DE102011100362A1 - Belt tensioner for vehicle seat belt, has belt buckle, where retractor spool is slidably mounted on tensioning tube, and connecting element is provided for connecting retractor spool with belt buckle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer mit einem Gurtschloss, einem Strafferkolben und einem Verbindungselement.The invention relates to a belt tensioner with a buckle, a Strafferkolben and a connecting element.
Gurtstraffer dienen dazu, in einem Crashfall eine Gurtlose eines Fahrzeugsicherheitsgurts zu beseitigen.Belt tensioners are used in a crash to remove a slack of a vehicle seat belt.
Der Gurtstraffer hat dazu einen in einem Strafferkolben verschiebbar gelagerten Strafferkolben, der über einem Verbindungselement mit einem Gurtschloss verbunden ist. Die Gurtstraffung erfolgt durch eine beispielsweise pyrotechnisch ausgelöste Verschiebung des Strafferkolbens im Strafferrohr, wodurch das mit dem Verbindungselement gekoppelte Gurtschloss eingezogen wird. Um den Bedienkomfort bei Anschnallen zu verbessern werden zunehmend vor allem in hochwertigen Fahrzeugen Gurtbringer eingesetzt, die das Gurtschloss in eine für den Fahrzeuginsassen günstigere Komfortposition bewegen, in der ein einfaches Anschnallen möglich ist. Nach dem Anschnallen wird das Gurtschloss wieder in eine Gebrauchssituation zurück verfahren. Bisher bekannte Gurtbringer sind allerding sehr groß, da diese einen zusätzlichen Antrieb aufweisen, der üblicherweise am Gurtstraffer oder beispielsweise an dem Verbindungselement, das das Gurtschloss hält, angreift.For this purpose, the belt tensioner has a tightening piston displaceably mounted in a tightening piston and connected to a belt buckle via a connecting element. The belt tightening is carried out by a pyrotechnically triggered, for example, displacement of the tightening piston in the tensioner tube, as a result of which the belt buckle coupled to the connecting element is retracted. In order to improve the ease of use when buckling are increasingly used especially in high-quality vehicles Gurtbringer that move the buckle in a favorable for the vehicle occupant comfort position in which a simple buckling is possible. After buckling, the buckle is moved back into a situation of use. Anyway known belt feeders are very large, since they have an additional drive, which usually acts on the belt tensioner or, for example, on the connecting element which holds the belt buckle.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtstraffer bereitzustellen, der eine Gurtbringerfunktion bietet und einen kompakten Aufbau aufweist.The object of the invention is to provide a belt tensioner, which provides a Gurtbringerfunktion and has a compact design.
Erfindungsgemäß ist dafür ein Gurtstraffer vorgesehen, mit einem Gurtschloss, einem Strafferkolben, der verschiebbar in einem Strafferrohr gelagert ist, einem Verbindungselement, das den Strafferkolben mit dem Gurtschloss verbindet, einem Stellelement, das aus einer Formgedächtnislegierung besteht, sowie einer Rückstellfeder. Ein Bauteil aus einer Formgedächtnislegierung kann, wenn Strom durch dieses geleitet wird, reversibel seine Länge ändern. Dieser Effekt wird genutzt, indem ein Stellelement aus einer Formgedächtnislegierung zwischen dem Strafferkolben und einem fahrzeugfesten Bauteil angeordnet wird, so dass bei einer Längenänderung des Stellelement der Strafferkolben und somit auf das mit dem Strafferkolben gekoppelte Verbindungselement verschoben wird, wodurch ein einfacher Antrieb für einen Gurtbringer bereitgestellt ist. Die Rückstellfeder wirkt der auf das Verbindungselement wirkenden Stellkraft des Stellelements entgegen und drängt nach einer Trennung des Stellelements von der Stromzufuhr und dem daraus resultierenden Rückgang der Längenänderung den Strafferkolben wieder zurück in die Ausgangsposition. Das Stellelement greift beispielsweise direkt am Strafferkolben an, ist also im Strafferrohr angeordnet. Der Antrieb des Gurtbringers ist also innerhalb des Strafferrohrs angeordnet, wodurch ein sehr kompakter Aufbau des Gurtstraffers möglich ist. Abhängig von der Stellkraft des Stellelements kann dieses beispielsweise auch für eine Vorstraffung des Gurtes bzw. für eine Beseitigung der Gurtlose genutzt werden, sodass anschließend ein effektiverer Einsatz des Gurtstraffers möglich ist. Die Verwendung eines Stellelements aus einer Formgedächtnislegierung und einer Rückstellfeder hat den Vorteil, dass diese platzsparend