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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Gurtstraffer für ein Insassenrückhaltesystem
befestigbar an einem Fahrzeugchassis und besonders auf ein Sicherheitsgurtinsassenrückhaltesystem
mit dem Gurtstraffer, der eine kraftbetätigte Vorrichtung zum Ziehen
eines Verbindungselements aufweist, um Gurtlose oder Schlaffstellen
aus einem Sicherheitsgurtsystem zu entfernen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Gurtstraffer
sind bekannt, die eine kraftbetätigte
Vorrichtung verwenden, die einen Kolben aufweist, der innerhalb
eines Zylinders befestigt ist und durch einen zündbaren Treibsatz angetrieben
wird, um sich in eine erste Richtung zu bewegen und ein Verbindungselement
zu ziehen, das gewöhnlich
ein befestigtes, flexibles Element, wie ein Kabel, ist, um ein Sicherheitsgurtlose
in einem Insassenrückhaltesystem
zu entfernen. Insbesondere wird das Gurtlose durch das Kabel entfernt,
das gewöhnlich
an einem Gurtschlossteil eines Dreipunkt-Gurtschlosssystems befestigt
ist in eine nach unten gerichtete Richtung, um den Sicherheitsgurt
um den Fahrgast festzuziehen. Die kraftbetätigte Vorrichtung beinhaltet
einen pyrotechnischen Gaserzeuger, der einen an einem Kabel befestigten
Kolben nach vorne antreibt, um die nötige Distanz zurückzulegen,
um das Lose von dem Sicherheitsgurtsystem zu entfernen. Der Gurtsstraffer
beinhaltet eine Kabelumlenkvorrichtung, die die Richtung der Kabelbewegung
von einer generell vertikalen Richtung am Gurtschloss zu einer generell
horizontalen Bewegungsrichtung ändert
für das
am Kolben befestigte Kabelende, der sich in einem horizontal angeordneten
Zylinder bewegt. Wenn der Kolben bis zur vollen Bewegungsausrichtung sich
bewegt hat und das Lose herausgenommen hat, hat der Gurtstraffer
die Person nach unten in den Sitz gezogen und danach beginnt die
Person und das befestigte Gurtsystem nach oben zurückzuprallen.
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Um
das Zurückprallen
des Insassen und das wieder Hinzufügen von Gurtlose in das Sicherheitsgurtsystem
zu verhindern, wird ein Einwegsperrmechanismus bereitgestellt, um
der in die entgegengesetzte Richtung gerichteten Rückprallbewegung
des Kabels zu wiederstehen, wie offenbart in US Patent Nummer 6,213,513.
Wie in diesem Patent gezeigt, beinhalten der Gaserzeuger und die
Umlenkvorrichtung des Gurtstraffers Metallgehäuse von komplexen Formen, die
wesentlich zu den Kosten der Gurtstraffvorrichtung beitragen und
es ist gewünscht,
das Gehäuse
zu eliminieren, um die Kosten des Gurtstraffers zu reduzieren. Ein
Gurtstraffer, der ohne ein solches komplexes Gehäuse konstruiert ist, wird offenbart
in der US Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer
2003/0030263, aber bei diesem Gurtstraffer hat ein röhrenförmiges Zylinderelement
einen Kolben mit einer Sperrvorrichtung in dem Zylinder und ein
integraler Endabschnitt des Zylinders ist in einem scharfen Winkel
gebogen und ausgeformt, um einen Gaserzeuger darin aufzunehmen.
Darüber
hinaus ist in den meisten dieser Gurtstraffer eine Einwegkupplung
oder eine Einwegsperrvorrichtung für das Kabel bereit gestellt
innerhalb des Zylinders und ist angeordnet an dem Kolben und arbeitet
mit der Zylinderwand zusammen. Der Zylinder muss daher stark genug
ausgeführt
sein, um diese Kräfte
von dem Kolben und dem Kabel während
dem Rückprall
des Passagiers und dem Ziehen des Kabels durch die Sperrvorrichtung
und den Zylinder auf den Anker des Gurtstraffers am Fahrzeug zu
transferieren. Diese Zylinder weisen üblicherweise Vertiefungsverzahnung oder ähnliches
an den Innenwänden
auf, die mit Bällen
oder anderen Einwegsperrkomponenten auf dem Kolben zusammen arbeiten.
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Es
besteht eine Notwendigkeit, die Gurtstrafferkonstruktion zu vereinfachen,
um seine Kosten zu reduzieren, es besteht auch die Notwendigkeit,
einen vereinfachten Sicherheitsgurtgurtstraffer bereitzustellen
sowohl in der Anzahl der Komponenten und als auch ihrem Zusammenbau.
Gewöhnlich
sind diese Sicherheitsgurtgurtstraffer relativ groß und teuer, wodurch
eine Notwendigkeit besteht, ein schlankes Profil und einen mit geringen
Kosten verbundenen Gurtstraffer bereitzustellen, der nicht nur einen
Kostenvorteil bereitstellt, sondern auch Verpackungsvorteile bereitstellt.
Es besteht einfach nicht genug Raum, um die Sitze eines Fahrzeugs
verschiedener Art herum vorhanden, um einen Gurtstraffer zu installieren
und ihn am Fahrzeugboden oder -sitz zu befestigen. Daher ist ein
Mindestprofil für
einen Gurtstraffer wünschenswert.
