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Die
Erfindung betrifft einen Gurtstraffer mit einem Gehäuse, einem
Druckraum, einem Druckanschluß und
einem Kolben, der in dem Druckraum verstellbar ist.
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Gurtstraffer
sollten im Auslösefall
eine Gurtspule in der Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes beaufschlagen,
um die sogenannte Gurtlose aus dem Sicherheitsgurtsystem zu beseitigen.
Weit verbreitet sind sogenannte pyrotechnische Gurtstraffer, bei
denen eine Druckgaspatrone vorgesehen ist, die nach Aktivierung
unter Druck stehendes Gas freisetzt. Dieses Gas beaufschlagt den
Kolben, der sich daraufhin in einem Druckraum verstellt. Die Bewegung
des Kolbens wird auf die Gurtspule übertragen.
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Allgemein
stellt sich bei Gurtstraffern das Problem, daß Strömungsverluste auftreten. Aufgrund dieser
Strömungsverluste
wird die Leistung verringert, da der Kolben mit nachlassendem Druck
beaufschlagt wird. Um eine hohe Straffleistung über die gesamte Kolbenbewegung
zu erhalten, ist ein effizientes Abdichtungssystem wünschenswert.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gurtstraffer mit einer
kostengünstigen
und platzsparenden Dichtung herzustellen.
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Zu
diesem Zweck ist bei einem Gurtstraffer der eingangs genannten An
eine Dichtung vorgesehen, die bei einer Verstellung des Kolbens
in einen Spalt zwischen dem Kolben und einer Wandung des Druckraums
gelangen kann, so daß sie
dort abdichtet. Erst beim Verstellen des Kolbens wird die Dichtung
in den Spalt zwischen dem Kolben und der Wandung bewegt; vor der
Verstellung des Kolbens befindet sich die Dichtung im Druckraum,
in dem sich der Kolben später
verstellen wird, jedoch noch nicht im Spalt zwischen dem Kolben
und der Wandung des Kolbens. Dies ermöglicht, die Dichtung bei der
Montage auf der dem Gasgenerator abgewandten Seite des Kolbens in
den Druckraum lediglich einzubringen oder dort zu montieren; sie
muß also
nicht, wie im Stand der Technik, im engen Raum zwischen dem Kolben
und der Wandung des Druckraums angebracht werden, beispielsweise
wie bei bekannten O-Ring-Dichtungen.
Auch ist es sehr viel einfacher, den Kolben ohne Dichtung, insbesondere
ohne O-Ring, in den Druckraum einzubringen als im Stand der Technik.
Die erfindungsgemäße Dichtung
kann dagegen einfach und schnell im Druckraum montiert werden, wodurch
eine Kostenersparnis möglich
ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der bevorzugten Ausführüngsform beschrieben,
die in den Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Gurtaufrollers mit einem erfindungsgemäßen Gurtstraffer,
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2 eine
Ansicht des Gurtstraffers,
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3 eine
Explosionsansicht des Gurtstraffers,
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4 eine
Schnittansicht eines Druckraumes in einer ersten Ausführungsform
entlang der Linie IV-IV in 2 in einer
Ausgangsposition,
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5 eine
Schnittansicht des Druckraumes des Gurtstraffers gemäß 4 in
einer Endposition,
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6 einen
vergrößerten Ausschnitt
des mit X bezeichneten Bereichs in 5,
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7 eine
Ansicht des Gurtstraffers mit einer Bremse in einer Ausgangsstellung,
wobei die Bremse in einer ersten Ausführungsform gezeigt ist,
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8 eine
Ansicht des Gurtstraffers gemäß 7 in
einer Sperrstellung,
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9 eine
Ansicht des Gurtstraffers mit einer Bremse in einer Ausgangsstellung,
wobei die Bremse in einer zweiten Ausführungsform gezeigt ist,
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10 eine
Schnittansicht des erfindungsgemäßen Druckraumes
gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
und
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11 eine
Schnittansicht des erfindungsgemäßen Druckraumes
gemäß einer
dritten Ausführungsform.
