DE102006022564A1

DE102006022564A1 - Antrieb für einen Gurtstraffer

Info

Publication number: DE102006022564A1
Application number: DE102006022564A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Schmidt; Patrick Foussier; Gerhard Malbrich
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2006-11-30

Abstract

Ein Antrieb (10) für einen Gurtstraffer umfaßt ein Gehäuse (24), einen Kolben (20), der in dem Gehäuse (24) verschiebbar aufgenommen ist, und eine Zahnstange (16) mit einer Verzahnung (14). Die Zahnstange (16) ist außerhalb des Gehäuses (24) angeordnet und weist einen Führungsabschnitt (18) auf, der auf einen außerhalb des Gehäuses (24) angeordneten Gegenführungsabschnitt abgestimmt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Gurtstraffer, mit einem Gehäuse, einem Kolben, der in dem Gehäuse verschiebbar aufgenommen ist, und einer Zahnstange mit einer Verzahnung.

Ein Gurtstraffer dient dazu, eine Gurtspule eines ihm zugeordneten Gurtaufrollers in der Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurts zu beaufschlagen, um die sogenannte Gurtlose aus dem Sicherheitsgurtsystem zu beseitigen. Weit verbreitet sind Gurtstraffer mit pyrotechnischem Antrieb, bei denen im Gehäuse eine Druckgaspatrone angeordnet ist, die nach Aktivierung eine große Menge von unter Druck stehendem Gas freisetzt. Dieses Gas beaufschlagt den Kolben, der dadurch im Gehäuse verschoben wird, wobei die Zahnstange mit dem Kolben mitbewegt wird. Ein in die Zahnstange eingreifendes Ritzel wandelt die Linearbewegung in eine Drehbewegung um und überträgt diese auf die Gurtspule des Gurtaufrollers.

Erweitert man die Funktion des Kolbens von der reinen Schubübertragung auf die Aufnahme und Führung der Zahnstange, z.B. durch Anformen von Führungsabschnitten an den Kolben, können im Betrieb des Gurtstrafferantriebs hohe mechanische Belastungen auftreten, die beim Design des Antriebs (Auswahl der Materialien und Dimensionierung der Bauteile) berücksichtigt werden müssen.

Die Erfindung schafft einen Antrieb für einen Gurtstraffer mit reduzierter Bauteilbelastung.

Gemäß der Erfindung ist bei einem Gurtstrafferantrieb der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Zahnstange außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und einen Führungsabschnitt aufweist, der auf einen außerhalb des Gehäuses angeordneten Gegenführungsabschnitt abgestimmt ist. Somit muß der Kolben nicht für die Aufnahme und Führung der Zahnstange sorgen, da gemäß der Erfindung die Zahnstange diese Funktion im wesentlichen selbst übernimmt. Dies wirkt sich positiv auf die Belastung der beteiligten Bauteile aus, da keine erhöhten Spannungen aufgrund von starren Verbindungsstellen zwischen dem eigentlichen Kolben und den an diesen angeformten Führungsabschnitten auftreten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Gegenführungsabschnitt an der Außenwand des Gehäuses gebildet. Die direkte Abstützung der Zahnstange an der Außenwand des Gehäuses ermöglicht einen kompakten Aufbau des erfindungsgemäßen Gurtstrafferantriebs.

Der Führungsabschnitt ist vorzugsweise profiliert.

