 2 be­ sitzt einen Torsionsstab 3 als seine Achse, dessen eines Ende an einem Halter 6 über zwei Verriegelungsmechanismen 4, 5 gehalten ist.

An einem Ende des Spulenkörpers 2 ist ein Getrieberad 7 ange­ ordnet, das mit einem Getrieberad in einer Abdeckung 8 einer Rückspringfeder in Eingriff steht. Deshalb ist der Spulenkör­ per 2 durch eine Rückspringfeder in der Abdeckung 8 der Rück­ springfeder in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes vorge­ spannt.

Der Gurtstraffer mit dem obigen Grundaufbau ist mit einer Vorspannvorrichtung versehen. Nachfolgend wird nun die Kon­ struktion der Vorspannvorrichtung beschrieben. Die Vorspann­ vorrichtung weist ein Rohr 11 zwischen einer Vorspannabde­ ckung 9 und einer Vorspannplatte 10 auf, und ein Gasgenerator 12 ist an einem Ende des Rohres 11 angeordnet. In dem Rohr 11 sind eine Verschlussfeder 13, ein Kolben 14 und mehrere Ku­ geln 15 vorgesehen. In einem Randabschnitt in der Nähe seines anderen Endes besitzt das Rohr 11 einen Ausschnitt, und ein Führungsblock 16 ist in dieses andere Ende des Rohres 11 eingepasst.

Die Vorspannabdeckung 9 ist mit zwei Stiften 17 versehen, durch die ein Hohl- bzw. Ringgetrieberad 18 (das dem in den Ansprüchen definierten "Vorspanngetrieberad" entspricht) gehalten wird. Die vorderste Kugel 15a ist zwischen einem der Außenzähne 18a des Hohlgetrieberades 18 und einem Abschnitt der Innenwand des Rohres 11, der dem Ausschnitt zugewandt ist, gehalten.

Andererseits passt ein Kleinrad 20 (das dem in den Ansprüchen definierten "mit einem Spulenkörper verbundenen Getrieberad" entspricht) mit einem Getrieberad 19 des Spulenkörpers 2 zu­ sammen. Im Ruhezustand stehen das Hohlgetrieberad 18 und das Kleinrad 20 nicht miteinander in Eingriff. Wenn jedoch durch den Gasgenerator 12 Gas erzeugt wird, werden die Kugeln 15 durch den Gasdruck über den Kolben 14 vorgedrückt, so dass die Stifte 17 durch Kräfte von den Kugeln 15 geschert bzw. gebrochen werden, wodurch das Hohlgetrieberad 18 freigegeben wird und sich so zum Eingriff in das Kleinrad 20 bewegt, wie dies später im Detail beschrieben wird. In diesem Zustand wird das Hohlgetrieberad 18 durch die Kugeln 15 zum Drehen gebracht, um so über das Kleinrad 20 den Spulenkörper 2 zu drehen. Auf diese Weise wird der Sicherheitsgurt vorgespannt.

In einer Vorspannvorrichtung dieser Art sollte ein Rohr an einer Abdeckung der Vorspannvorrichtung befestigt sein. Das heißt, wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben ist, das Rohr 11 sollte zwischen der Vorspannabdeckung 9 und der Vor­ spannplatte 10 befestigt sein. Wenn die Vorspannvorrichtung betätigt wird, wird durch den Gasdruck eine große Kraft zum Bewegen der Kugeln ausgeübt, um den Sicherheitsgurt vorzu­ spannen. Es ist deshalb auch eine große Kraft erforderlich, das Rohr zu halten. Der obere Teil des Rohres 11 wird durch den oberen Abschnitt der Vorspannabdeckung 9 gehalten. Es ist aber ebenso erforderlich, das vordere Ende des Rohres 11 zu halten, an dem die Kugeln 15 ausgeworfen werden.

Zum Halten des vorderen Endes des Rohres 11 ist das vordere Ende des Rohres 11 beispielsweise infolge eines Druckprozes­ ses als flache Platte ausgebildet und mit einem T-förmigen Abschnitt 11a versehen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Vorspannabdeckung 9 und die Vorspannplatte 10 sind je­ weils mit Löchern zur Aufnahme des T-förmigen Abschnitts 11a versehen. Der T-förmige Abschnitt 11a wird in diese Löcher eingesetzt, um dadurch das vordere Ende des Rohres 11 zu hal­ ten.

