DE102004002428A1 - Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurtaufroller - Google Patents
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Abstract
Ein Gurtstraffer (10) für einen Sicherheitsgurt, mit einem Gehäuse (12), in welchem ein Kolben (14) verschiebbar ist, und einer Abströmöffnung (26), ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung in der Wandung des Gehäuses (12) angeordnet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt, mit einem Gehäuse, in welchem ein Kolben verschiebbar ist, und einer Abströmöffnung.
- Ein solcher Gurtstraffer ist aus der
DE 297 10 011 bekannt. Der Kolben ist unter der Wirkung von Druckgas, das von einem Gasgenerator nach seiner Aktivierung erzeugt wird, im Gehäuse aus einer Ausgangsstellung entlang einem Betätigungshub verstellbar. Diese Bewegung des Kolbens wird durch eine am Kolben angebrachte Verzahnung und ein in diese eingreifendes Ritzel, das mit einer Gurtspule verbunden ist, auf die Gurtspule übertragen. Die Drehung der Gurtspule dient dazu, die sogenannte Gurtlose aus dem Sicherheitsgurtsystem zu entfernen. Bei dem bekannten Gurtstraffer ist die Abströmöffnung im Boden des Kolbens angeordnet. Sie dient dazu, den im Gehäuse des Gurtstraffers vorhandenen Druck abzubauen, der vorhanden ist, nachdem der Kolben seinen Betätigungshub zurückgelegt hat. Ein eventuell vorhandener Druck würde einer Rückbewegung des Kolbens entgegenwirken. Diese Rückbewegung des Kolbens ist jedoch dann wünschenswert und notwendig, wenn im Anschluß an die Gurtstraffung eine Rückdrehung der Gurtspule erfolgt, bei der zum Zwecke der Kraftbegrenzung Sicherheitsgurt freigegeben wird. - Nachteilig bei dem bekannten Gurtstraffer ist, daß auch während des Betätigungshubes ein gewisser Teil des Druckgases durch die Abströmöffnung entweicht. Dieser Verlust verringert die Straffleistung.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gurtstraffer der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine höhere Straffleistung erreicht wird.
- Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß bei einem Gurtstraffer der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Abströmöffnung in der Wandung des Gehäuses angeordnet ist. Auf diese Weise ist zusammen mit dem Kolben ein „Schieberventil" gebildet. Wenn sich der Kolben in der Ausgangsstellung befindet, liegt die Abströmöffnung „hinter" dem Kolben. Obwohl die Abströmöffnung als solche unverschlossen ist, kann kein Druckgas entweichen. Erst wenn der Kolben vom Druckgas so weit verstellt wurde, daß er die Abströmöffnung freigegeben hat, kann das Druckgas durch die Abströmöffnung ausströmen. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die dem Gasgenerator zugewandte Seite des Kolbens im wesentlichen druckfrei ist, nachdem der Kolben seinen Betätigungshub zurückgelegt hat. Somit kann der Kolben, beispielsweise bei einer Rückdrehung der Gurtspule zum Zwecke der Kraftbegrenzung, ohne Widerstand hin zu seiner Ausgangsstellung bewegt werden.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gurtstraffer; -
2 in vergrößertem Maßstab den Ausschnitt II von1 ; -
3 einen Querschnitt durch das Gehäuse des Gurtstraffers auf der Höhe der Abströmöffnung; - die
4 bis9 verschiedene Ausführungsvarianten der Abströmöffnung; und -
10 ein Diagramm des Querschnitts der Abströmöffnung sowie des durch die Abströmöffnung ausströmenden Volumens über der Zeit. - In
