DE102010034622B4

DE102010034622B4 - Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102010034622B4
Application number: DE201010034622
Authority: DE
Inventors: Thomas Schmidt; Tobias Voss
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2030-08-18
Also published as: DE102010034622A1; WO2012022419A1; CN103068642A; CN103068642B

Abstract

Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges umfassend: – eine Kolben-Rohreinheit mit einem in dem Rohr (1) pyrotechnisch antreibbaren Kolben (2), – eine von dem Kolben (2) antreibbare Antriebseinrichtung (6), welche die Antriebsbewegung des Kolbens (2) auf ein Antriebsrad (3) zur Straffung des Sicherheitsgurtes überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass – ein durch ein Federelement gebildetes Rückhalteelement vorgesehen ist, welches in einen in Bewegungsrichtung des Kolbens (2) vor dem Antriebsrad (3) befindlichen Abschnitt des Rohres (1) hineinragt und derart bemessen ist, dass die Antriebseinrichtung (6) das Federelement ungehindert passieren kann, und der Kolben (2) durch das Federelement gestoppt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Gurtstraffer haben grundsätzlich die Aufgabe, in einem frühen Zeitpunkt des Unfalls vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt heraus zu ziehen, so dass der durch den Sicherheitsgurt zurückgehaltene Insasse bei einer nachfolgenden Vorwärtsverlagerung möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt ist.
Eine bewährte Ausführungsform eines Gurtstraffers besteht darin, dass der Gurtstraffer als Antrieb eine Kolben-Rohreinheit aufweist, in der der Kolben mittels eines von einem pyrotechnischen Gasgenerator erzeugten Drucks antreibbar ist. Zur Übertragung der Straffbewegung des angetriebenen Kolbens auf den Sicherheitsgurt ist z. B. eine in dem Rohr geführte Kette von lose aneinander anliegenden Massekörpern vorgesehen, welche durch den Kolben antreibbar ist. Ferner ist die Gurtwelle des Gurtaufrollers drehfest mit einem Antriebsrad verbunden, welches kalottenförmige an die Formgebung der Massekörper angepasste Ausnehmungen aufweist. Die in dem Rohr angetriebenen Massekörper treten an einer Stelle des Rohres aus diesem aus und treiben das Antriebsrad und die Gurtwelle durch Eingriff in die Ausnehmungen in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes an, so dass dieser letztlich gestrafft wird. Ein solcher Gurtstraffer ist z. B. aus der DE 195 12 660 A1 bekannt.
Sofern der Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung versehen ist, wird der Sicherheitsgurt im Anschluss an die Gurtstraffung während der Vorwärtsverlagerung des Insassen bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Kraftbegrenzungsniveaus kraftbegrenzt wieder ausgezogen. Die Gurtstraffbewegung und der kraftbegrenzte Gurtbandauszug während der Kraftbegrenzungsphase sind demnach entgegengerichtet.
Aufgrund der zeitlichen Abfolge und des sehr schnellen Bewegungsablaufs mit der beschriebenen Drehrichtungsumkehr kann es dabei passieren, dass der kraftbegrenzte Gurtbandauszug durch die vorangegangene Straffbewegung zumindest kurzzeitig gestört wird, so dass das Kraftbegrenzungsniveau zu Beginn der kraftbegrenzten Vorwärtsverlagerung kurzzeitig höher als das Kraftbegrenzungsniveau gemäß der Auslegung der Kraftbegrenzungseinrichtung ist. Dies kann z. B. durch ein Festklemmen oder Verkeilen des Kolbens in dem Antriebsrad verursacht sein, wodurch die für die kraftbegrenzte Gurtbandauszugsbewegung erforderliche Rückdrehbewegung des Antriebsrades und der Gurtwelle gestört wird.
Ferner kann auch die Straffbewegung des Antriebsrades dadurch blockiert werden, indem sich der Kolben nach dem Austritt aus dem Rohr in dem Antriebsrad verkeilt und eine Weiterdrehung des Antriebsrades verhindert. Die Straffbewegung des Antriebsrades wird in diesem Fall abrupt gestoppt, wodurch die Straffleistung unnötig vermindert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Gurtstraffer zu schaffen, bei dem die oben beschriebenen Nachteile vermieden sind.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Gurtstraffer mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein durch ein Federelement gebildetes Rückhalteelement vorgesehen ist, welches in einen in Bewegungsrichtung des Kolbens vor dem Antriebsrad befindlichen Abschnitt des Rohres hineinragt und derart bemessen ist, dass die Antriebseinrichtung das Federelement ungehindert passieren kann, und der Kolben durch das Federelement gestoppt wird. Durch das vorgeschlagene Rückhalteelement wird der Kolben aktiv gestoppt und daran gehindert, in der weiteren Bewegung in das Antriebsrad einzutreten und dieses zu blockieren. Die Erfindung nutzt dabei den Umstand, dass der Kolben und die Antriebseinrichtung grundsätzlich verschiedene Aufgaben haben und demnach anders bemessen sind. Der Kolben hat die Aufgabe, einen Druckraum in dem Rohr abzudichten und weist demnach einen Außendurchmesser auf, der in etwa dem Innendurchmesser des Rohres entspricht. Die Antriebseinrichtung liegt lediglich an dem Kolben an und ist derart geformt, dass sie durch den Eingriff in das Antriebsrad die Straffbewegung auf dieses überträgt. Die Formgebung der Antriebseinrichtung richtet sich demnach nach dem Antriebsrad, wobei die Antriebseinrichtung zur Minimierung von Reibungsverlusten bewusst so dimensioniert ist, dass durch die Anlage an der Innenwandung möglichst wenig Reibung entsteht. Die Antriebseinrichtung weist daher grundsätzlich andere Außenabmaße als der Kolben auf. Aufgrund dieser unterschiedlichen Bemessung des Kolbens und der Antriebseinrichtung kann das Rückhalteelement gezielt so bemessen werden, dass die Antriebseinrichtung ungehindert passieren kann, während der Kolben festgehalten wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:
