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Die
Erfindung betrifft einen Gurtstraffer, insbesondere Schloßstraffer
für ein
Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem.
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Gurtstraffer,
die die sog. Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt beseitigen, können Schloßstraffer, Endbeschlagstraffer
oder Aufrollerstraffer sein. Weit verbreitet sind sog. pyrotechnische
Gurtstraffer, bei denen ein Gasgenerator vorgesehen ist, der nach Aktivierung
unter Druck stehendes Gas freisetzt. Dieses Gas beaufschlagt einen
in einem Druckraum verstellbar angeordneten Kolben. Die Bewegung
des Kolbens wird auf die Gurtspule übertragen und somit die Gurtlose
beseitigt.
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Allgemein
stellt sich insbesondere bei pyrotechnischen Gurtstraffern das Problem,
daß Strömungsverluste
auftreten. Aufgrund dieser Strömungsverluste
wird die Leistung des Gurtstraffers 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 bereitzustellen,
dessen Strömungsverluste
verringert sind.
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Zu
diesem Zweck sieht die Erfindung einen Gurtstraffer vor mit einem
Zugübertragungsmittel, das
mit einer Ummantelung versehen ist, einem Kolbenteil, das verschiebbar
ist, und einem Druckraum, wobei wenigstens eine Dichtung vorgesehen
ist, die den Druckraum abdichtet. Erfindungsgemäß werden Strömungsverluste
verhindert, indem das Zugübertragungsmittel
mit einer Ummantelung versehen ist, so daß die Außenoberfläche des Zugübertragungsmittels eben ist.
Gegen diese ebene Außenoberfläche kann
gut abgedichtet werden. Vorteilhafterweise kann die Ummantelung
mit einer sehr hohen Maßgenauigkeit
gefertigt werden. Aufgrund dieser Maßgenauigkeit läßt sich
eine sehr gute Abdichtung am Durchtritt des Zugübertragungsmittels durch eine Öffnung erzielen,
beispielsweise beim Austritt aus einer Führungsbuchse. Ferner ist zur
vollständigen
Abdichtung des Druckraums, in dem im Rückhaltefall Gas strömt, wenigstens
eine Dichtung vorgesehen, so daß ein
konstant anhaltender hoher Druck über die gesamte Straffbewegung
des Kolbenteils vorliegt, d. h. über
eine lange Zeit (bis zu 80 ms) ein hoher Druck bzw. eine hohe Straffkraft
erzeugt ist.
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Vorzugsweise
ist die Ummantelung aus Kunststoff. Die Ummantelung ist in Form
eines aufgeschobenen Schrumpfschlauches, der erwärmt wird, so daß er auf
dem Zugübertragungsmittel
aufschrumpft, oder in Form einer Kunststoffhülse, die auf das Zugübertragungsmittel
aufgeschoben wird, oder in Form einer aufextrudierten Schicht. Die Kunststoff-Ummantelung
ist dabei z. B. aus Polyamid oder aus Teflon, wobei sich Teflon
durch seine geringe Reibung auszeichnet.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die wenigstens eine Dichtung als O-Ring ausgebildet. Aufgrund
der relativ einfachen Form eines O-Rings ist dieser industriell
leicht herstellbar und deshalb kostengünstig.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist die wenigstens eine Dichtung eine Formdichtung. Die verwendete
Formdichtung dichtet zuverlässig
gegen das ummantelte Zugübertragungsmittel
ab.
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Insbesondere
ist das Kolbenteil aus Kunststoff und die Formdichtung ist daran
angespritzt. Das Anspritzen der Formdichtung am Kolbenteil erfolgt
z. B. im Zwei-Komponenten-Spritzguß.
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Vorzugsweise
ist das Zugübertragungsmittel als
Zugseil ausgebildet, das aus mehreren einzelnen Drähten besteht.
Ein solches Zugübertragungsmittel ist
flexibel und deshalb leicht biegbar.
