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Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem mit einer pyrotechnischen Antriebseinrichtung.
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Ein Gurtstraffer dient dazu, in einem Rückhaltefall gewisse Einflüsse, die sich negativ auf die Rückhaltung des Fahrzeuginsassen auswirken, zu vermindern, bevor die Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen und gegebenenfalls der Einsatz einer Kraftbegrenzungseinrichtung beginnen. Zu diesen Einflüssen gehören der sogenannte Filmspuleffekt (locker auf die Gurtspule aufgerolltes Gurtband) und die Gurtlose (nicht eng am Fahrzeuginsassen anliegendes Gurtband). Der Gurtstraffer reduziert die Gurtlose und den Filmspuleffekt innerhalb kürzester Zeit, indem er das Gurtband strafft. Der Fahrzeuginsasse kann somit frühzeitig an der Fahrzeugverzögerung teilnehmen, und die Bedingungen für den anschließenden Einsatz der Kraftbegrenzungseinrichtung sind optimiert.
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Üblicherweise werden heutzutage pyrotechnisch angetriebene Gurtstraffer verwendet. Die bei solchen Gurtaufrollern eingesetzten Treibladungen brennen bei sehr hohen Temperaturen ab, um möglichst schnell und effektiv einen hohen Gasdruck bereitzustellen. Eine hohe Verbrennungstemperatur ist jedoch kritisch zu betrachten, da eine übermässige Einwirkung auf umgebende Teilen im Fahrzeug auf jeden Fall zu vermeiden ist.
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Eine Absenkung der Temperatur des erzeugten Treibgases kann eine übermässige Einwirkung des Treibgases auf die Umgebung reduzieren, insbesondere kann eine Flammenbildung verhindert werden. Eine Temperaturabsenkung innerhalb des Gasgenerators der pyrotechnischen Antriebseinrichtung ist aber in den meisten Fällen aus Platzgründen nicht ohne Weiteres möglich. Die Verwendung eines bei niedrigerer Temperatur abbrennenden Treibstoffs hätte wiederum einen negativen Einfluss auf die Leistung des Gasgenerators.
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Aus der
DE 10 2006 031 359 A1 ist ein Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem mit einer pyrotechnischen Antriebseinrichtung und einem Kraftübertragungselement bekannt, das bei Aktivierung der Antriebseinrichtung an einem drehbar gelagerten Antriebsrad angreift, welches an die Achse eines Gurtaufrollers gekoppelt oder ankoppelbar ist. Das Kraftübertragungselement ist in einem platzsparend gewundenen Strafferrohr geführt und besteht aus einem substantiell verformbaren Material, sodass am Antriebsrad eine gedämpfte Einsteuerung des Kraftübertragungselements stattfindet und eine hohe Drehmomentübertragung gewährleistet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Gurtstraffer, insbesondere bei einem Gurtstraffer des aus der
DE 10 2006 031 359 A1 bekannten Typs, die Gefahr der Flammenbildung auf kostengünstige Art und Weise zu verringern.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Gurtstraffer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gurtstraffers sind in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben.
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Der erfindungsgemäße Gurtstraffer umfasst eine pyrotechnische Antriebseinrichtung. Die pyrotechnische Antriebseinrichtung weist ein Strafferrohr, ein im Strafferrohr geführtes Kraftübertragungselement und einen Gasgenerator zur pyrotechnischen Erzeugung eines Treibgases auf. Ein Medium, insbesondere ein Schmiermittel, ist an einer Stelle angeordnet, die mit dem erzeugten Treibgas und/oder mit einem durch das Treibgas im Strafferrohr verschobenen Element in Verbindung steht. Das Strafferrohr kann gleichbedeutend auch ein Zylinder einer pyrotechnischen Antriebseinrichtung sein, in der ein Kolben geführt ist. Ein solcher Gurtstraffer ist beispielsweise in der
EP 1 028 040 A2 oder der
DE 10 2004 002 428 A1 beschrieben.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch den gezielten Einsatz eines Schmiermittels eine Abkühlung bzw. ein reduzierter Temperaturanstieg des vom Gasgenerator erzeugten Treibgases erreicht werden kann, ohne dass dadurch die Leistung des Gasgenerators oder der Schadgasausstoß in einem bedenklichen Ausmaß negativ beeinflusst werden. Durch geeignete Wahl des Volumens, der Lage und der speziellen Materialeigenschaften, insbesondere der Fließtemperatur und des Fließverhaltens, des Mediums kann das Flammverhalten der pyrotechnischen Antriebseinrichtung gezielt gesteuert werden. Der Aufbau des pyrotechnisch angetriebenen Gurtstraffers muss dafür nicht verändert werden. Mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Medium sind auch keine zusätzlichen Abgasfilter, Kühlfilter und/oder andere aufwändige technische Maßnahmen notwendig, um die unerwünschte Flammenbildung zu verhindern.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist das Medium im Gasgenerator angeordnet. Das Medium kommt somit bereits beim Abbrand der Treibladung im Gasgenerator unmittelbar mit dem erzeugten Treibgas in Kontakt und sorgt für eine Verringerung der Temperatur.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, der den ersten Aspekt nicht ausschließt, ist das Medium außerhalb des Gasgenerators im Strafferrohr angeordnet. Das Medium beeinflusst in diesem Fall den Druckaufbau bzw. die Verschiebung der beweglichen Elemente im Strafferrohr so, dass ein reduzierter Temperaturanstieg stattfindet, der aber beim Erreichen der Fließtemperatur des Mediums zu keinem Leistungsverlust des Gasgenerators führt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtstraffers sieht vor, dass im Strafferrohr zwischen dem Gasgenerator und dem Kraftübertragungselement ein Dichtelement angeordnet ist, das eine zwischen dem Gasgenerator und dem Dichtelement gebildete Druckkammer abdichtet. Das Dichtelement sorgt für eine effektive Kraftübertragung, da das Kraftübertragungselement im Strafferrohr aufgrund seiner speziellen Form und Eigenschaften selbst nicht unbedingt für eine vergleichbare Abdichtung sorgen kann.