Verschiedene Fahrzeugspezifikationen und/oder verschiedene OEMS
benötigen verschiedene
Größen der
Treibladungen und der Gaserzeugerkräfte und es ist wünschenswert,
in der Lage zu sein, einen Gurtstraffer zu haben, der in einer einfachen
Weise solche verschiedenen Treibladungen bereitstellen kann.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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In Übereinstimmung
mit der dargestellten Ausführungsform
wird ein verbesserter, kostengünstiger
und vereinfachter Sicherheitsgurtgurtstraffer erreicht durch Verwenden
einer kostengünstigen
zylindrischen Metallröhre
mit einem integrierten Gaserzeuger, der in dem Kolben angeordnet
ist, und der sich in einer Bohrung der Metallröhre bewegen kann, anstelle
des Verwendens wie im Stand der Technik eines komplexen Metallgehäuses mit
einem ringförmigen
Gaserzeugungsabschnitt darin zum Bereitstellen eines Gases in einem
geraden Zylinderabschnitt eines komplexen Gehäuses.
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In
dieser dargestellten Ausführungsform
wird ein einfacher kostengünstiger
Gurtstraffer durch Beseitigung eines komplexen Gehäuses, das
für die Gaserzeugung
verwendet wird, erreicht und es wird stattdessen eine kostengünstigere
zylindrische Metallröhre
verwendet, die eine hohle Bohrung, einen integrierten Kolben, der
einen zündbaren
Treibsatz in dem Kolben aufweist und eine Umlenkungsvorrichtung
für das
Kabel aufweist, bei dem die Zylinderröhre direkt an die Kabelumlenkvorrichtung
befestigt ist. In dieser Ausführungsform
ist eine einfache Sperrvorrichtung zum Sperren des Kabels gegen
eine Bewegung in die rückwärts gerichtete
Richtung während
der Rückprallbewegung
des Sicherheitsgurtes und des Passagiers an der Kabelumlenkvorrichtung befestigt
und somit außerhalb
von dem Zylinder angeordnet als innerhalb des Zylinders. Daher können große Dehnungskräfte des
Kabels während
des Rückpralls
den Zylinder umgehen und direkt auf die Kabelumlenkungsvorrichtung übertragen
werden und von diesen auf das Fahrzeug. Dieses ist im Gegensatz
zu konventionellen integrierten Gaserzeugern, bei denen die Sperrvorrichtung
auf dem Bewegungskolben und der Zylinderwand angeordnet ist, so
dass der Zylinder stabil genug hergestellt sein muss, um diese Dehnungskräfte auf
den Fahrzeugboden oder den Sitzanker des Gurtstraffers zu übertragen.
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Die
bevorzugte Sperrvorrichtung weist einen Keil auf, der in der Kabelumlenkvorrichtung
befestigt ist und des weiteren einen ersten keilförmigen Abschnitt
auf einer Seite des Kabels und einen zweiten keilförmigen Abschnitt
auf der gegenüberliegenden Seite
des Kabels aufweist, um das Kabel gegen eine rückprall Bewegung zu sperren.
In dieser dargestellten Ausführungsform
ist der Keil ein integral einstückiger
Keil, der einen ersten und einen zweiten keilförmigen Abschnitt integral zusammen
verbunden aufweist, um einen einstückigen Keil zu bilden, der
in einer Vertiefung und in einer Öffnung der Kabelumlenkvorrichtung
befestigt ist.
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Um
die Anzahl der Komponenten zu vereinfachen, die Kosten zu reduzieren
und einen geringeren Querschnitt für den dargestellten Gurtstraffer
bereitzustellen, ist er bereitgestellt mit einem integrierten Kolben,
der einen elektrisch zündbaren
Treibsatz aufweist, der in einer Vertiefung an einem Ende des Kolbens
mit einem benachbarten Zünder
angeordnet ist, der auch in der Kolbenvertiefung angeordnet ist. Der
Zünder
und der zündbare
Treibsatz werden in der Position und der Vertiefung in dem Kolben
durch nach unten Quetschen eines Endes der Kolbenwand an dem Ende
der Vertiefung gehalten, um das selbe ohne die Verwendung einer
separaten Gewindehalterung oder anderer komplizierter Halterungen
für jeden
der Antriebstreibsätze
und den Auslöser
zu halten, wodurch die Konstruktion des integrierten Gaserzeugers
und des Kolbens vereinfacht wird. Bei diesen bevorzugten integrierten
Gaserzeuger und dem Kolben kann der zündbare Treibsatz in einer Tasche,
wie einer Mylar-Tasche, befestigt sein, die ein zündbares
Pulver angeordnet in der Tasche enthält. Die Menge des Pulvers in
der Tasche kann einfach variiert werden durch die Flexibilität der Tasche,
um die Spezifikationen des Fahrzeugherstellers für die verschiedenen Fahrzeuge
einzuhalten oder die gesetzlichen Standards einzuhalten.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
dargestellte Ausführungsform
wird jetzt beschrieben in dem nachfolgenden durch beispielsweises
Bezugnehmen auf die Zeichnungen, wobei