an oder sogar im Strafferkolben angeordnet werden können, so dass kein zusätzlicher Bauraum für den Antrieb eines Gurtbringers erforderlich ist. Zudem sind keine zusätzlichen beweglichen Teile erforderlich.According to the invention a belt tensioner is provided with a buckle, a Strafferkolben slidably mounted in a tensioner tube, a connecting element which connects the Strafferkolben with the buckle, an actuating element, which consists of a shape memory alloy, and a return spring. A shape memory alloy member can reversibly change its length when current is passed therethrough. This effect is used by an actuator made of a shape memory alloy between the Strafferkolben and a vehicle-mounted component is arranged so that is displaced with a change in length of the actuator of the Strafferkolben and thus on the coupled with the Strafferkolben connecting element, thereby providing a simple drive for a belt feeder is. The return spring counteracts the force acting on the connecting element actuating force of the actuating element and urges after a separation of the actuating element from the power supply and the resulting decrease in the length change the Strafferkolben back to the starting position. The actuator engages, for example, directly on the Strafferkolben, so it is located in the tensioner tube. The drive of the Gurtbringers is thus disposed within the tensioner tube, whereby a very compact construction of the belt tensioner is possible. Depending on the actuating force of the actuating element, this can also be used, for example, for pretensioning the belt or for eliminating the slack, so that subsequently a more effective use of the belt tensioner is possible. The use of an actuating element made of a shape memory alloy and a return spring has the advantage that it can be arranged to save space on or even in the tightening piston, so that no additional space for driving a Gurtbringers is required. In addition, no additional moving parts are required.
Vorzugsweise ist das Stellelement ein langgestreckter Draht aus einer Formgedächtnislegierung, der in Stellrichtung zwischen dem Strafferkolben und einem fahrzeugfesten Halteblock gespannt ist. Der Draht ist innerhalb des Strafferrohrs zwischen dem Halteblock und dem Strafferkolben angeordnet. Bei einer Aktivierung des Gurtstraffers und der daraus resultierenden Bewegung des Strafferkolbens wird der Draht im Kolben gestaucht bzw. im verbleibenden Bauraum innerhalb des Strafferrohrs komprimiert. Aufgrund der geringen Drucksteifigkeit des Drahtes setzt das Stellelement der Bewegung des Strafferkolbens keinen bzw. nur einen geringen Widerstand entgegen.Preferably, the actuator is an elongated wire of a shape memory alloy, which is stretched in the direction of adjustment between the tightening piston and a vehicle-fixed holding block. The wire is disposed within the tensioner tube between the support block and the tightener piston. Upon activation of the belt tensioner and the resulting movement of the Strafferkolbens the wire is compressed in the piston or compressed in the remaining space within the tensioner tube. Due to the low compressive stiffness of the wire, the actuator of the movement of the Strafferkolbens no or only a small resistance.
Die mit einem solchen Kolben aufbringbare Zugkraft ist abhängig von der Dimensionierung des verwendeten Drahtes. Aus oben genannten Gründen ist es erforderlich, einen möglichst dünnen Draht zu verwenden, der durch den Kolben einfach gestaucht werden kann. Bei einem entsprechend dimensionierten Draht kann die Stellkraft erhöht werden, indem mehrere parallele Drähte verwendet werden, die sich bei Stromzufuhr verkürzen. Es kann auch ein einziger langer Draht verwendet werden, wobei am Kolben und/oder am Halteblock Umlenkeinrichtungen für den Draht vorgesehen sind, sodass dieser flaschenzugartig zwischen Strafferkolben und Halteblock gespannt ist.The tensile force that can be applied with such a piston depends on the dimensioning of the wire used. For the reasons mentioned above, it is necessary to use a wire as thin as possible, which can be easily compressed by the piston. With an appropriately sized wire, the force can be increased by using multiple parallel wires that shorten when energized. It can also be used a single long wire, which are provided on the piston and / or on the holding block deflection devices for the wire, so that it is stretched like a pulley between Strafferkolben and holding block.