Obwohl dieses Verfahren eine starke Sicherung gegen in der Zeichnungsansicht vertikale Kräfte vorsieht, ist es zur Si­ cherung gegen Querkräfte (Biegespannungen) schwach. Das heißt, der als flache Platte ausgebildete Abschnitt des Roh­ res wird leicht deformiert, so dass er den Sicherungseffekt nicht mehr bewirkt. Demzufolge besteht die Möglichkeit, dass die Funktion der Vorspannvorrichtung wegen der Verschiebung des Rohres 11 instabil wird.

In Anbetracht der oben ausgeführten Umstände liegt der vor­ liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gurtstraffer mit einer Vorspannvorrichtung vorzusehen, bei der das vordere Ende des Rohres sicher gehalten wird und die eine gleichblei­ bende Funktionsweise gewährleistet.

Gemäß einem ersten Aspekt der Vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch einen Gurtstraffer mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Gurtstraffer ist mit einer Vorspannvor­ richtung versehen, die ein Rohr, einen an einem Ende des Roh­ res angeordneten Gasgenerator, einen in dem Rohr vorgesehenen Kolben, in dem Rohr angeordnete Kugeln, ein Vorspanngetriebe­ rad und ein mit einem Spulenkörper verbundenes Getrieberad aufweist, wobei die Kugeln über den Kolben durch den durch den Gasgenerator erzeugten Gasdruck bewegt und durch eine an dem anderen Ende des Rohres vorgesehene Kugelöffnung ausge­ worfen werden, und wobei das Vorspanngetrieberad und das mit dem Spulenkörper verbundene Getrieberad durch die aus­ geworfenen Kugeln miteinander in Eingriff gebracht und ge­ dreht werden, wodurch ein Sicherheitsgurt vorgespannt wird. Der Gurtstraffer ist gekennzeichnet durch einen Führungs­ block, der in das andere Ende des Rohres eingepasst ist, um die ausgeworfenen Kugeln zu führen, und eine durch eine Abde­ ckung der Vorspannvorrichtung gehaltene Platte, wobei das Rohr und der Führungsblock durch ein Befestigungselement an der Platte befestigt sind.

Bei dieser Vorrichtung sind das Rohr, der Führungsblock und die Platte durch ein Befestigungselement (beispielsweise eine Schraube) zusammengehalten, und die Platte wird durch die Vorspannabdeckung gehalten. Der Abschnitt der Vorspannvor­ richtung, an dem das Rohr, der Führungsblock und die Platte zusammenpassen und aneinander befestigt sind, kann eine hohe Steifigkeit besitzen und wird daher kaum in irgendeine Rich­ tung deformiert, wodurch das Rohr sicher gehalten werden kann und daher die Funktionsweise der Vorspannvorrichtung stabili­ siert wird. Wenn eine Schraube, eine Niete oder ein Feder­ stift als Befestigungselement eingesetzt werden, kann das Be­ festigungselement gehärtet sein oder das Material für das Be­ festigungselement kann zum Erzielen einer ausreichenden Stär­ ke bzw. Festigkeit ausgewählt werden.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe durch einen Gurtstraffer mit den Merkmalen von Patentanspruch 2 gelöst.

Der Gurtstraffer weist eine Vorspannvorrichtung auf, welche einen Spulenkörper des Gurtstraffers dreht, um den Sicher­ heitsgurt im Notfall vorzuspannen. Diese Vorspannvorrichtung weist einen Gasgenerator, mehrere in einer Reihe angeordnete Kugeln, die durch das durch den Gasgenerator erzeugte Gas be­ schleunigt werden, ein Rohr zur Führung der Kugeln und ein Drehelement mit mehreren Antriebspunkten, das mit dem Spulen­ körper verbunden ist, wobei das Drehelement eine Antriebs­ kraft auf den Spulenkörper ausübt, indem die aus dem Ende des Rohres ausgeworfenen Kugeln mit den Antriebspunkten zusammen­ stoßen, auf. Die Vorspannvorrichtung ist weiter dadurch ge­ kennzeichnet, dass sie einen Führungsblock aufweist, der in das Ende des Rohres eingepasst ist und eine Führungsfläche zum Führen der Kugeln entlang des Drehelements aufweist.