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1 eine
Explosionsansicht eines Gurtstraffers zeigt, der die bevorzugte
Ausführungsform darstellt;
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2 eine
vergrößerte Explosionsansicht des
Gurtstraffers der 1 zeigt;
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3 eine
Explosionsansicht des integrierten Gaserzeugers und des Kolbens
zeigt, der einen zündbaren
Treibsatz darin aufweist;
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4 eine
vergrößerte Querschnittsansicht der
Umlenkungsvorrichtung und des integrierten Gaserzeugers und Zylinders
zeigt;
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5 eine
aufgebrochene Ansicht zeigt, die ein Kabel zeigt, das in der Umlenkvorrichtung
befestigt ist und mit dem Kolben verbunden ist, der in dem Zylinder
angeordnet ist, in dem der Kolben gleitet;
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6 eine
perspektivische Ansicht einer gefalteten Metallumlenkvorrichtung
zur Verwendung in der Ausführungsform
von 1 zeigt;
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7 eine
weitere perspektivische Ansicht einer Umlenkvorrichtung, gezeigt
in 6, zeigt;
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8 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht des bevorzugten Kolbens zeigt, der als Gaserzeuger verwendet
wird;
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9 eine
rückwärtige Ansicht
des Kolbens zeigt, der in 8 dargestellt
ist;
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10 eine
perspektivische Ansicht des Keils zeigt, der in der Umlenkvorrichtung
verwendet ist, um das Kabel zu greifen, um die Kabelbewegung in
der entgegengesetzten Richtung zu begrenzen; und
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11 eine
weitere perspektivische Ansicht eines Einteilkeils, der dargestellt
ist in 10, zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Wie
dargestellt in den Zeichnungen zu Illustrationszwecken, weist die
illustrierte Ausführungsform
einen Gurtstraffer 10 auf, der ein flexibles Element, wie
ein Kabel 14, aufweist, das mit einem Insassenrückhaltegurtsystem
verbunden ist, das gewöhnlich
ein Dreipunktgurtsystem ist, und gewöhnlich mit dem Schlossteil
des Insassenrückhaltesystems
verbunden ist. Der Gurtstraffer weist eine integrierten Gaszylindereinheit 16 auf,
die einen Kolben 18, der innerhalb eines Zylinders 20 befestigt
ist, um sich zu bewegen aufgrund des Zündens eines Treibsatzes 21 (4),
um Gas innerhalb einer Kammer in dem Zylinder zu erzeugen, um zu
bewirken, dass sich der Kolben bewegt, um das Kabel 14 zu
ziehen, um den Gurt in den Insassenrückhaltesystem um den Insassen
festzuziehen. Dieser pyrotechnische Gaserzeuger beinhaltet den Treibsatz 21 und
einen Zünder 22,
der sich davon erstreckende elektrische Kabeladern 24 aufweist,
die sich durch ein offenes vorderes Ende 26 des Zylinders
für das
Verbinden mit einem Sensor erstrecken, der ein Auslösen des Treibsatzes
herbeiführt,
der in der pyrotechnischen Gaserzeugungsvorrichtung angeordnet ist.
Nach der Zündung
bildet sich abrupt das Hochdruckgas in der Zylinderkammer, die den
Kolben nach rechts, wie dargestellt in 1, verschiebt.
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Ein
Ende des Kabels 14 ist fest verbunden mit dem Kolben 18 an
der Mitte des Kolbens. Dieses Kabelende ist eingesetzt in eine Öffnung in
dem Kolben und eine umgebende Wand des Kolbens ist gequetscht oder
anderweitig befestigt mit dem Kabelende an dem Kolben.
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In Übereinstimmung
mit der dargestellten Ausführungsform
wird ein kostengünstiger
und vereinfachter Gurtstraffer durch Verwenden einer kostengünstigen
zylindrischen Metallröhre
erreicht, um einen Gaserzeuger bereitzustellen und eine Kammer zu
definieren für
einen integrierten Gaserzeuger, der beinhaltet einen Gaserzeugungstreibsatz 21 in
dem Kolben 18, der sich innerhalb der zylindrischen Röhrenbohrung
bewegt, wodurch ein sehr einfacher, kostengünstiger Gurtstraffer entsteht,
ohne die Verwendung von teuren Gehäusen für den Gaserzeugungsabschnitt
des Gurtstraffers. Die komplexen Gehäuse in dem Gaserzeugungsabschnitt
haben zuvor wesentlich zu den Kosten beigetragen. Typischerweise haben
diese Stand der Technik Gaserzeugungsabschnitte einen separaten
Gaserzeugertreibsatz und einen Zünder
angeordnet in einem Winkel zu der Achse der zylindrischen Bohrung,
in der sich der Kolben bewegt. Dieses bedeutet, dass das erzeugte Gas zugeführt wird
und fließt
in einem Winkel in die zylindrische Bohrung.