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Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform das Einbringen des Mediums in einen Raum, der durch eine Einbuchtung des Dichtelements und die Innenseite des Strafferrohrs begrenzt ist. Das dort eingebrachte Medium steht nicht in unmittelbarer Strömungsverbindung mit dem vom Gasgenerator freigesetzten Druckgas, wird aber durch dieses (indirekt) über die Fließtemperatur erhitzt. Durch die Einbringung des Mediums in die Einbuchtung wird verhindert, dass das Medium aufgrund der vielfältigen Einflüsse über die Lebensdauer kriecht oder sich anderweitig verlagert. Weiterhin kann über die Einbringung des Mediums in die Einbuchtung ein Transport und eine dosierte Verteilung im Strafffall erreicht werden.
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Das Dichtelement hat vorzugsweise im Wesentlichen die Form eines Zylinders.
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Die Einbuchtung ist vorzugsweise im Wesentlichen als umlaufende Nut ausgebildet.
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Alternativ kann die Einbuchtung auch durch radiale Bohrungen, insbesondere durch eine durchgehende Bohrung gebildet werden.
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Diese Gestaltungen des Dichtelements bzw. der Einbuchtung sind leicht und kostengünstig herstellbar.
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Das Medium kann alternativ oder zusätzlich auch in die Druckkammer eingebracht sein.
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Das Medium kann auch in einen Zwischenraum zwischen dem Dichtelement und dem Kraftübertragungselement eingebracht sein.
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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:
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1 eine Explosionsdarstellung eines Gurtaufrollers mit einem erfindungsgemäßen Gurtstraffer;
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2 eine Schnittansicht des zusammengebauten Gurtaufrollers; und
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3 eine Schnittansicht der Antriebseinrichtung des erfindungsgemäßen Gurtstraffers;
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In 1 sind die wesentlichen Bauteile eines Gurtaufrollers mit einem pyrotechnisch angetriebenen Gurtstraffer dargestellt. In 2 ist der Gurtaufroller im zusammengebauten Zustand gezeigt.
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In einem Aufrollerrahmen 10 ist eine Gurtspule 12 drehbar gelagert, auf die Gurtband aufgerollt bzw. von der Gurtband abgezogen werden kann. Am Rahmen 10 ist ein an die Gurtspule 12 gekoppeltes Antriebsrad 14 mit einer Außenverzahnung bzw. mit Turbinenflügeln drehbar gelagert.
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Der Gurtstraffer des Gurtaufrollers weist eine pyrotechnische Antriebseinrichtung mit einem Gasgenerator 16 sowie ein in einem Strafferrohr 18 verschiebbar angeordnetes Kraftübertragungselement 20 auf. Die Komponenten des Gurtstraffers sind zumindest zum Teil in einem Straffergehäuse 22 untergebracht, das am Aufrollerrahmen 10 befestigt ist.
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Auf das Antriebsrad 14 sind noch eine Anlaufscheibe 24, eine darin angeordnete Spiralfeder 26 sowie eine Abdeckung 28 aufgesetzt. Diese Komponenten bilden eine sogenannte Federseite des Gurtaufrollers, die für die Funktion des Gurtstraffers jedoch nicht von Bedeutung ist.
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Außerdem weist der Gurtaufroller 10 eine Kraftbegrenzungseinrichtung auf, die hier nicht im Detail dargestellt ist.