Da die Führungsfläche des Führungsblockes den Durchgang für die Kugeln definiert, existiert nur ein passender Zwischen­ raum zwischen dem Rohr und dem Drehelement (dem Vorspannge­ trieberad). Dies kann die Möglichkeit einer unerwünschten Verschiebung des Vorspanngetrieberades zu dem Rohr ausschlie­ ßen, um so die Funktionsweise zu stabilisieren. Deshalb ge­ währleistet diese Anordnung das Ineinandergreifen des Vor­ spanngetrieberades und des mit dem Spulenkörper verbundenen- Getrieberades, um dadurch die Vorspann-Leistungseffizienz zu verbessern. Zur Bildung des Führungsblockes ist kein Biege­ verfahren erforderlich, so dass die Herstellkosten verringert werden und auch eine höhere Genauigkeit des Führungsblockes möglich ist.

Vorzugsweise ist der Gurtstraffer der vorliegenden Erfindung mit einem Energieabsorptionsmechanismus versehen, der den Spulenkörper nach und nach in die Abwickelrichtung des Si­ cherheitsgurtes dreht, wenn eine einen vorbestimmten Wert übersteigende Spannung auf den Sicherheitsgurt wirkt, wobei ein Teil des Führungsblockes deformiert oder weggebrochen werden kann, wenn der Energieabsorptionsmechanismus nach der Betätigung der Vorspannvorrichtung betätigt wird. Diese Kon­ struktion erleichtert den Auswurf der Kugeln aus dem Rohr.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung umfasst die Führungsfläche des Führungsblockes eine ers­ te Führungsfläche und eine zweite Führungsfläche, wobei die erste Führungsfläche kreisbogenförmig und im wesentlichen ko­ axial zu dem Drehelement bzw. dem Vorspanngetrieberad ausge­ bildet ist und die Kugeln bei der Funktionsweise der Vor­ spannvorrichtung auf diese erste Führungsfläche treffen, die zweite Führungsfläche in einer nach und nach von dem Vor­ spanngetrieberad weg laufenden Richtung verläuft, und die erste Führungsfläche eine hohe Steifigkeit und die zweite Führungsfläche eine niedrige Steifigkeit aufweist.

Die Kugeln treffen zuerst auf die kreisbogenförmige erste Führungsfläche, laufen dann weiter auf der zweiten Führungs­ fläche und werden danach aus dem Rohr ausgeworfen. Auch wenn die Kugeln auf die erste Führungsfläche stoßen, wird die ers­ te Führungsfläche wegen ihrer Kreisbogenform und ihrer hohen Steifigkeit nicht deformiert, so dass die Kugeln auf der ers­ ten Führungsfläche gleiten. Wenn eine Kugel während der Funk­ tion der Vorspannvorrichtung festklemmt, wird die zweite Füh­ rungsfläche durch die festgeklemmte Kugel und das Drehelement wegen ihrer geringen Steifigkeit eingedrückt und deformiert. Diese Deformation erzeugt einen Freiraum zum Freigeben der festklemmenden Kugel.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnah­ me auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung einer Vorspannvorrich­ tung, die ein Verfahren zur Befestigung des Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Hauptbestand­ teile der in Fig. 1 gezeigten Vorspannvorrichtung;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung eines Beispiels eines Gurtstraffers mit einer Vorspannvorrichtung;

Fig. 4 eine Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zur Befestigung eines Endabschnitts eines Rohres;

Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung zur Erläuterung der Funktionsweise der in Fig. 1 gezeigten Vorspannvor­ richtung;

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung, die den deformierten Zustand eines Führungsblockes bei einer in der in den Fig. 1 und 5 dargestellten Vorspannvorrichtung festgeklemmten Kugel zeigt;

Fig. 7(A) bis 7(E) Detailansichten des Führungsblockes der Vorspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung, wobei Fig. 7(A) eine Seitenansicht, Fig. 7(B) eine Vorderansicht, Fig. 7(C) eine Rückansicht,

Fig. 7(D) eine Ansicht von unten und Fig. 7(E) eine perspektivische Ansicht teilweise im Schnitt ist;

Fig. 8(A) und 8(B) jeweils Darstellungen von alternativen Ausführungsbeispielen des Verfahrens zur Befestigung des Rohres;

Fig. 9(A) bis 9(C) Ansichten zur Erläuterung weiterer Aus­ führungsbeispiele des Verfahrens zur Vermeidung des Festklemmens einer Kugel während eines Energie­ absorptionsbetriebs; und

Fig. 10(A) bis 10(D) Darstellungen zur Erläuterung weiterer Nachteile von herkömmlichen Vorspannvorrichtungen.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Vorspannvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zur Erläuterung eines Verfahrens zur Befestigung des Rohres; und Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung von Hauptbestandteilen dieser erfindungsgemäßen Vorspannvor­ richtung.