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Ein
weiteres Merkmal, das zu diesem einfachen kostengünstigen
Gurtstraffer hinzugeführt
wird, ist die Verwendung einer kostengünstigen und einfachen Einwegsperrvorrichtung 42 in
der Kabelumlenkvorrichtung in dem Zylinder und/oder auf dem Kolben,
wie es im Stand der Technik für
Gurtstraffer üblich
war. Starke Belastungen auf das festgesetzte Kabel können von
der Sperrvorrichtung durch eine Kabelumlenkvorrichtung 15 auf
den Anker eher als durch den Zylinder übertragen werden. Die Kabelumlenkvorrichtung
kann verschiedene Formen annehmen, von denen eine eine Gussteil-
und die andere davon eine gefaltete Metallblechkabelumlenkvorrichtung
ist. Wie am besten zu sehen in 2 und 6 weist
die dargestellte Kabelumlenkvorrichtung einen gefalteten Metallblechkörper 35 auf,
der ein Paar beabstandete Hauptwandabschnitte 34a und 34b aufweist,
die einstückig
miteinander sind und einen Frontverbindungsabschnitt 36 aufweisen,
bevorzugt in Form eines Klemmabschnitts, um das benachbarte Ende 37 des
Zylinders festzuklemmen. Genauer ist das Ende des Verbindungsabschnittes 36 mit
einer gebogenen, im Wesentlichen zylindrischen Wand bereitgestellt,
die mit der Biegung des Zylinderendes 37 des Zylinders übereinstimmt.
Der gebogene Verbindungsabschnitt des Gurtstrafferkörpers wird
bevorzugt um das Zylinderende 37 durch Befestigungen, wie
in Form von einem Paar von Nieten 40, wie dargestellt in 2,
festgeklemmt, was diesen Abstand zwischen dem oberen Ende der Seitenwände 34a und 34b reduziert.
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren wichtigen Aspekt des Gurtstraffers 10 weist
die Sperrvorrichtung einen Keil 43 auf, der in der Umlenkvorrichtung 34 angeordnet
ist, um das Kabel zu sperren, so dass die Spannung auf dem Kabel,
die auf diesem während
des Rückpralls
des Insassen wirkt, welches eine Zugkraft hervorruft, die bei den Kolben
eine Bewegung in die entgegengesetzte Richtung bewirkt, welches
erlauben würde,
dass Gurtlose innerhalb des verlängerten
Kabels zurückkehrt,
im wesentlichen verhindert wird. Dieser Kabelsperrkeil 43 ist
bevorzugt sehr kostengünstig
gebildet durch ein einteiliges Gebilde eines Keils in dieser dargestellten
Ausführungsform,
welches innerhalb der entsprechenden lateral angeordneten Vertiefung 48 in
jeder der entsprechenden nach oben stehenden Wände 34a und 34b des
gefalteten Metallkörpers aufgenommen
ist. Das Kabel gleitet im Wesentlichen frei durch die Kabelsperrvorrichtung
oder die Haltevorrichtung, wenn der Kolben durch das sich ausdehnende
Gas angetrieben wird. Jedoch während
des Rückpralls
des Insassen und des Ziehens des Kabels in eine entgegengesetzte
Richtung wird der einstückige
Keil zurück
entlang der keilförmigen
Seitenwände
des gefalteten Metallkörpers 35 bewegt,
um das Kabel zu greifen und festzuklemmen; und die hohen Belastungskräfte werden
von dem Kabel durch den Keil 43 zu dem Umlenkkörper 35 und
dann auf das Fahrzeug übertragen.
Die Übertragung
der Kräfte
durch die Kabelumlenkvorrichtung auf das Fahrzeug, verhindert daher
eine teure Greifvorrichtung, die in dem Zylinder oder an dem Kolben,
wie im Stand der Technik, befestigt ist. Weil die Kräfte von dem
Kabel während
des Rückpralls
sehr hoch sind, mussten Stand der Technik Kolben und Zylinder sehr stabil
sein, um diesen Kräften
zu wiederstehen. Dieser stabilere schwerere Zylinder ist natürlich teurer als
ein röhrenförmiger Zylinder,
der relativ dünnwandig
sein kann, um den Gasdruck aufzunehmen und den Kolben in seiner
Bewegung zu führen.
Beispielsweise und nicht beschränkend
kann der Zylinder 20 eine Wandstärke von 0,04 Zoll aufweisen.
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Die
Umlenkvorrichtung 15 weist eine gebogene Oberfläche 50 auf,
um die sich das Kabel bewegt, wie am besten in 2 und 4 zusehen,
bei dem das Kabel einen bogenförmigen
Eingriffsweg mit der gebogenen Oberfläche 50 aufweist, die
sich in diesem Fall auf einem Einsatz 52 befindet, welcher die
Form einer Rolle aufweist. Der rollenförmige Einsatz 52 ist
angeordnet innerhalb der entsprechenden lateral angeordneten Einsätze 54 in
jeder der Seitenwände 34a und 34b des
gefalteten Metallkörpers
der Umlenkvorrichtung.