1: Gurtstraffer mit einem Rückhalteelement in Form einer Spange;
2: Gurtstraffer mit einem Rückhalteelement in Form eines in die Austrittsöffnung des Rohres hineinragenden Federelementes;
In der 1 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Gurtstraffer zu erkennen, welcher eine Kolben-Rohreinheit mit einem Rohr 1 und einem in dem Rohr 1 verschiebbaren und pyrotechnisch antreibbaren Kolben 2 umfasst. Der Kolben 2 verschließt einen in dem Rohr 1 mittels eines nicht dargestellten pyrotechnischen Gasgenerators mit Druck beaufschlagbaren Druckraum, indem er dichtend an der Innenwand des Rohres 1 anliegt. Ferner ist ein Antriebsrad 3 mit einer Innenverzahnung 5 zu erkennen, welches drehfest mit einer nicht dargestellten Gurtwelle eines Gurtaufrollers verbindbar ist, auf der der Sicherheitsgurt aufgewickelt ist. Zur Übertragung der Straffbewegung des Kolbens 2 auf das Antriebsrad 3 bzw. auf die Gurtwelle und schließlich auf den Sicherheitsgurt ist eine Antriebseinrichtung 6 in Form einer Kette von lose aneinander anliegenden Massekörpern vorgesehen, welche in dem Rohr 1 geführt sind und zur Übertragung der Straffbewegung nach dem Austritt aus dem Rohr 1 in Eingriff mit an dem Außendurchmesser des Antriebsrades 3 vorgesehenen kalottenförmigen Ausnehmungen 4 bringbar sind. Die kalottenförmigen Ausnehmungen 4 sind dabei zur Minimierung der Flächenpresskraft an die Form der Massekörper angepasst. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Massekörper kugelförmig und die Ausnehmungen 4 dementsprechend teilkugelförmige Kalotten mit im Wesentlichen identischen Radien. Insoweit entspricht der Gurtstraffer dem aus der DE 195 12 660 A1 bekannten Gurtstraffer, welcher damit ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung hinzuzurechnen ist.
An dem Rohr 1 ist in einem in Bewegungsrichtung des Kolbens 2 vor dem Antriebsrad 3 befindlichen Abschnitt des Rohres 1 ein Rückhalteelement in Form einer mit zwei Armen zweiseitig in entsprechende Ausnehmungen des Rohres 1 eingreifenden Spange 7 vorgesehen. Die Spange 7 sichert sich durch die zweiseitig eingreifenden Arme selbst an der Wandung des Rohres 1, wobei die Arme federnd ausgebildet sein können, so dass sie im montierten Zustand eine Federvorspannung auf die Wandung des Rohres 1 ausüben. Die Arme sind derart bemessen, dass sie im montierten Zustand einen Abstand voneinander aufweisen, der ein ungehindertes Passieren der Massekörper ermöglicht. Da der Kolben 2 mit einem größeren dem Innendurchmesser des Rohres 1 entsprechenden Außendurchmesser bemessen ist, wird der Kolben 2 bei einer Anlage an der Spange 7 dagegen von dieser gestoppt und kann dadurch nicht in das Antriebsrad 3 eintreten. Da die Massekörper in diesem Fall mit einer kugelförmigen Stirnseite das Rückhalteelement passieren, wird dieses aufgeweitet, wobei hierzu dessen federnde Eigenschaft ausgenutzt wird, und die Massekörper können ungehindert passieren. Der Kolben 2 weist dagegen eine grundsätzlich andere Außenformgebung auf, da er nicht dazu vorgesehen ist, in die kalottenförmigen Ausnehmungen 4 des Antriebsrades 3 einzugreifen, und bleibt daher bewusst mit einer entsprechend geformten Stirnfläche an dem Rückhalteelement hängen.
Durch das Stoppen des Kolbens 2 vor dem Antriebsrad 3, wird verhindert, dass der Kolben 2 durch den Eingriff in die kalottenförmigen Ausnehmungen 4 das Antriebsrad 3 blockiert, so dass die Massekörper einerseits die Straffbewegung vollständig auf das Antriebsrad 3 übertragen können und andererseits, sofern eine Kraftbegrenzungseinrichtung z. B. in Form eines in der Gurtwelle vorgesehenen Torsionsstabes vorgesehen ist, die Rückdrehbewegung des Antriebsrades 3 bei der kraftbegrenzten Gurtbandauszugsbewegung im Anschluss an den Straffvorgang nicht gestört wird.
In der 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu erkennen, bei der das Rückhalteelement durch ein Federelement 9 gebildet ist, welches mit einem freien Ende 10 in die Austrittsöffnung 11 des Rohres 1 hineinragt. Das Federelement 9 kann als Stanzteil aus einem Metallblech mit beliebiger Formgebung kostengünstig hergestellt werden.
Der Vorteil der Ausführungsform in der 2 ist darin zu sehen, dass das Rohr 1 selbst keiner gesonderten Bearbeitung für die Anordnung des Rückhalteelementes bedarf.
In beiden Ausführungsformen wird dabei die unterschiedliche Formgebung des Kolbens 2 und der Antriebseinrichtung 6 dazu genutzt, dass das Rückhalteelement jeweils nur die Bewegung des Kolbens 2 stoppt. Dies kann z. B. dadurch verwirklicht sein, indem die Antriebseinrichtung 6 grundsätzlich einen kleineren Außendurchmesser als der Kolben 2 aufweist, oder indem die Antriebseinrichtung 6 durch eine konische oder kugelförmige Stirnfläche das Rückhalteelement nach außen verdrängt, während der Kolben 2 durch eine entsprechend weniger konische oder kugelförmige Stirnfläche an dem Rückhalteelement hängen bleibt.