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Weitere
Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsformen beschrieben, die
in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Längsschnittansicht
durch einen Teil eines Gurtstraffers gemäß einer ersten Ausführungsform,
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2 einen
Querschnitt durch ein Zugübertragungsmittel
mit einer Ummantelung, das Teil des Gurtstraffers von 1 ist,
und eine Seitenansicht dieses Zugübertragungsmittels,
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3 ein
Zeit-Druck-Diagramm, an dem die Straffleistung eines aus dem Stand
der Technik bekannten Gurtstraffers und die des erfindungsgemäßen Gurtstraffers
von 1 aufgetragen sind,
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4 ein
Zeit-Kraft-Diagramm, an dem die Straffkraft eines aus dem Stand
der Technik bekannten Gurtstraffers und die des erfindungsgemäßen Gurtstraffers
von 1 aufgetragen sind, und
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5 eine
Längsschnittansicht
durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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In 1 ist
ein Teil eines Gurtstraffers, genauer gesagt ein Teil eines Schloßstraffers
für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem
gezeigt. Der Gurtstraffer hat ein mehrteiliges Gehäuse mit
einem Rohr 10 und einer mit dem Rohr 10 verbundenen, stirnseitigen
Führungsbuchse 12.
Die Führungsbuchse 12 hat
eine zentrische Bohrung 14, durch die sich ein Zugübertragungsmittel 16 in
Form eines Zugseils erstreckt. Das Zugübertragungsmittel 16 besteht
aus mehreren Drähten 18,
wobei in 2 sieben gezeigt sind. Insbesondere sind sechs
Drähte 18 um
einen Draht 18 angeordnet. Die Hohlräume zwischen den sechs außenliegenden
Drähten 18 sind
von einer Ummantelung 20 ausgefüllt. Die Ummantelung 20 besteht
aus Kunststoff, z. B. aus Polyamid oder Teflon, und umgibt das Zugübertragungsmittel 16.
Die Ummantelung 20 bildet eine glatte Außenoberfläche, um
gegen die Bohrung 14 in der Führungsbuchse 12 abzudichten.
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Das
Zugübertragungsmittel 16 erstreckt
sich durch die Bohrung 14 bis zu einem im Rohr 10 verschiebbaren
Kolbenteil 22, an dem es befestigt ist, und verbindet so
das Kolbenteil 22 mit einem nicht gezeigten Gurtangriffsmittel.
Das Gurtangriffsmittel ist bei der Ausbildung des Gurtstraffers
als Schloßstraffer
das Gurtschloß (n.
gez.), in dem eine Steckzunge (n. gez.) aufgenommen ist.
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Das
Kolbenteil 22 ist zweiteilig und besteht aus einer Buchse 24 und
einem zweiten Abschnitt 26. Der zweite Abschnitt 26 ist
mit der Buchse 24 verbunden und hat Kugeln 28,
die der Verriegelung des Kolbenteils 22 dienen. Darüber hinaus
ist auf der der Buchse 24 abgewandten Seite des zweiten
Abschnitts 26 eine Dichtung 30 in Form eines O-Ringes aufgenommen,
die einen Druckraum 32 gegen das Zugübertragungsmittel 16 abdichtet.
Der Druckraum 32 kann von einem Treibsatz eines Gasgenerator 34, der
in der Führungsbuchse 12 aufgenommen
ist, mit Gas gefüllt
werden, wobei das Gas das Kolbenteil 22 vom Gasgenerator 34 weg
beaufschlagen kann.
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Weitere
Dichtungen zum Abdichten des Druckraums 32 gegen die Führungsbuchse 12 und das
Rohr 10 sind vorgesehen, nämlich eine in der Führungsbuchse 12 aufgenommene
Dichtung 36 in Form eines O-Ringes und eine weitere, ebenfalls
in der Führungsbuchse 12 aufgenommene
Dichtung 38.
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Im
folgenden wird auf die Funktionsweise eingegangen.