Die vorderste Kugel 15a wird durch einen Außenzahn 18a des Hohlgetrieberades 18, das durch die Stifte 17 gehalten wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, gehalten. Die anderen Ku­ geln 15 bleiben in dem Rohr 11, weil die vorderste Kugel 15a aufgehalten wird. Der Kolben 14 ist kugelförmig ausgebildet und steht mit der hintersten Kugel 15b in dem Rohr 11 in Kon­ takt. Der Kolben 14 ist durch die Feder 13 vorgespannt, um die Kugeln 15 in Richtung auf das vordere Ende des Rohres 11 zu schieben. Die Kugeln 15 sind vorzugsweise aus Stahl und der Kolben 14 aus Siliziumharz.

Das Rohr 11 weist einen Ausschnitt auf, der in einem Teil na­ he der Öffnung für die Kugeln 15 ausgebildet ist und in dem ein Teil des Hohlgetrieberades 18 angeordnet ist. In dem vor­ deren Ende des Rohres 11 ist ein Führungsblock 16 aus Alumi­ nium eingepasst. Der Führungsblock 16 ist über eine Schraube 22 an einer Trägerplatte 21 befestigt. Es wird darauf hinge­ wiesen, dass die Schraube 22 auch der Befestigung des Rohres 11 an der Trägerplatte 21 dient. Die Bezugsziffern 23 und 24 bezeichnen Abschnitte der Vorspannabdeckung 9, wobei der Ab­ schnitt 23 den oberen Abschnitt des Rohres 11 positioniert und der Abschnitt 24 einen Kugelaufnahmeabschnitt 25 bildet.

In diesem Zustand wird das Hohlgetrieberad 18 durch die in Fig. 3 gezeigten Stifte 17 gehalten, die Innenzähne 20b des Kleinrades 20 passen in das Getrieberad 19 der Spule bzw. des Spulenkörpers 2 und die Innenzähne 18b des Hohlgetrieberades 18 stehen mit keinem der Außenzähne 20a des Kleinrades bzw. Ritzels 20 in Eingriff. Deshalb hat die Vorspannvorrichtung in diesem Zustand keinen Einfluss auf die Drehung des Spulen­ körpers 2.

Wenn durch den Gasgenerator 12 Gas erzeugt wird, wird der Kolben 14 durch den Gasdruck vorgedrückt. Die Kraft auf den Kolben 14 wird auf die Kugeln 15 übertragen, so dass die vor­ derste Kugel 15a eine Kraft auf den Außenzahn 18a des Hohlge­ trieberades 18 ausübt. Als Ergebnis brechen die in Fig. 3 ge­ zeigten Stifte 17, um so das Hohlgetrieberad 18 freizugeben. Deshalb bewegt sich das Hohlgetrieberad 18 in Fig. 1 nach rechts unten, weil die Kugel 15a auf das Hohlgetrieberad 18 eine nach rechts unten gerichtete Kraft ausübt. Diese Bewe­ gung bringt die Innenzähne 18b des Hohlgetrieberades 18 mit den Außenzähnen 20a des Kleinrades 20 in Eingriff.

In diesem Zustand wird zwischen der Innenfläche des Rohres 11 und jedem Boden zwischen benachbarten Außenzähnen 18a des Hohlgetrieberades 18 ein Zwischenraum erzeugt, durch den die Kugel 15 gelangen kann. Die vorgeschobene Kugel 15 gelangt durch den Zwischenraum, während sich das Hohlgetrieberad 18 dreht, und fällt nach unten in den Kugelaufnahmeabschnitt 15. Dann drückt die nächste Kugel 15 auf einen weiteren Außenzahn 18a des Hohlgetrieberades 18, um so das Hohlgetrieberad 18 weiter zu drehen, und fällt anschließend ebenfalls nach unten in den Kugelaufnahmeabschnitt 25. Der Führungsblock 16 ist vorgesehen, um den Abstand zwischen dem Führungsblock 16 und den Böden zwischen benachbarten Außenzähnen 18a des Hohlge­ trieberades 18 gleichbleibend etwas größer als den Durchmes­ ser der Kugeln 15 zu erhalten. Das heißt, der Führungsblock 16 dient der Vergrößerung des Bereichs, in dem die Kugeln 15 mit dem Hohlgetrieberad 18 in Kontakt stehen.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, erstreckt sich der Ausschnitt nicht bis zu dem vordersten Ende des Rohres 11, in den der Führungsblock 16 eingepasst ist. Das Rohr 11 und der Füh­ rungsblock 16 sind zusammen durch die Schraube 22 an der Platte 21 befestigt. Der Abschnitt, in dem der Führungsblock 16 in das Rohr 11 eingepasst ist, kann eine hohe Steifigkeit vorsehen und wird daher kaum in eine Richtung deformiert. Die Schraube 22 kann gehärtet oder das Material für die Schraube 22 mit einer ausreichenden Stärke ausgewählt sein.