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In 1 ist
ein Gurtstraffer 10 gezeigt, der an einem Rahmen 12 eines
Gurtaufrollers 14 angeordnet ist. Der Gurtstraffer 10 dient
dazu, im Bedarfsfall eine Gurtspule 16 des Gurtaufrollers 14 in
eine Gurtbandaufwickelrichtung anzutreiben.
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Der
Gurtstraffer 10 weist einen Gasgenerator 18 auf,
welcher nach Aktivierung ein Druckgas erzeugen kann, das einen Drehkolben 20 beaufschlagen kann,
wobei der Drehkolben 20 in einen ringförmigen Druckraum 22 eingreift,
in dem er sich auf einer Kreisbahn mit konstanter Breite B (5)
bewegen kann.
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Der
Druckraum 22 besteht aus einem kreiszylinderförmigen Gehäuse 24,
das an einer Platte 26 des Gurtstraffers 10 angeordnet
ist und von einem Deckel 28 verschlossen ist. Die Platte 26 kann
am Rahmen des Gurtaufrollers 14 angeordnet sein. Die Befestigung
des Deckels 28 an dem Gehäuse 24 und an der
Platte 26 erfolgt dabei mittels Befestigungsmitteln 30.
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Ein
Verbindungselement 32, das sich in der Mitte des ringförmigen Druckraumes 22 befindet, stellt
die Verbindung zwischen dem Gurtstraffer 10 und der Gurtspule 16 her
(4). Das Verbindungsmittel 32 ist dabei über einen
Fortsatz mit dem Drehkolben 20 verbunden und kann so eine
Bewegung des Drehkolbens 20 auf die Gurtspule 16 übertragen.
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Der
Druckraum 22 weist eine Trennwand 33 auf, wobei
auf der einen Seite der Trennwand 33 ein Druckanschluß 34,
der die Verbindung zwischen dem Gasgenerator 18 und dem
Druckraum 22 herstellt, und auf der entgegengesetzten Seite
der Trennwand 33 ein Auslaß 36 vorgesehen ist,
der eine Verbindung zu einem Stellkolben 40 herstellt,
auf den im weiteren eingegangen wird.
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Im
Druckraum 22 ist eine Dichtung vorgesehen, die unterschiedlich
ausgebildet sein kann. In der Ausführungsform gemäß den 4 bis 6,
die im Folgenden erläutert
wird, ist die Dichtung ein nicht-gasförmiges Fluid 37, das
an der vom Druckanschluß 34 abgewandten
Seite des Drehkolbens 20 angeordnet ist. Der Drehkolben 20 weist
einen pyramidenförmigen
Leitkörper
mit einer Leitfläche 38 auf, mittels
der das flüssige
Fluid 37, das z. B. Silikon oder ein Gel ist, verdrängt werden
kann.
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Das
verdrängte
Fluid 37 kann durch den Auslaß 36 zu dem vorher
angeführten
Stellkolben 40 gelangen, der eine Bremse für die Gurtspule 16 in Form
eines Sperrkeils 41 (9 und 10)
oder in Form einer Sperrkupplung 42 (11)
betätigen kann.
Im Folgenden wird auf die unterschiedliche Struktur der Bremse eingegangen.
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Der
Sperrkeil 41 ist abgeschrägt und liegt an einer Rampe
an, wobei die Rampe dieselbe Neigung wie der Sperrkeil 41 aufweist
und sich der Sperrkeil 41 entlang der Rampe bewegen kann.
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Ein
Ende des Sperrkeil 41 ist mit dem Stellkolben 40 verbunden,
der wiederum über
ein Rohr 48 und eine Kammer 50 mit dem Auslaß des Druckraums 22 in
Verbindung steht.
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An
dem entgegengesetzten Ende des Sperrkeils 41 ist eine Druckfeder 44 angeordnet,
die ihn in eine Ausgangsstellung (9) beaufschlagt,
in der der Sperrkeil 41 nicht an der Gurtspule 16 anliegt.