1 ist ein Gurtstraffer10 gezeigt, der ein Gehäuse12 aufweist, in welchem verschiebbar ein Kolben14 angeordnet ist. Der Kolben14 weist einen Kolbenboden16 sowie auf seiner Außenseite eine Verzahnung18 auf. Im Bereich des Kolbenbodens16 ist eine Dichtung19 vorgesehen, die zusammen mit der Wandung des Gehäuses12 einen Druckraum auf der bezüglich1 linken Seite des Kolbens14 abgrenzt. In die Verzahnung18 greift ein Ritzel20 ein, welches mit einer Gurtspule eines Gurtstraffers gekoppelt ist. Die Verzahnung18 und das Ritzel20 dienen dazu, eine translatorische Verstellung des Kolbens14 im Inneren des Gehäuses12 in der Richtung des Pfeils P in eine Drehung der Gurtspule umzusetzen. Eine Bewegung des Kolbens14 im Inneren des Gehäuses12 wird hervorgerufen durch Druckgas, das von einem Gasgenerator22 erzeugt wird. Dieses wirkt nach Zündung des Gasgenerators auf die Bodenfläche16 des Kolbens ein, der sich aus einer Ausgangsstellung, in der sich der Kolbenboden16 am bezüglich1 linken Ende des Gehäuses12 befindet, nach rechts verschoben wird. - In der Wandung des Gehäuses
12 ist eine Abströmöffnung26 ausgebildet. Dies besteht aus einem Abschmelzabschnitt28 (siehe3 ), der einen vergleichsweise engen Querschnitt hat, und einem Ausströmabschnitt30 , der einen sehr viel größeren Querschnitt als der Abschmelzabschnitt28 hat. Die Abströmöffnung26 ist am Gehäuse12 in vergleichsweise großem Abstand vom Gasgenerator22 angeordnet, so daß der vom Gehäuse12 und dem Kolben14 zusammen mit seiner Dichtung24 gebildete, sich während des Betätigungshubes vergrößernde Druckraum erst dann die Abströmöffnung26 erreicht, wenn die Dichtung24 die Abströmöffnung „überfährt", also der Kolben14 bereits den Großteil seines Betätigungshubes zurückgelegt hat. Erst dann kann das im Druckraum vorhandene Druckgas durch die Abströmöffnung ausströmen. Dies bedeutet umgekehrt, daß vorher keinerlei Druckverluste auftreten, wodurch eine hohe Straffleistung gewährleistet ist. - Die Abströmöffnung
26 ist so ausgestaltet, daß das heiße, mit hoher Geschwindigkeit durch sie hindurchströmende Druckgas das Material am Rand des Abschmelzabschnittes28 der Abströmöffnung26 abschmilzt, so daß der Querschnitt des Abschmelzabschnittes28 und damit der Abströmöffnung26 sehr schnell auf das mindestens drei- bis sechsfache des ursprünglichen Querschnittes ansteigt. - In
4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Abströmöffnung26 in einem separaten Materialeinsatz32 gebildet ist, der an der Wandung des Gehäuses12 befestigt ist. Auf diese Weise kann das Material, in welchem die Abströmöffnung26 gebildet ist, optimal an das gewünschte Abschmelzverhalten angepaßt werden. - In den
5 und6 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Abströmöffnung26 unmittelbar im Material der Wandung des Gehäuses12 ausgeführt ist. Dieses Material ist vorzugsweise eine Metall-Druckgußlegierung. Besonders geeignet ist ein Werkstoff mit geringem Schmelzpunkt wie Zink. Dies gewährleistet, daß sich die Abströmöffnung sehr schnell vergrößert und der Druck im Druckraum entsprechend schnell abgebaut wird. - In den
5 und6 sind weitere Ausführungsformen der Abströmöffnung gezeigt. Der Abschmelzabschnitt28 hat bei beiden Ausführungsformen einen Durchmesser von etwa 1 mm, wobei die Länge z des Abschmelzabschnittes etwa 0,4 mm beträgt. Bei der Ausführungsform von5 ist der Abschmelzabschnitt28 konisch ausgeführt, wobei sich der Konus nach außen hin erweitert. Der Kegelwinkel β beträgt weniger als 30°. Der Übergang zwischen dem Abschmelzabschnitt28 und dem Ausströmabschnitt30 ist ebenfalls kegelig ausgeführt, wobei der Winkel α etwas geringer als 170° ist. Der Durchmesser des Ausströmabschnittes30 beträgt deutlich mehr als das Dreifache des Durchmessers des Abschmelzabschnittes28 . - Wenn das heiße Druckgas durch den Abschmelzabschnitt