Der Kolben und die Zahnstange können starr oder mittels eines Gelenks, insbesondere eines Drehgelenks, miteinander verbunden sein. Die Verbindung mit einem Drehgelenk ist aufgrund des dadurch geschaffenen zusätzlichen Freiheitsgrades belastungsresistenter.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gurtstrafferantrieb nach einer ersten Ausführungsform;
2 eine perspektivische Ansicht des Kolbens und der Zahnstange des Gurtstrafferantriebs aus 1;
3 einen Schnitt des Gurtstrafferantriebs aus 1 in der Ebene III-III;
4 einen Schnitt des Gurtstrafferantriebs aus 1 in der Ebene IV-IV;
5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Gurtstraffers mit einem erfindungsgemäßen Antrieb nach einer zweiten Ausführungsform; und
6 einen Schnitt des Gurtstrafferantriebs aus 5 in der Ebene A-A.
In 1 ist ein Antrieb 10 für einen Gurtstraffer gezeigt, der dazu dient, im Bedarfsfall eine Gurtspule eines Gurtaufrollers in der Gurtband-Aufwickelrichtung anzutreiben. Die Verbindung zwischen dem Antrieb 10 und der Gurtspule wird über ein drehfest oder ein Getriebe mit der Gurtspule verbundenes Ritzel 12 erzielt, in das die Verzahnung 14 einer Zahnstange 16 des Antriebs 10 eingreift. Die Zahnstange 16, die in 2 einzeln gezeigt ist, weist außer der Verzahnung 14 einen profilierten Führungsabschnitt 18 auf (siehe 2).
Der Antrieb 10 umfaßt weiterhin einen Kolben 20 mit einem Druckraum 22, der im Inneren eines Gehäuses 24 verschiebbar aufgenommen ist. Der Kolben 20, der einen kreisförmigen Querschnitt hat (siehe 3 und 4), ist in einer Aufnahme des Gehäuses 24 angeordnet, die ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt hat und in Umfangsrichtung geschlossen ist. In der in 1 gezeigten Ausgangsstellung des Kolbens 20 ist das Ritzel 12 frei drehbar.
Wie in 1 zu sehen ist, ist die Zahnstange 16 räumlich vom Kolben 20 getrennt ausgeführt. Die beiden Teile 16, 20 sind jedoch miteinander verbunden, wobei die Verbindung starr oder mittels eines Gelenks, insbesondere eines Drehgelenks realisiert sein kann. Die lineare Kraftübertragung vom Kolben 20 auf die Zahnstange 16 erfolgt über einen radialen Fortsatz 26 des Kolbens 20, der an einem Anschlag 28 der Zahnstange 16 angreift. Die Zahnstange 16 liegt mit der der Verzahnung 14 entgegengesetzten Seite auf einem Außenwandabschnitt 30 des Gehäuses 24 auf, der als Gegenführungsabschnitt für die Zahnstange 16 dient. Aus den 3 und 4 geht hervor, daß die Form des Außenwandabschnitts 30 auf den Führungsabschnitt 18 der Zahnstange 16 abgestimmt ist. Somit ist für eine sichere Abstützung (siehe Pfeile in den 3 und 4) und Führung der Zahnstange 16 während der Linearbewegung des Kolbens 20 gesorgt.
Der Antrieb 10 kann in bekannter Weise mit einer Dämpfungseinrichtung ausgestattet sein.
In den 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtstrafferantriebs gezeigt. Für bereits beschriebene Bauteile wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Die Ausführungsform der 5 und 6 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform im wesentlichen dadurch, daß die Zahnstange 16 mehrteilig aufgebaut ist. Auf einem Zahnstangengrundkörper 16a, der den Anschlag 28 aufweist, sind zwei verzahnte Segmente 16b, 16c so angeordnet, daß sie an einem als Anschlag dienenden äußeren Zahn des Segments 16b bzw. des Zahnstangengrundkörpers 16a anliegen. Die Segmente 16b, 16c sind durch Vernieten, Verkleben, Verpressen oder dergleichen auf dem Zahnstangengrundkörper 16a befestigt. Diese Befestigung ist jedoch so ausgelegt, daß sich die Segmente 16b, 16c schon beim ersten Kontakt mit dem Ritzel 12 vom Zahnstangengrundkörper 16a lösen.
Bei Aktivierung des Antriebs 10 bewegt sich der Kolben 20 gemäß der Darstellung der 6 nach links. Der Kolben 20 nimmt dabei über den Fortsatz 26 und den Anschlag 28 den Zahnstangengrundkörper 16a und die darauf befestigten Segmente 16b, 16c mit. Sobald das Segment 16c in Kontakt mit dem Ritzel 12 kommt, löst sich die Befestigung. Das Segment 16c wird aber dennoch über das Segment 16b vom Zahnstangengrundkörper 16a angeschoben und treibt das Ritzel 12 an. Wenn der letzte Zahn des Segments 16c das Ritzel 12 passiert hat, fliegt das Segment 16c aufgrund der Trägheit nach links weg. Entsprechendes gilt danach für das Segment 16b.
Dieser mehrteilige Aufbau der Zahnstange 16 hat mehrere Vorteile. Da sich die Segmente 16b, 16c vom Zahnstangengrundkörper 16a ohne Beeinträchtigung ihrer Funktion lösen können, sind sie nach Beendigung des Straffvorgangs nicht mehr Bestandteil der Zahnstange 16. Kommt es nach der Gurtstraffung zu einer Kraftbegrenzung, z.B. über den in 5 gezeigten Torsionsstab 34 des Gurtstraffers, drehen sich die Gurtspule 32 und damit auch das Ritzel 12 zurück. Bei dieser Rückdrehung des Ritzels 12 gelangt dieses aber nicht mehr in Eingriff mit den Segmenten 16b, 16c, so daß der Kolben 20 nicht zurückbewegt wird. Dadurch ist ein Verklemmen des Kolbens 20 oder der Zahnstange 16 ausgeschlossen, und die Gurtbandkraft bleibt in jedem Fall unterhalb einer festgelegten oberen Grenze. Somit können mögliche Störungen beim Kraftbegrenzungsvorgang weitgehend ausgeschlossen werden.
Die Zahnstange 16 kann auch mit einem Zahnstangengrundkörper 16a ohne Verzahnung und/oder mit einer anderen Anzahl Segmenten versehen sein.

Claims

Antrieb (10) für einen Gurtstraffer, mit einem Gehäuse (24), einem Kolben (20), der in dem Gehäuse (24) verschiebbar angenommen ist, und einer Zahnstange (16) mit einer Verzahnung (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (16) außerhalb des Gehäuses (24) angeordnet ist und einen Führungsabschnitt (18) aufweist, der auf einen außerhalb des Gehäuses (24) angeordneten Gegenführungsabschnitt abgestimmt ist.
Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenführungsabschnitt an der Außenwand (30) des Gehäuses (24) gebildet ist.
Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsabschnitt (18) profiliert ist.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsabschnitt (18) auf der Seite der Zahnstange (16) vorgesehen ist, die der Verzahnung (14) entgegengesetzt ist.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (16) räumlich vom Kolben (24) getrennt ausgeführt ist.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) einen Fortsatz (26) aufweist, der an einem Anschlag (28) der Zahnstange (16) angreift.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) und die Zahnstange (16) starr miteinander verbunden sind.
Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) und die Zahnstange (16) mittels eines Gelenks miteinander verbunden sind.
Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (16) wenigstens ein Segment (16b, 16c) aufweist, das auf einem Zahnstangengrundkörper (16a) lösbar befestigt ist.
Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (16b, 16c) auf dem Zahnstangengrundkörper (16a) vernietet, verklebt oder verpreßt ist.
Antrieb nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (16b, 16c) so auf dem Zahnstangengrundkörper (16a) befestigt und angeordnet ist, daß nach einem Lösen des Segments (16b, 16c) dieses bei einer Verschiebung des Kolbens (20) nur in Antriebsrichtung mitgenommen wird.
Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (16b, 16c) an einem Anschlag des Zahnstangengrundkörpers (16a) anliegt.