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In Übereinstimmung
mit einem wichtigen Aspekt der dargestellten Ausführungsform
ist ein kostengünstiger
Kolbengaserzeuger, der mit einem Treibsatz 21 und einem
Zünder 22 versehen
ist, wie am besten in 4 zu sehen ist, angeordnet und
gehalten in der offenen Vertiefung 57 eines großen Durchmesserendabschnitts 55 des
Kolbens 18 durch kostengünstiges Quetschen oder Umlenken
der Kolbenwand zu einem kleineren Durchmesser, um die gegensätzliche
Bewegung des Zünders
von dem Kolben während
des Gaserzeugens zu verhindern. Durch die Gaserzeugung wird das
erzeugte Gas in dem großen
Durchmesserabstand 55 (3) abgegeben
durch Gasführungen
oder Öffnungen 60 (8 und 9),
die zwischen den vier rippenförmigen
Abschnitten 62 in einer Übergangswand 61 zwischen
dem großen
Kolbenabschnitt und einem kleineren zylindrischen Abschnitt 56 des
Kolbens gebildet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gaserzeugungstreibsatz 21 zuerst
eingesetzt und angeordnet in der Kolbenvertiefung oder Bohrung 57 und
dann wird ein ringförmiger
Rückhalter oder
Adapter 64 (1 und 4) angeordnet
innerhalb des Zylinders, um die eine ringförmige Schulter darauf gegen
eine ringförmige
Schulterwand 55e in der inneren Vertiefung 57 des
Kolbens zu bringen. Der Rückhalter 64 hat
eine innere Bohrung 64b, welche größenmäßig abgestimmt ist, um einen
zylindrischen Kopfabschnitt 22a eines Zünders 22 mit einer Schulterwand 22b des
Zünders
angeordnet gegen den Rückhalter 64a aufzunehmen,
um eine Verschiebung des Zünders
in eine Richtung zu dem Treibsatz 21 angeordnet in dem
Kolben zu verhindern. Auf der äußeren Seite
des Initiators befindet sich ein weiterer Ringadapter 65,
der eine innere Bohrung aufweist, die größenmäßig angepasst ist, um einen
hinteren zylindrischen Abschnitt des Initiators aufzunehmen und
anzuordnen. Der äußere Durchmesser
des Ringes 65 ist größenmäßig abgestimmt,
um in Eingriff zu sein mit dem nach unten gequetschten Ende des
Kolbens, nach dem der Treibsatz und der Initiator in dem Kolben
angeordnet sind. Die Größe und Form
der ringförmigen
Adapter 64 und 65 können geändert werden, um verschiedene
Größen und/oder
Formen des Initiators, der in dem Kolben verwendet wird, zu ermöglichen.
Durch Ändern
der Menge des Treibsatzes in der Mylar-Tasche, als ein einfach aufgenommenes
durch die flexible Art des Taschenmaterials, und/oder das Ändern eines
weiteren kommerziell verfügbaren
Initiators, der durch entsprechend angepasste Ringadapter 64 und 65 angeordnet
wird, kann daher der Gurtspanner einfach geändert werden, um verschiedene
Fahrzeugerfordernisse zu treffen. Die große Größe des verlängerten großen Durchmesserkolbenabschnittes 55 in
Bezug auf den Zylinder 20 ermöglicht auch eine Flexibilität im Volumen
des Treibsatzes der hierin aufgenommen werden kann. Die lange Länge des
Kolbenabschnittes 55 mit großem Durchmesser ermöglicht auch
im Aufnehmen des Kolbens 18, der in dem Zylinder 20 angeordnet ist
und sich axial nach vorne nach der Zündung des Treibsatzes 21 bewegt.
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Wie
zuvor dargelegt, ist das gequetschte Ende 55a der Kolbenwand 55 bevorzugt
dünner
und von einem kleineren Durchmesser, um das nach unten Quetschen
auf einen schmaleren Durchmesser durch Anstoßen der äußeren Schulter 22c auf
dem Zünder 22 zu
erreichen, wodurch der Zünder,
die Dichtung und der Treibsatz zurückhalten werden gegen das Herausblasen
aus dem Kolben, wenn der Treibsatz 21, z.B. rauchloses
Nitrocellulosepulver, gezündet
wird und das Gas erzeugt wird durch Fließen von den Kanälen 60 und über den
geringen Durchmesserabschnitt 56 des Kolben und in den ringförmigen Raum
oder zylindrische Kammer 68 zwischen dem Kolbenabschnitt 56 mit
kleinerem Durchmesser und der beabstandeten Wand des Zylinders.
Das Zusammenfügen
des Mylar-Taschentreibsatzes 21 und des Zünders 22 durch
Quetschen des Endes der Kolbenwand stellt einen einfachen Zusammenbau
und Rückhalten
des Zünders
und der Treibladung in dem Kolben bei einer geringen Zusammenbaukosten
dar und reduziert die Anzahl der Komponenten, die für dieses
Zurückhalten
verwendet werden.
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Um
die innere Kammer 68 während
des Gaserzeugens abzudichten und das Lecken des Gases daraus zu
begrenzen, da es den Gasdruck reduzieren würde, der verwendet wird, um
den Kolben 18 einzutreiben, wird eine gewöhnliche
Kabeldichtung 70 bereitgestellt, welche einen Körper 70a aus
einem Elastomermaterial oder ähnlichem
aufweist, das eine innere Bohrung 70b in der Mitte des
Körpers 70a aufweist.
Die Mittelbohrung 70b ist größenmäßig auf den Kabeldurchmesser
mit einem Reibungshalt ausgelegt und ist gegen eine gebogene Endwand 20c am
hinteren Ende des Zylinderkörpers 20 angeordnet.
Die Endwand 20c weist eine koaxial angeordnete Öffnung auf,
durch die das Kabel von der Umlenkvorrichtung an ihrem Ende hindurchtritt,
die an dem Kopf des Kolbens befestigt ist.