Die Platte 21 ist so konstruiert, dass sie einen im rechten Winkel gebogenen Abschnitt aufweist, wo das Rohr 11 und der Führungsblock 16 durch die Schraube 22 befestigt sind. Ein anderer Teil der Platte 21 verläuft parallel zu der in Fig. 3 gezeigten Abdeckung 9 der Vorspannvorrichtung und ist mit Festspannschrauben durch in Fig. 2 dargestellte Löcher direkt an der Vorspannabdeckung 9 befestigt, wenn die Vorspannabde­ ckung 9 und die in Fig. 3 gezeigte Vorspannplatte 10 befes­ tigt werden. Wenn die Platte 21 aus einem Material mit großer Festigkeit hergestellt ist, kann eine Deformation der Platte 21 vermieden werden. Es wird darauf hingewiesen, dass der in den Ansprüchen verwendete Ausdruck "Abdeckung der Vorspann­ vorrichtung" cer Kombination aus Vorspannabdeckung 9 und Vor­ spannplatte 10 entspricht.

Obwohl in dem obigen Ausführungsbeispiel eine Schraube 22 als Befestigungselement für die Befestigung des Rohres 11 und des Führungsblockes 16 verwendet wird, kann auch ein beliebiges anderes Befestigungselement eingesetzt werden. Beispielsweise kann auch eine Niete, ein Federstift oder ein Stab eingesetzt und dann durch Klebemittel befestigt werden.

Es wird nun ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung erläutert. Hierzu werden zunächst anhand der Fig. 10(A) bis 10(D) weitere Probleme bei herkömmlichen Vorspannvorrichtun­ gen von Gurtstraffern beschrieben.

(1) Konstruktion des Durchgangs für die Kugeln 15

Wie in Fig. 10(A) gezeigt ist, gibt es bei einer Krümmung ei­ nes vorderen Endabschnitts 11a des Rohres 11 nach innen Prob­ leme dahingehend, dass der Biegeprozess die Herstellkosten erhöht und/oder eine ausreichende Stabilität dieser Form kaum erzielt werden kann. Außerdem macht die Krümmung am vorderen Endabschnitt 11a des Rohres 11 die Befestigung des Rohres 11 schwierig.

(2) Funktionsstabilität des Hohlgetrieberades (Verbesserung der Vorspann-Leistungseffizienz)

Wie in Fig. 10(B) dargestellt ist, wird bei einer geraden Ausbildung des vorderen Endabschnitts des Rohres 11 ein Spalt S zwischen dem Rohr 11 und dem Hohlgetrieberad 18 erzeugt. Dieser Spalt S erlaubt eine Verschiebung des Hohlgetriebera­ des 18 zu dem Rohr 11, weil das Hohlgetrieberad 18 während des Betriebs der Vorspannvorrichtung frei ist. Als Ergebnis kann das Hohlgetrieberad 18 den Eingriff mit dem Kleinrad 20 verlieren, wodurch eine zuverlässige Kraftübertragung verlo­ ren gehen kann.

Andererseits ist es, wie dies in Fig. 10(C) gezeigt ist, bei einer Krümmung des vorderen Endabschnitts 11a des Rohres 11 durch einen Biegeprozess nach innen schwierig, eine hohe Maß­ genauigkeit des gebogenen Abschnitts zu erzielen, wodurch die Stabilität der Funktionsweise verloren gehen kann. Der vorde­ re Abschnitt 11a des Rohres 11 kann während des Betriebs bzw. der Funktion der Vorspannvorrichtung durch einen Stoß der Ku­ geln 15 in eine gerade Form deformiert werden, wie sie in Fig. 10(B) gezeigt ist, was zu einer Instabilität in der Fes­ tigkeit führt. Außerdem ist, gerade wie in dem in Fig. 10(A) gezeigten Fall, die Befestigung des Rohres 11 schwierig.