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Entgegen
der Wirkung der Druckfeder 44 kann der Sperrkolben 40 in
eine Sperrstellung (10) verstellt werden und die
Gurtspule 16 dabei sperren. Die Verstellung des Sperrkolbens 40 erfolgt dabei
durch das aus dem Druckraum 22 verdrängte Fluid 37, das
in die Kammer 50 gelangt, worauf im Folgenden genauer eingegangen
wird. Die Drehung der Gurtspule 16 in Sperrichtung SP (vgl.
Pfeil in 10) unterstützt dabei das Sperren der Gurtspule 16.
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Bei
der alternativen Ausführung
gemäß 11 ist
die Bremse als Sperrkupplung 42 ausgeführt.
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Die
Sperrkupplung 42 weist eine Scheibe 45 auf, die
in der Ausgangsstellung gezeigt ist, in der die Scheibe 45 nicht
an der Gurtspule 16 anliegt. Die Druckfeder 44 stützt sich
dabei an der Platte 26 ab und drückt den Stellkolben 40 und
damit verbunden die Sperrkupplung 42 von der Gurtspule 16 weg.
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Der
Stellkolben 40 ist an dem zur Scheibe 45 zugewandten
Abschnitt um das Verbindungselement 32 angeordnet und an
der dem Druckraum 22 zugewandten Abschnitt trichterförmig ausgebildet,
wobei der Trichter in der Ausgangsstellung an eine parallel zur
Platte 26 angeordnete Wand 47 des Druckraums 22 anschließt und die
Kammer 50 in dem Raum zwischen Wand 47 und trichterförmigen Abschnitt
des Stellkolbens 40 gebildet ist. Die Wand 47 ist
mit dem Auslaß 36 versehen,
wobei der Auslaß 36 direkt
in die Kammer 50 mündet.
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Der
Stellkolben 40 kann auf Grund des aus dem Druckraum 22 verdrängten Fluids 37,
das in die Kammer 50 gelangt, entgegen der Wirkung der Druckfeder 44 in
Richtung der Gurtspule 16 verstellt werden, bis der trichterförmige Abschnitt
des Stellkolbens 40 an die Platte 26 anstößt. Beim
Verstellen des Stellkolbens 40 wird die Scheibe 45 gegen
die Gurtspule 16 beaufschlagt und eine Sperrung der Gurtspule 16 erreicht.
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Bei
einer Aktivierung des Gasgenerators 18 wird der Drehkolben 20 von
dem über
den Druckanschluß 34 in
den Druckraum 22 einströmende
Gas auf der Kreisbahn von einer Ausgangsposition (4)
in Richtung des Auslasses 36 in eine Endposition (5)
bewegt. Da der Drehkolben 20 über das Verbindungsmittel 32 mit
der Gurtspule 16 gekoppelt ist, wird bei einer Verstellung
des Drehkolbens 20 das Gurtband gestrafft, indem die Gurtspule 16 in
Straffrichtung ST (7) bewegt wird.
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Die
sich bewegende Leitfläche 38 am
Drehkolben 20 verdrängt
das Fluid 37 in Richtung des Auslasses 36, wobei
das Fluid 37 dabei teilweise seitlich in einen Spalt 39 zwischen
dem Drehkolben 20 und der Wandung des Druckraums 22 gelangt. Dabei
dichtet das Fluid 37 den Spalt 39 ab und ermöglicht so,
daß der
vom Gas beaufschlagte Drehkolben 20 mit gleichbleibenden
Druck beaufschlagt wird und so die Verstellung des Drehkolbens 20 und die
Straffung des Gurtbandes eine konstante Bewegung ist.
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Das
verdrängte
Fluid 37 gelangt in der Ausführungsform gemäß den 7 und 8 über den Auslaß 36 und
das Rohr 48 in die Kammer 50. Das Fluid 37 drückt den
Stellkolben 40 in Form des Sperrkeils 41 entgegen
der Wirkung der Druckfeder 44 gegen die Gurtspule 16 und
sperrt diese. Die Drehung der Gurtspule 16 in Sperrichtung
SP unterstützt
dabei das Sperren der Gurtspule 16, da es den Sperrkeil 41 „mitnimmt", der die Gurtspule 16 sperrt.