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Bezugnehmend
auf den dargestellten Kolben 18, wie am besten zu sehen
in 3, kann die äußere Oberfläche 23 der
zylindrischen Wand 20a des Kolbens mit einem Kabel 55d versehen
sein, die eine ringförmige
Form aufweist und einen ringförmigen
Dichtungsring 72 aufnimmt, der auf der zylindrischen Wand 55 angeordnet
ist und in dem Kabel 55d befestigt ist. Der Dichtungsring 72 verbindet
eine umgebene innere Wandoberfläche 25 des
Zylinders 20 und gleitet daran entlang, wodurch die Gaserzeugungskammer 68 abgedichtet
wird gegen einen großen
Austritt des erzeugten Gases, das zwischen der gleitenden Kolbenwand 55 und
der benachbarten inneren Zylinderoberfläche 25 des Spannzylinders 20 fließt.
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Als
Fortsetzung der Beschreibung des dargestellten Kolbens 18,
wie am besten zusehen in 3, 8 und 9,
ist die Übergangswand 61 generell
eine gebogene oder konisch geformte Wand 61, die den großen Durchmesserkolbenabschnitt 55 und
den kleineren Durchmesserabschnitt 56 mit vier relativ
großen Öffnungen
oder Kanälen 60,
die gleichmäßig um die Übergangswand
angeordnet sind, verbindet, um dem im Inneren erzeugten Gas innerhalb
der Bohrung des größeren Durchmesserabschnitts
des Kolbens ein Fließen
in axialer Richtung aus den Kanälen
zu ermöglichen,
und zu ermöglichen
sich gegen die äußere Oberfläche des
kleineren Durchmesserabschnitts 56, der inneren zylindrischen
Oberfläche 25 des
Zylinders, dem geschlossenen Ende des Zylinders und gegen die Dichtung 70 und
den Dichtungsring 72 auszudehnen, die das Austreten des
Gases begrenzen. Die Kanalwände sind
generell dreieck-förmig,
wie zu sehen in 8 und 9 und die Übergangswandabschnitte
sind generell in der Form von engen Rippen 62. 9 bietet
eine Rückansicht
durch die größere Durchmesservertiefung
in dem Kolben zum Halten des Treibsatzes und des Zünders und
zeigt die Kanäle 60 und die
Rippen 62, die die Kanäle
voneinander trennen und die Stabilität der Übergangswand 61 bereitstellen.
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Wie
zu sehen ist, wird das abgegebene Gas von der großen Kolbenbohrung 57 durch
die Zündung
des Treibsatzes 21 mit einfachem Austritt von dem Kolben 18 in
die Kammer 68 bereitgestellt, die um den länglichen
Kolbenrückabschnitt 56 mit
kleinem Durchmesser gebildet ist. Das sich ausdehnende Gas muss
sich nicht durch kleine Bohrungen und durch Gasflusspassagen bewegen,
die schief zu der Zylinderachse 27 orientiert sind. Stattdessen
sind vier relativ große Öffnungen 60 bereitgestellt,
welche in axialem Fluss das Expandieren des Gases aus der Kolbenbohrung 57 ermöglichen.
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Das
Kabel 14 hat einen Endabschnitt 14a, der in eine
verlängerte
Bohrung 56a eingesetzt ist, die in dem geringen Kolbendurchmesserabschnitt 56 gebildet
ist, wie dargestellt in 3 bis 5 und 8.
Es existiert eine relativ lange Länge der Kolbenwand 56b,
die den Kabelendabschnitt 14a umgibt und die Kolbenwand 56 ist
eng nach unten auf den Kabelabschnitt 14a gequetscht. Die
Länge der
Wand 56 ermöglicht
das Greifen, das entlang einer langen Länge des Kabels 14 auftritt,
so dass der Kabelendabschnitt sicher durch den Kolbenabschnitt 56 gehalten
wird.
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Als
Beispiel und nicht begrenzend, kann der Durchmesser des Kolbenabschnitts 55 ungefähr 19 mm
und der Durchmesser des Kolbenabschnitts 56 ungefähr 10 mm
betragen, während
die entsprechenden axialen Längen
ungefähr
37 mm und 21 mm betragen. Die im wesentlichen dreieckigen Kanäle 60 können als
ein Paar von gleicher Länge
ausgeführt sein,
die geraden Ränder 60a davon
betragen ungefähr
4,7 mm in Länge
und erstrecken sich entlang den Rippen 62 mit einer schiefen
verbindenden Kante 60b, die sich generell zwischen den
Rändern 60a erstreckt
und die Endfläche 55b des
Kolbenabschnitts 55 bilden. Der schiefe Rand 60b kann
einen Radius von ungefähr
7 mm aufweisen.
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In Übereinstimmung
mit einem wichtigen Aspekt des Gurtstraffers weist die bevorzugte
Sperrvorrichtung 42 einen einteiligen Keilkörper 44 auf,
der mit einem oberen Keilabschnitt 44a gebildet ist, der ausgeführt ist,
sperrend oder klemmend auf die Oberseite des Kabels zu wirken, und
mit einem unteren Keilabschnitt 44b gebildet ist, der ausgeführt ist, klemmend
oder sperrend mit der Unterseite des Kabels zu wirken, wenn das
Kabel versucht, sich in die Rückprallrichtung
zu bewegen. Die Zugkräfte
auf das Kabel verursachen, dass die entsprechende obere einfallende
und flache Oberfläche 45a auf
dem oberen Abschnitt 44a und der untere flache Abschnitt 45b auf
dem unteren Abschnitt 44b sich nach hinten entlang den
enger werdenden Vertiefungswänden bewegen
und zueinander gequetscht werden. Ein innerer Verbindungsteil oder
Abschnitt 44c auf dem Keil verbindet den oberen Keilabschnitt
und den unteren Keilabschnitt und ist in Form eines Paares von gebogenen
Rippen 76 gebildet, die relativ dünne Elemente im Vergleich zu
den greifenden Abschnitten 45a und 45b sind, wegen
einem großen
Raum oder Vertiefung 78 zwischen diesen Rippen 76.