Zur Steuerung des Stellelements ist beispielsweise eine Stromversorgung vorgesehen, die am Strafferkolben und/oder am Halteblock elektrisch mit dem Stellelement verbunden ist.To control the actuating element, for example, a power supply is provided, which is connected to the Strafferkolben and / or on the holding block electrically connected to the actuating element.
Das Stellelement ist beispielsweise so im Strafferrohr angeordnet, dass dieses den Strafferkolben in eine Stellrichtung im Strafferrohr bewegt. Die Rückstellfeder ist also vorteilhafterweise entgegen der Wirkungsrichtung des Stellelements im Strafferrohr angeordnet und stützt sich am Strafferrohr ab. Bei einer Längenänderung des Stellelements wird die Feder vorgespannt und kann nach Beendigung der Stromzufuhr die Längenänderung ausgleichen. Die Feder ist also auch innerhalb des Strafferrohrs angeordnet, so dass ein sehr kompakter Gurtstraffer möglich, da außerhalb des Strafferrohrs keine Bauteile vorhanden sind.The actuator is arranged for example in the tensioner tube, that this moves the Strafferkolben in a direction of adjustment in Strafferrohr. The return spring is thus advantageously arranged counter to the direction of action of the actuating element in the tensioner tube and is supported on the tensioner tube. In a change in length of the actuating element, the spring is biased and can compensate for the change in length after completion of the power supply. The Spring is thus also located within the tensioner tube, so that a very compact belt tensioner possible because there are no components outside the Strafferrohrs.
Die Rückstellfeder kann beispielsweise eine Spiralfeder sein, durch die sich das Verbindungselement erstreckt. Das heißt, die Spiralfeder umgibt das Verbindungselement, das üblicherweise den Strafferkolben nicht vollständig ausfüllt, sodass eine ideale Raumausnutzung innerhalb des Strafferrohrs möglich ist.The return spring may for example be a coil spring through which the connecting element extends. That is, the spiral spring surrounds the connecting element, which usually does not completely fill the tightening piston, so that an ideal space utilization within the tensioner tube is possible.
Um den Strafferkolben nach einem Straffvorgang zu fixieren oder um auch bei ausgeschalteter Stromquelle die Position des Strafferkolbens festzulegen, ist vorzugsweise eine Arretierungsvorrichtung vorgesehen, die den Strafferkolben im Strafferrohr fixieren kann.In order to fix the tightening piston after a tightening process or to fix the position of the tightening piston even when the power source is switched off, a locking device is preferably provided which can fix the tightening piston in the tightening tube.
Die Arretierungsvorrichtung weist beispielsweise einen Hebel auf, der am Strafferrohr eingreifen kann und diesen so im Strafferrohr fixieren kann.The locking device has, for example, a lever that can engage the tensioner tube and fix it in the tensioner tube.
Die Arretierungsvorrichtung weist beispielsweise einen Hebel auf, der am Strafferkolben gelagert ist und an der Innenseite des Strafferrohrs eingreifen kann. Dadurch ist unabhängig von der Position des Strafferkolbens im Strafferrohr eine Fixierung möglich.The locking device has, for example, a lever which is mounted on the penalty and can intervene on the inside of the tightening tube. As a result, a fixation is possible regardless of the position of the tightening piston in the tightening tube.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Gurtstraffer eine Steuerung für das Antriebselement sowie für das Stellelement aufweist, um diese abhängig vom jeweils gewünschten Betriebszustand verkürzen zu können.Furthermore, it is provided that the belt tensioner has a control for the drive element and for the actuating element in order to be able to shorten it depending on the respective desired operating state.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:Further advantages and features will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings. In these show:
Die Straffereinrichtung
Die Straffereinrichtung
An der radialen Außenfläche des Strafferkolbens
Die Straffereinrichtung
Das Stellelement
Des Weiteren sind Stromleitungen
Sowohl am Strafferkolben
Im Strafferrohr
In
Durch das Bewegen des Strafferkolbens
Wie in
Die äußeren Abmessungen des erfindungsgemäßen Gurtstraffers
Die Stellkraft, die vom Stellelement
Eine zweite Ausführungsform der Arretierungsvorrichtung
Des Weiteren weist die Arretierungsvorrichtung
Wird die Stromzufuhr zum Antriebselement
Das Stellelement
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