(3) Festklemmen einer Kugel während des Energieabsorptionsbetriebs

Wenn der vordere Endabschnitt 11a des Rohres 11 in Richtung des Pfeiles α deformiert wird, um ein Festklemmen einer Kugel während des Energieabsorptionsbetriebs zu vermeiden, wie dies in Fig. 10(D) dargestellt ist, kann der vordere Endabschnitt 11a während des Betriebs der Vorspannvorrichtung vor dem Energieabsorptionsbetrieb gerade gebogen werden. Dies ist un­ erwünscht, weil dieser Fall ähnlich zu dem oben unter Punkt (2) beschriebenen Fall ist. Außerdem ist die Befestigung des Rohres 11 schwierig.

Diese Probleme werden bei einem Gurtstraffer mit einer Vor­ spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden. Nachfolgend wird der Führungsblock der oben beschriebenen Vorspannvorrichtung anhand Fig. 7(A) bis 7(E) im Detail be­ schrieben.

Der Führungsblock 16 besitzt eine zylindrische Form, wobei sein oberes Ende schräg abgeschnitten ist, um eine Schrägflä­ che zu bilden. Diese Schrägfläche bildet die Führungsfläche des Führungsblockes 16. Diese Führungsfläche weist vorzugs­ weise eine erste Führungsfläche 164 und eine zweite Führungs­ fläche 163 auf, wie dies deutlich in Fig. 7(B) zu erkennen ist. Die erste Führungsfläche 164 ist an einem oberen Endab­ schnitt des Führungsblockes 16 mit einer Kreisbogenform und im wesentlichen koaxial zu dem Hohlgetrieberad 18 ausgebil­ det. Während des Betriebs der Vorspannvorrichtung treffen die aus dem Rohr 11 ausgeworfenen Kugeln 15 auf diese erste Füh­ rungsfläche 164 (siehe Fig. 7(E)). Die zweite Führungsfläche 163 ist flach und verläuft in einer sich allmählich bzw. nach und nach von dem Hohlgetrieberad 18 entfernenden Richtung.

Eine Seitenfläche 161 des Führungsblockes 16 weist eine Durchgangsöffnung 165 auf, die quer bzw. in Breitenrichtung zu der Führungsfläche verläuft. Wie deutlich in Fig. 7(A) zu sehen ist, ist die Durchgangsöffnung 165 durch Entfernen ei­ nes wesentlichen Bereichs unterhalb der zweiten Führungsflä­ che 163 ausgebildet. Wegen dieser Durchgangsöffnung 165 ist der größere Teil der zweiten Führungsfläche 163 dünn, um so die Festigkeit der zweiten Führungsfläche 163 zu verringern. Andererseits besitzt die erste Führungsfläche 164 eine hohe Steifigkeit, weil sie durch die Seitenwand des Führungsblo­ ckes 16 gestützt wird.

Weiter ist ein Gewindeloch 169 in dem Führungsblock 16 ausge­ bildet, das sich zwischen der in Fig. 7(C) gezeigten Rücksei­ te des Führungsblockes 16 und der Durchgangsöffnung 165 er­ streckt. Zur Befestigung des Führungsblockes an der Abdeckung der Vorspannvorrichtung wird die vorgenannte Schraube 22 in dieses Gewindeloch 169 eingeschraubt. In der Unterseite 167 des Führungsblockes 16 sind Nuten 167a ausgebildet, wie dies in Fig. 7(D) dargestellt ist.

Es wird nun anhand Fig. 5 und Fig. 6 die Wirkungsweise des oben beschriebenen Führungsblockes 16 näher erläutert. Dabei ist Fig. 5 eine Querschnittsansicht der Vorspannvorrichtung im Betrieb und Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht, die die De­ formation des Führungsblockes beim Festklemmen einer Kugel in der in Fig. 1 und Fig. 5 dargestellten Vorspannvorrichtung zeigt.

Wie oben erwähnt zeigt Fig. 5 einen Zustand, in dem durch den Gasgenerator 12 Gas erzeugt wird, der Kolben 14 durch den Gasdruck vorgedrückt wird und die Kugeln 15 durch die Kraft auf den Kolben 14 angetrieben werden, wodurch die Innenzähne 18b des Hohlgetrieberades 18 in die Außenzähne 20a des Klein­ rades 20 eingreifen. Die vorderste der durch den Kolben 14 vorgeschobenen Kugeln 15 wird aus dem Rohr 11 ausgeworfen, trifft auf die erste Führungsfläche 164 des Führungsblockes 16 und gleitet dann von der ersten Führungsfläche 164 weiter zu und entlang der zweiten Führungsfläche 163, um schließlich in den Kugelaufnahmeabschnitt 25 zu fallen.