Die Rippen 76 haben eine innere Oberfläche, die um die Öffnungen 79 zwischen
ihren oberen und unteren Endverbindungen mit dem oberen Keilabschnitt
und dem unteren Keilabschnitten entsprechend herumgebogen sind.
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Das
tatsächliche
Greifen des Kabels, welches generell in runder Querschnittsform
oder zylindrischer Querschnittsform vorliegt, ist zwischen dem oberen
vorderen und hinteren gebogenen Oberflächen 80a auf der Unterseite
des oberen Keilabschnitts 44a und den vorderen und hinteren
gebogenen Oberflächen 80b auf
der Oberseite des unteren Keilabschnitts 44b. In der dargestellten
Ausführungsform
sind jede der Keilabschnitte 44a und 44b mit verbindenden
Vorsprüngen
oder Zähnen 86a und 86b ausgebildet,
die entsprechende gebogene Oberflächen 80a und 80b damit
verbunden aufweisen und welche in Vertiefungen, die zwischen den
Zähnen
auf dem gegenüberliegenden
Keilabschnitt gebildet sind, hervortreten. Spezifischer, wie am
besten zu sehen in 10 und 11, sind
die oberen Zahnvorsprünge 86a voneinander
durch eine obere Vertiefung 88a beabstandet, in die die
unteren Zähne 86b auf
dem unteren Keilelement hervortreten, während sich der obere Keil und
die unteren Keiloberflächen 45a und 45b aneinander
annähern.
Flache Abschnitte 87a und 87b auf den Keilabschnitten 44a und 44b liegen gegenüber den
Zähnen
des gegenüberliegenden Keilabschnitts
und begrenzen die Bewegung der Keilabschnitte zueinander, wenn die
Zähne 86a und 86b mit
den entsprechenden gegenüberliegenden flachen
Abschnitten 87 und 87b sich im Eingriff befinden
und somit die Druckkräfte
begrenzen, die auf das Kabel über
die Keilabschnitte und ihre gebogenen Oberflächen 80a und 80b ausgeübt werden.
In dieser Weise greift der Keilabschnitt 42 fest das Kabel
gegen nach hinten gerichtete Bewegung, ohne belastende Beanspruchung
auf das Kabel, die zum Brechen des selben führen können, hervorzurufen.
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Die
keilförmige
Sperrvorrichtung hat eine untere Keiloberfläche 45, die eingesetzt
wird in und positioniert wird gegen die untere Oberfläche 90a,
wie es am besten zu sehen ist in 7, wenn
sie in der Sperrvertiefung in den Abstandswänden der Umlenkvorrichtung
angeordnet ist, und die obere Oberfläche 45a des oberen
Keilabschnitts wird angeordnet gegen die nach unten einfallende
Oberfläche 90b der Vertiefungen,
die in den Metallwänden 34a und 34b gebildet
sind. Bevorzugterweise ist der Keil gegossen, so dass die Unterschiede
in den Abständen
zwischen den gebogenen Greifoberflächen 80a und 80b einen
Durchmesser im wesentlichen geringer als der äußere Durchmesser des Kabels
definieren, so dass die keilförmige
Sperrvorrichtung vorgespannt ist, d.h. federbelastet ist, um das
Kabel mit einer geringeren Kraft als der Sperrkraft zu greifen,
wenn der Sperrkeil in der Umlenkvorrichtung positioniert ist. Wenn
der Gurtstraffer gezündet
ist, wird diese geringe eingreifende Passung einfach überwunden
durch die großen
Antriebskräfte,
die durch den gezündeten
Treibsatz 21 erzeugt werden, auf den Kolben 18 und
das verbundene Kabel 14, um das Kabel durch den Keil 42 zu
ziehen, wodurch die Oberflächen 80a und 80b so
geöffnet
werden, dass sie nicht die Vorspanntätigkeit, die auf das Sicherheitsgurtsystem
erzeugt wird, behindert.
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Eine
weitere alternative Anwendung einer Vorspannkraft beim Herstellen
des Keils wird durch einen O-Ring bereit gestellt oder eine andere
federbelastete Vorrichtung, um die beabstandeten Backen, die durch
die oberen und unteren Abschnitte gebildet sind, zueinander zu bewegen,
um das Kabel zu greifen. Tatsächlich
sind andere Formen und Konstruktionen der Sperrkeilvorrichtung,
welche angewendet werden können
mit der Kabelumlenkvorrichtung, die die große Last aufnimmt und die selbe durch
das Rollenelement und den befestigten Bolzen, in dem es mit dem
Fahrzeugsitz oder dem Fahrzeugboden verankert ist, transferiert.