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In
der Ausführungsform
gemäß 9 gelangt
das verdrängte
Fluid 37 direkt in die Kammer 50 und drückt den
Stellkolben 40 und damit verbunden die Scheibe 45 entgegen
der Wirkung der Druckfeder 44 gegen die Gurtspule 16 und
sperrt diese.
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Im
Folgenden wird auf die unterschiedlichen Ausführungsformen der Dichtung eingegangen,
wobei auf obige Ausführungen
verwiesen wird.
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In 10 ist
eine als nicht-gasförmiges
Fluid 37 ausgebildete Dichtung, die auf der vom Druckanschluß 34 zugewandten
Seite des Drehkolbens 20 angeordnet ist. Das Fluid 37 kann
hier als Silikon oder Gel ausgebildet sein. Der Drehkolben 20 weist in
dieser Ausführungsform
keinen Leitkörper
mit einer Leitfläche 38 auf.
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Bei
einer Aktivierung des Gasgenerators 18 strömt das Gas
durch den Druckanschluß 34 in
den Druckraum 22 ein, und verdrängt dabei das Fluid 37, wobei
das Fluid 37 den Drehkolben 20 auf der Kreisbahn
in Pfeilrichtung drängt.
Dabei gelangt das Fluid 37 in den Spalt 39 zwischen
Drehkolben 20 und der Wandung des Druckraums 22 und
wirkt dabei als Dichtung.
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In 11 ist
in einer weiteren Ausführungsform
die Dichtung als tiefgezogene Folie 54 gezeigt, die mittels
eines Befestigungsmittels 56 beispielsweise einer Schrauben-Mutter-Verbindung
an der Seite des Drehkolbens 20 befestigt ist, die dem
Druckanschluß 34 abgewandt
ist. Die Folie 54 erstreckt sich in den Spalt 39 zwischen
dem Drehkolben 20 und der Wandung des Druckraums 22.
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Bei
der Aktivierung des Gasgenerators 18 strömt Gas durch
den Druckanschluß 34 in
den Druckraum 22 und bewegt den Drehkolben 20 in Pfeilrichtung.
Dabei wird die Folie 54 weiter in den Spalt 39 zwischen
dem Drehkolben 20 und der Wandung des Druckraums 22 gezogen,
wobei die Folie 54 als Dichtung wirkt.
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Es
ist auch eine Abdichtung in Form eines verformbaren Körpers möglich, der
sich bei einer Druckbeanspruchung verflüssigen kann (thixotropes Material).
Dieser Körper
müßte an der
dem Druckanschluß 34 abgewandten
Seite des Drehkolben 20 angeordnet sein. Das ausströmende Gas
würde den Drehkolben 20 beaufschlagen
und diesen bewegen, wobei der Drehkolben 20 den Körper mit
Druck beaufschlagen würde,
diesen verflüssigen
würde und
in den Spalt 39 gelangen würde (nicht gezeigt).
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Bei
den Dichtungen gemäß 10 und 11 ist
kein Auslaß 36 und
die daran angrenzende Bremse gezeigt, da kein Fluid 37 vorhanden
ist, das an der vom Druckanschluß 34 abgewandten Seite des
Drehkolbens 20 angeordnet ist und von diesem verdrängt wird.
Falls ein solches zusätzliches
Fluid 37 angeordnet wäre,
könnte
natürlich
auch eine anschließende
Bremse gemäß einer
der beiden Ausführungen
nach den 7 bis 9 angeordnet sein.
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Im
Gegensatz zu einem Drehkolben 20 könnte auch ein translatorisch
verstellbarer Kolben vorgesehen sein. Dieser Kolben würde sich
dann in einem zylindrischen Druckraum bewegen (nicht gezeigt).