Während des Durchlaufs der Kugeln 15 gleiten die Kugeln 15 normalerweise auf der ersten Führungsfläche 164 des Führungs­ blockes 16 wegen deren Kreisbogenform und hohen Steifigkeit. Im normalen Betriebszustand ist das Hohlgetrieberad 18 nicht zu dem Rohr 11 verschoben, weil der Durchgang für die Kugeln 15 durch die Führungsfläche des Führungsblockes 16 derart de­ finiert ist, dass kein Raum für eine solche Verschiebung zwi­ schen dem Rohr 11 und dem Hohlgetrieberad 18 existiert. Des­ halb kann das Ineinandergreifen des Hohlgetrieberades 18 und des Kleinrades 20 gewährleistet werden, wodurch die Vorspann- Leistungseffizienz verbessert wird.

Es wird nun die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorspann­ vorrichtung während des Energieabsorptionsbetriebs beschrie­ ben.

Während des Energieabsorptionsbetriebs, der in Fig. 6 veran­ schaulicht ist, dreht das Hohlgetrieberad 18 zusammen mit der Drehung des Spulenkörpers 2 im Uhrzeigersinn. Eine zu Beginn des Energieabsorptionsbetriebs in der Nähe der Öffnung des Rohres 11 positionierte Kugel 15 wird in das Rohr 11 zurück gedrückt. An dieser Stelle kann die Kugel 15 zwischen dem Führungsblock 16 und dem Außenzahn 18a des Hohlgetrieberades 18 festgeklemmt werden. In diesem Fall wird auf die zweite Führungsfläche 163 des Führungsblockes 16 durch die festge­ klemmte Kugel 15 und den Außenzahn 18a des Hohlgetrieberades 18 gedrückt. Da die Steifigkeit der zweiten Führungsfläche 163 gering ist, erzeugt die oben beschriebene Druckkraft eine Ausbuchtung oder Delle in der zweiten Führungsfläche 163, wie dies durch die strichpunktierten Linien in Fig. 6 angedeutet ist, um den Durchgang der Kugel 15 oder das Fallen der Kugel 15 in den Kugelaufnahmebereich 25 zu ermöglichen.

Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung die folgenden Abwandlungen des obigen Ausführungsbeispiels vorgenommen werden können.

In den Fig. 8(A) und 8(B) sind Darstellungen von alternativen Verfahren zur Befestigung des Rohres 11 gezeigt.

Fig. 8(A) zeigt einen Endabschnitt des Rohres 11 und der Platte 21, die aneinander durch eine Schweißnaht X befestigt sind.

Fig. 8(B) zeigt das Rohr 11, das mit einem Loch 11x versehen und durch eine Schraube 31 durch das Loch 11x an einem ande­ ren Element 30 befestigt ist. Alternativ kann anstelle der Schraube 31 auch eine Niete verwendet werden.

In den Fig. 9(A) bis 9(C) sind weitere Beispiele des Verfah­ rens zur Vermeidung des Festklemmens einer Kugel während des Energieabsorptionsbetriebs veranschaulicht.

Fig. 9(A) zeigt ein Verfahren, bei dem die festgeklemmte Ku­ gel 15 durch den Außenzahn 18a des Hohlgetrieberades 18 teil­ weise deformiert werden kann.

Anhand von Fig. 9(B) ist ein Verfahren veranschaulicht, bei dem im Gegensatz zu dem Verfahren von Fig. 9(A) der Außenzahn 18a des Hohlgetrieberades 18, der mit der festgeklemmten Ku­ gel 15 in Kontakt steht, deformiert wird.

Schließlich zeigt Fig. 9(C) ein Verfahren, bei dem das Hohl­ getrieberad 18 mit einer Feder 33 versehen ist und das Inein­ andergreifen von Hohlgetrieberad 18 und Kleinrad 20 durch die Kraft dieser Feder 33 gelöst werden kann.

Wie oben beschrieben worden ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Abschnitt, an dem das Rohr, der Führungsblock und die Platte zusammengepasst und miteinander befestigt sind, eine hohe Festigkeit aufweisen und deshalb kaum in eine Richtung deformiert werden. Dadurch kann das Rohr sicher gehalten werden, wodurch die Funktionsweise der Vorspannvor­ richtung stabilisiert wird.