Claims

Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges umfassend: – eine Kolben-Rohreinheit mit einem in dem Rohr (1) pyrotechnisch antreibbaren Kolben (2), – eine von dem Kolben (2) antreibbare Antriebseinrichtung (6), welche die Antriebsbewegung des Kolbens (2) auf ein Antriebsrad (3) zur Straffung des Sicherheitsgurtes überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass – ein durch ein Federelement gebildetes Rückhalteelement vorgesehen ist, welches in einen in Bewegungsrichtung des Kolbens (2) vor dem Antriebsrad (3) befindlichen Abschnitt des Rohres (1) hineinragt und derart bemessen ist, dass die Antriebseinrichtung (6) das Federelement ungehindert passieren kann, und der Kolben (2) durch das Federelement gestoppt wird.
Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückhalteelement selbstsichernd an der Wandung des Rohres (1) gehalten ist.
Gurtstraffer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückhalteelement durch eine sich wenigstens zweiseitig an der Wandung des Rohres (1) abstützende Spange (7) gebildet ist.
Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückhalteelement durch eine oder mehrere Anlageflächen verdrehgesichert an dem Rohr (1) gehalten ist.
Gurtstraffer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückhalteelement in eine dem Antriebsrad (3) zugewandte Austrittsöffnung (11) des Rohres (1) hineinragt.
Gurtstraffer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) eine konische oder zumindest teilkugelförmige Stirnfläche aufweist, welche ein Passieren der Antriebseinrichtung (6) durch ein Herausdrängen des Rückhalteelementes aus dem Rohr (1) ermöglicht.
Gurtstraffer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) durch eine Kette lose aneinander anliegender Massekörper gebildet ist, und die Massekörper kugelförmig sind.
Gurtstraffer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) eine Stirnfläche aufweist, welche derart geformt ist, dass der Kolben (2) durch die Anlage der Stirnfläche an dem Rückhalteelement gestoppt wird.