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In 3 ist die pyrotechnische Antriebseinrichtung des Gurtstraffers im Detail gezeigt. Der Gasgenerator 16 ist in ein erstes offenes Ende 30 des Strafferrohrs 18 eingeschoben. (Das zweite offene Ende 32 des Strafferrohrs 18 mündet unmittelbar angrenzend zum Antriebsrad 14, d. h. das zweite Ende 32 ist auf das Antriebsrad 14 gerichtet.) Im Strafferrohr 18 ist das Kraftübertragungselement 20 verschiebbar angeordnet. Zwischen dem Gasgenerator 16 und dem Kraftübertragungselement 20 ist im Strafferrohr 18 ein Zwischenraum vorgesehen.
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In diesem Zwischenraum ist ein im Strafferrohr 18 verschiebbares elastisches Dichtelement 34 angeordnet. Das Dichtelement 34 liegt am Kraftübertragungselement 20 an, es kann aber auch ein kleiner Abstand zwischen dem Dichtelement 34 und dem Kraftübertragungselement 20 vorgesehen sein. Zwischen dem Gasgenerator 16 der pyrotechnischen Antriebseinheit und dem Dichtelement 34 ist eine geschlossene Druckkammer 36 gebildet.
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Das Dichtelement 34 weist an seiner Außenseite wenigstens eine Einbuchtung 38 auf, die einen im Wesentlichen abgeschlossenen Hohlraum 40 zwischen dem Dichtelement 34 und der Innenseite des Strafferrohrs 18 begrenzt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Dichtelement 34 im Wesentlichen die Form eines Zylinders. Die Einbuchtung 38 ist hier als umlaufende Nut ausgebildet.
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In die Einbuchtung 38 ist ein Medium, insbesondere ein Schmiermittel, eingebracht. Zusätzlich oder alternativ kann das Medium auch in die Druckkammer 36 und/oder in den Raum zwischen dem Dichtelement 34 und dem Kraftübertragungselement 20 und/oder in den Gasgenerator 16 eingebracht sein. Das Medium ist hinsichtlich Volumen, Lage im Gurtstraffer und Materialeigenschaften, insbesondere bezüglich der Fließtemperatur und des Fließverhaltens, auf die Treibladung des Gasgenerators 16 und die geometrischen Verhältnisse abgestimmt.
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Im Rückhaltefall wird die pyrotechnische Antriebseinrichtung aktiviert, und der Gasgenerator 16 erzeugt ein Druckgas, das sich in der zwischen dem Gasgenerator 16 und dem Dichtelement 34 befindlichen Druckkammer ausdehnt. Dadurch wird das Kraftübertragungselement 20 im Strafferrohr 18 mit einem hohen Druck beaufschlagt, sodass das Kraftübertragungselement 20 weg von der pyrotechnischen Antriebseinrichtung bewegt wird. Das Kraftübertragungselement 20 tritt durch das zweite Ende 32 aus dem Strafferrohr 18 aus und kommt mit dem Antriebsrad 14 in Eingriff. Dadurch wird das Antriebsrad 14 in eine Drehbewegung versetzt. Das Antriebsrad 14 versetzt wiederum die an das Antriebsrad 14 gekoppelte Gurtspule 12 in eine Drehbewegung in Gurtbandaufwickelrichtung, und es wird Gurtband auf die Gurtspule 12 aufgerollt.
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Beim Abbrand der Treibladung und bei der nachfolgenden Ausdehnung des durch den Abbrand erzeugten Treibgases, die die Verschiebung des Dichtelements 34 und des Kraftübertragungselements 20 im Strafferrohr 18 bewirkt, wird der Temperaturanstieg des Treibgases durch den Einfluss des Mediums so weit begrenzt, dass eine Flammenbildung nicht oder nur in einem unbedenklichen Ausmaß stattfindet. Zum einen kann das Medium im Gasgenerator 16 (sofern dort vorhanden) die Verbrennungstemperatur des Treibsatzes herabsetzen, zum anderen sorgt der spezifizierte Fließeffekt (bei Erreichen der Fließtemperatur des Mediums) dafür, dass die Temperatur des Gases im Strafferrohr 18 einen für die Flammenbildung kritischen Wert nicht überschreitet.
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Als Medium eignet sich insbesondere ein Schmierfett, beispielsweise das im Handel erhältliche „Glissando VW 745”.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Aufrollerrahmen
- 12
- Gurtspule
- 14
- Antriebsrad
- 16
- Zünder
- 18
- Strafferrohr
- 20
- Kraftübertragungselement
- 22
- Straffergehäuse
- 24
- Anlaufscheibe
- 26
- Spiralfeder
- 28
- Abdeckung
- 30
- erstes Strafferrohrende
- 32
- zweites Strafferrohrende
- 34
- Dichtelement
- 36
- Druckkammer
- 38
- Einbuchtung
- 40
- Hohlraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006031359 A1 [0005, 0006]
- EP 1028040 A2 [0008]
- DE 102004002428 A1 [0008]