Da die Führungsfläche des Führungsblockes den Durchgang für die Kugeln definiert, existiert nur ein passender Zwischen­ raum zwischen dem Rohr und dem Drehelement bzw. dem Vorspann- oder Hohlgetrieberad. Dies kann die Möglichkeit einer uner­ wünschten Verschiebung des Vorspanngetrieberades zu dem Rohr ausschließen, so dass die Funktionsweise der Vorspannvorrich­ tung stabilisiert wird. Deshalb stellt dies das Ineinander­ greifen des Vorspanngetrieberades und des mit dem Spulenkör­ per verbundenen Getrieberades sicher, wodurch die Vorspann- Leistungseffizienz verbessert wird.

Außerdem ist zur Bildung des Führungsblockes kein Biegepro­ zess erforderlich, so dass die Herstellkosten verringert und auch die Konstruktion stabilisiert werden können.

Claims (4)

1. Gurtstraffer,
mit einer Vorspannvorrichtung, die ein Rohr (11), einen an einem Ende des Rohres (11) angeordneten Gasgenerator (12), einen in dem Rohr (11) vorgesehenen Kolben (14), in dem Rohr (11) angeordnete Kugeln (15), ein Vorspahngetrieberad (18) und ein mit einem Spulenkörper (2) verbundenes Ge­ trieberad (20) aufweist,
wobei die Kugeln (15) über den Kolben (14) durch den durch den Gasgenerator (12) erzeugten Gasdruck bewegt und durch eine an dem anderen Ende des Rohres (11) vorgesehene Ku­ gelöffnung ausgeworfen werden, und
wobei das Vorspanngetrieberad (18) und das mit dem Spulen­ körper (2) verbundene Getrieberad (20) durch die ausgewor­ fenen Kugeln (15) miteinander in Eingriff gebracht und ge­ dreht werden, wodurch ein Sicherheitsgurt vorgespannt wird, gekennzeichnet durch
einen Führungsblock (16), der in das andere Ende des Roh­ res (11) eingepasst ist, um die auszuwerfenden Kugeln (15) zu führen, und
eine durch eine Abdeckung (9, 10) der Vorspannvorrichtung gehaltene Platte (21), wobei das Rohr (11) und der Füh­ rungsblock (16) durch ein Befestigungselement (22) an der Platte (21) befestigt sind.

2. Gurtstraffer,
mit einer Vorspannvorrichtung, welche einen Spulenkörper (2) des Gurtstraffers dreht, um den Sicherheitsgurt im Notfall vorzuspannen, wobei die Vorspannvorrichtung auf­ weist:
einen Gasgenerator (12);
mehrere in einer Reihe angeordnete Kugeln (15), die durch das durch den Gasgenerator (12) erzeugte Gas beschleunigt werden;
ein Rohr (11) zur Führung der Kugeln (15); und
ein Drehelement (18) mit mehreren Antriebspunkten (18a), das mit dem Spulenkörper (2) verbunden ist, wobei das Drehelement (18) eine Antriebskraft auf den Spulenkörper (2) ausübt, indem die aus dem Ende des Rohres (11) ausge­ worfenen Kugeln (15) mit den Antriebspunkten (18a) zusam­ menstoßen, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorspannvorrichtung weiter einen Führungsblock (16) aufweist, der in das Ende des Rohres (11) eingepasst ist und eine Führungsfläche zum Führen der Kugeln (15) entlang des Drehelements (18) aufweist.

3. Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Energieabsorptionsmechanismus, der den Spulenkörper (2) nach und nach in die Abwickelrichtung des Sicherheits­ gurtes dreht, wenn eine einen vorbestimmten Wert überstei­ gende Spannung auf den Sicherheitsgurt wirkt, wobei ein Teil des Führungsblockes (16) deformiert oder weggebrochen wird, wenn der Energieabsorptionsmechanismus nach der Be­ tätigung der Vorspannvorrichtung betätigt wird.

4. Gurtstraffer nach Anspruch 2 oder Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche eine erste Führungsfläche (164) und eine zweite Führungsfläche (163) aufweist,
wobei die erste Führungsfläche (164) kreisbogenförmig und im wesentlichen koaxial zu dem Drehelement (18) ausgebil­ det ist und die Kugeln (15) bei Betrieb der Vorspannvor­ richtung auf die erste Führungsfläche (164) treffen,
wobei die zweite Führungsfläche (163) in einer nach und nach von dem Drehelement (18) weg laufenden Richtung ver­ läuft, und
wobei die erste Führungsfläche (164) eine hohe Steifigkeit und die zweite Führungsfläche (163) eine niedrige Steifig­ keit aufweist.