28 hindurchströmt, schmilzt sein Durchmesser innerhalb sehr kurzer Zeit, insbesondere schneller als innerhalb von 20 ms, auf einen Durchmesser von ca. 2,7 mm auf. Dies gewährleistet, daß bei einer Rückbewegung des Kolbens14 der Restdruck ohne großen Widerstand entweichen kann, so daß eine Kraftbegrenzungsfunktion nicht beeinträchtigt ist. - In den
8 und9 sind zwei weitere Ausführungsformen gezeigt. Diese unterscheiden sich von den vorhergehenden Ausführungsformen durch eine Materialanhäufung32 , die in der Form eines Bundes hin zum Ausströmabschnitt30 hervorsteht. Der Abströmabschnitt28 wird hier mit einem sehr kleinen Durchmesser von beispielsweise 0,2 mm ausgeführt. Dies führt dazu, daß zu Beginn der Durchströmung durch die Abströmöffnung26 sich der Querschnitt nur langsam erweitert, da durch die Materialanhäufung32 zunächst sehr viel Material abgeschmolzen werden muß. Sobald dies jedoch geschehen ist, erfolgt der Übergang zu einem dünneren Materialquerschnitt, so daß dann die Querschnittszunahme schneller erfolgt. Auf diese Weise kann die Änderung des Gesamtquerschnittes so eingestellt werden, daß beispielsweise in den ersten 5 ms der Druck vergleichsweise langsam entweicht und anschließend es zu einem größeren Druckabfall kommt. - In
10 ist ein Diagramm dargestellt, in welchem der Querschnitt Q der Abströmöffnung, insbesondere definiert durch den Querschnitt des Abschnitts28 , sowie des durch die Abströmöffnung26 ausströmenden Volumens V gezeigt ist. Es ist deutlich zu sehen, daß nach 5 ms die Querschnittszunahme ansteigt, so daß ein überproportional ansteigender Volumenstrom erhalten wird. - Gemäß einer nicht dargestellten Weiterbildung können auch zwei oder mehr Abströmöffnungen verwendet werden.
Claims (10)
- Gurtstraffer (
10 ) für einen Sicherheitsgurt, mit einem Gehäuse (12 ), in welchem ein Kolben (14 ) verschiebbar ist, und einer Abströmöffnung (26 ), dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung in der Wandung des Gehäuses (12 ) angeordnet ist. - Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung (
26 ) so angeordnet ist, daß sie vom Kolben (14 ) verschlossen ist, solange dieser nicht einen bestimmten Anteil seines Hubes zurückgelegt hat. - Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung (
26 ) in einem Material ausgebildet ist, das durch das zum Verstellen des Kolbens verwendete Druckgas abschmelzbar ist. - Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung (
26 ) in einem Materialeinsatz ausgebildet ist. - Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung (
26 ) unmittelbar in dem Material des Gehäuses (12 ) ausgebildet ist. - Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnung (
26 ) aus einem engen Abschmelzabschnitt (28 ) und einem weiteren Ausströmabschnitt (30 ) besteht. - Gurtstraffer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschmelzabschnitt (
28 ) sich nach außen konisch erweitert. - Gurtstraffer nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschmelzabschnitt (
28 ) einen in den Ausströmabschnitt (30 ) hineinragenden Bund (32 ) aufweist. - Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Abströmöffnung (
26 ) umgebende Material ein Druckgußmaterial ist. - Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (
14 ) mit einer Ausströmöffnung versehen ist, die in einem einstückig mit diesem ausgebildeten Abschnitt angeordnet ist.
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