Wie zuvor dargelegt, kann der Metallkörper der Kabelumlenkvorrichtung 15 aus
einem Metallguss oder dem dargestellten Blechmetallkörper bestehen.
Entweder können
ein Gusskörper
oder ein Blechmetallkörper
verwendet werden für
die Kabelumlenkvorrichtung 15. Der Gusskörper kann
im wesentlichen die selbe Konfiguration wie der dargestellte gefaltete
Körper
ausweisen.
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Um
die Richtung der Kabelbewegung innerhalb der gefalteten Metallumlenkvorrichtung
zu ändern,
ist eine gebogene Oberfläche 50 bereitgestellt auf
dem rollenförmigen
Einsatz 52, der nicht rotierbar in der Vertiefung 54 befestigt
ist in den Seitenwänden 34a und 34b (6)
der Umlenkvorrichtung. Der dargestellte, nicht rotierbare, Rolleneinsatz
ist gebildet mit der gebogenen Oberfläche 50, die sich über 270° erstreckt.
Um die Rotation des Einsatzes um einen Bolzen 90, der in
die Bohrung in den Einsatz eingesetzt ist, zu verhindern, existiert
ein sich radial nach außen
erstreckender Vorsprung 90, der in einer rechtwinkeligen
Vertiefung 54a in den entsprechenden Seitenwände eingesetzt
ist. Die Größe und Form der
Vertiefung 54a in den Seitenwänden ist in Übereinstimmung
mit und zum Halten des Vorsprunges gegen das Drehen und zum Anordnen
des Einsatzes in der Umlenkvorrichtung mit der gebogenen Oberfläche 50 für den Eingriff
mit dem Kabel ausgelegt. Der Einsatz 52 ist hiernach bereitgestellt
mit einem vergrößerten äußeren Durchmesserflansch 92,
wie am besten in 2 zu sehen ist, der gegen die äußere Oberfläche oder
die Außenoberfläche der
Wand 34b des gefalteten Metallkörpers 35 anstößt.
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Wie
aus den 2, 5 und 6 verstanden
werden kann, ist das Kabel 14, wenn es um die Oberfläche 50 des
rollenförmigen
Einsatzes gebogen ist, angeordnet in einem Kanal 99 (4) durch
die gebogenen Flansche 95 und 96 und die Oberfläche 50 des
Einsatzes definiert. Die Flansche 95 und 96 werden
von der Seitenwand 34a zu der Seitenwand 34b gebogen,
um den Raum zwischen den Seitenwänden
zu überbrücken, so
dass das Kabel zwischen der gebogenen Oberfläche 50 und den inneren
gebogenen Oberflächen 95a und 96a zwischen
den Seitenwänden 34a und 34b in
seiner Bewegung und in seiner Richtungsänderung festgelegt ist.
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Wie
zuvor erklärt,
ist der rollenförmige
Einsatz 52 mit einer Zentralbohrung 52a bereit
gestellt, um den Sperrbolzen aufzunehmen, der an dem Fahrzeuganker
befestigt ist, wodurch die Gurtstrafferumlenkvorrichtung verbunden
wird. Weil die Umlenkvorrichtung wiederum einen einfachen Metallröhrenzylinder
hält und
befestigt, existiert eine einfache und schlanke Konstruktion für die Sicherung
und Positionierung des Gurtstraffers in dem engen Packraum verfügbar in
den meisten Fahrzeugen.
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Von
dem zuvor gesagten kann gesehen werden, dass ein schmaler und kostengünstiger
Gurtstraffer bereitgestellt wird, der einen kleinen kostengünstigen
Zylinder für
die Gaserzeugung verwendet, der aus einer Metallblechröhre oder
-hülse
gebildet ist, die ein gebogenes Ende und das andere Ende offen aufweist
und durch das offene Ende die Komponenten des integrierten Kolbengasgenerators
eingesetzt wird, welches auf einem relativ einfachen Weg Gas erzeugt
zum Festziehen des Kabels um den Fahrzeuginsassen bereitstellt.
Die kostengünstige Sperrvorrichtung
wird bevorzugt erreicht durch das Vorsehen einer befestigten Sperrvorrichtung
direkt an der Kabelumlenkvorrichtung, so dass, wenn die Sperrvorrichtung
das Kabel gegen die Bewegung in die Rückprallrichtung sperrt, die
Kräfte
von dem gespannten Kabel direkt zu dem Fahrzeug angewendet werden,
ohne dass sie in und durch den Zylinder übertragen werden, wie es in
der Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik der Fall war, bei denen die Kolben gesperrt sind durch
eine Sperrvorrichtung in Übereinstimmung
mit dem Kolben und der Zylinderwand. Die bevorzugte und dargestellte
Sperrvorrichtung ist ein einstückiges
Element einer einfachen Konstruktion, als dass sie ein Element von
verschiedenen Federn oder separaten Teilen darstellt, die zusammengebaut
werden müssen
und jeweils Zusatzkosten hinzufügen.
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Durch
das Bereitstellen der Offenbarung der dargestellten Ausführungsform
kann ein Fachmann weitere Ausführungsformen
und Modifizierungen, die innerhalb des Umfangs und Geist der begleitenden Ansprüche fallen,
entwickeln. Diese weiteren Ausführungsformen
oder Modifizierungen stellen weitere Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung dar. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist definiert durch
die nachfolgenden Ansprüche.