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Im
Rückhaltefall
wird der Treibsatz des Gasgenerators 34 gezündet. Das
erzeugte Druckgas strömt
in den Druckraum 32 und verschiebt das Kolbenteil 22 mit
dem daran befestigten Zugübertragungsmittel 16 nach
(bzgl. 1) links. Das Zugübertragungsmittel 16 wird
dabei nach links gezogen, was eine Straffung bewirkt. Das Druckgas
kann dabei nicht aus dem Druckraum 32 entweichen, da dieser durch
die Dichtungen 30, 36, 38 und durch die
Ummantelung 20 des Zugübertragungsmittels 16 vollständig abgedichtet
ist, weshalb die Leistung des Schloßstraffers erheblich gesteigert
werden kann, da der Druck im Druckraum 32 über einen
langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann. Dies wird aus 3 ersichtlich.
In 3 ist der Druck p im Druckraum 32 über die
Zeit t eines aus dem Stand der Technik bekannten Gurtstraffers mit
einer gestrichelten Linie dargestellt und der eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers
mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Der Druck p beim aus
dem Stand der Technik bekannten Gurtstraffer sinkt bereits nach kurzer
Zeit ab, wohingegen der Druck p beim erfindungsgemäßen Gurtstraffer über einen
langen Zeitraum aufrechterhalten bleibt.
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In 4 wird
ein Gurtsystem, das einen erfindungsgemäßen Gurtstraffer aufweist,
mit einem Gurtsystem, das einen aus dem Stand der Technik bekannten
Gurtstraffer aufweist, verglichen. Das Diagramm zeigt die Gurtbandkraft
F über
die Zeit t. Hier wird ein komplettes Gurtsystem betrachtet, das
maximal aus einem Aufroller-, einem Endbeschlag- und/oder einem
Schloßstraffer
besteht, die zeitgleich oder zu unterschiedlichen Zeiten relativ
zueinander aktiviert werden. Aus dem Stand der Technik bekannte
Straffer (s. gestrichelte Linie in 4) erzeugen eine
kurze Kraftspitze, um möglichst
viel Lose aus dem Gurtsystem zu beseitigen, bevor sich der Insasse
bewegt. Typische Straffzeiten sind 5 bis 12 ms. Bedingt dadurch,
daß alle
bisherigen Straffer die Straffkraft nicht aufrechterhalten, sondern
nach erfolgter Straffung einen bestimmten Weg an Rücklauf für die Verriegelung besitzen,
ist ein deutlicher Einbruch der Kraft im Gurtsystem nach dem Straffvorgang
ersichtlich (s. gestrichelte Linie in 4). Mittels
eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers
hingegen kann eine Straffkraft über
eine längere
Zeit aktiv aufrechterhalten werden (s. durchgezogene Linie in 4).
Dies führt
zu einer deutlich besseren Ankopplung des Insassen an die Fahrzeugverzögerung und somit
zu einer deutlich reduzierten maximalen Belastung des Insassen.
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Bei
Gurtsystemen, die mehrere Straffer haben, kann beispielsweise die
Fahrzeugverzögerung dazu
verwendet werden, zu entscheiden, wann welcher Straffer gezündet wird.
Auch kann die Insassenposition und/oder das Insassengewicht, das
von verschiedenen Fahrzeugsensoren festgestellt wird, für diese
Entscheidung verwendet werden.
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In 5 ist
eine zweite Ausführungsform
des Gurtstraffers gezeigt. Für
die aus der ersten Ausführungsform
bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und
es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Die
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur darin, daß die Dichtungen 30, 34 in
Form von Formdichtungen ausgeführt
sind. Die Dichtungen 30, 34 sind z. B. im Zwei-Komponenten-Spritzgußverfahren
mit dem zweiten Abschnitt 26 des Kolbenteils 22 bzw.
mit der Führungsbuchse 12 hergestellt.
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Die
Funktionsweise der zweiten Ausführungsform
entspricht der ersten.