DE102016011165A1

DE102016011165A1 - Pyrotechnische aktuatoreinheit und verfahren zur freigabe eines zugmittels

Info

Publication number: DE102016011165A1
Application number: DE102016011165.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Gabler; Jens Debler; Bernd Strobel; Achim Hofmann
Original assignee: TRW Airbag Systems GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2018-03-15

Abstract

Die vorstehende Erfindung betrifft eine pyrotechnische Aktuatoreinheit für ein Insassenrückhaltesystem mit einer Auslöseeinrichtung (10) und einem Endstück (12), das im nicht aktivierten Zustand der Aktuatoreinheit ein Zugmittel (13) fixiert, wobei das Endstück (12) bei Aktivierung der Aktuatoreinheit zur Freigabe des Zugmittels (13) von der Auslöseeinrichtung (10) abtrennbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Einrichtung, insbesondere eine Fangtasche (18), vorgesehen ist, die eine Rückkehr des abgetrennten Endstücks (12) in dessen Position, die es im nicht aktivierten Zustand der Aktuatoreinheit hat, verhindert. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Freigabe eines Zugmittels.

Description

Die Erfindung betrifft eine pyrotechnische Aktuatoreinheit für ein Insassenrückhaltesystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Freigabe eines Zugmittels.
Pyrotechnische Aktuatoreinheiten zur Freigabe eines Zugmittels für Insassenrückhaltesysteme, die auch als TAU (Tether-Activation-Unit) bezeichnet werden, sind bekannt. Die Zugmittel werden in der Regel zur Steuerung des Volumens eines aufzublasenden Gassacks eingesetzt. Durch die Freigabe des Zugmittels kann die Form des Gassacks beeinflusst werden oder der Gassack kann durch Öffnen von Abströmöffnungen aktiv entlüftet werden. Der Füllgrad des Gassacks und/oder die Gassackkontur können somit an die Position eines Insassen bei einem Unfall und an die Schwere eines Unfalls angepasst werden.
Eine solche Aktuatoreneinheit ist beispielsweise aus DE 10 2008 028 921 A1 bekannt. Das bekannte Gassackmodul weist eine Aktuatoreinheit, ein Zugmittel und einen Gasgenerator mit einem Gehäuse auf. Die Aktuatoreinheit und das Zugmittel sind in dem Gasgeneratorgehäuse angeordnet. Die Aktuatoreinheit gibt das Zugmittel frei, indem ein pyrotechnischer Aktuator ausgelöst und ein Fragment abgetrennt wird. Der pyrotechnische Aktuator sprengt sozusagen das Fragment ab. Infolgedessen wird das Fragment sehr stark beschleunigt und bewegt sich mit einer sehr hohen Geschwindigkeit von dem Aktuator weg. Dabei „fliegt” bzw. bewegt sich das Fragment ungebremst durch das Gasgeneratorgehäuse und stößt gegen einen Boden des Gasgeneratorgehäuses. Das Fragment hat hierbei eine hohe kinetische Energie gespeichert, aufgrund der Auslöseenergie die beim Absprengen auf das Fragment übertragen wurde. Danach kann das Fragment von dem Boden des Gasgeneratorgehäuses unkontrolliert abprallen. Dieses ungebremste Auftreffen und/oder das unkontrollierte Abprallen des Fragments könnte gegebenenfalls eine etwas größere Streuung bezüglich Aufblasverhalten des Gassacks zur Folge haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine pyrotechnische Aktuatoreinheit für ein Insassenrückhaltesystem anzugeben, welche mit Blick auf eine Streuung bei Aufblasverhalten von Gassäcken eine Verbesserung und Optimierung bedeutet. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Freigabe eines Zugmittels für ein Insassenrückhaltesystem anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine pyrotechnische Aktuatoreinheit für ein Insassenrückhaltesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und 2 gelöst. Ferner wird die Aufgabe im Hinblick auf das Verfahren durch den Gegenstand des Anspruchs 9 und 11 gelöst.
Im Rahmen der Erfindung wird eine pyrotechnische Aktuatoreinheit für ein Insassenrückhaltesystem mit einer Auslöseeinrichtung und einem Endstück angegeben. Im nicht aktivierten Zustand der Aktuatoreinheit fixiert das Endstück das Zugmittel, wobei das Endstück bei Aktivierung der Aktuatoreinheit zur Freigabe des Zugmittels von der Auslöseeinrichtung abtrennbar ist. Es ist eine Einrichtung, insbesondere eine Fangtasche, vorgesehen, die eine Rückkehr des abgetrennten Endstücks in dessen Position, die es im nicht aktivierten Zustand der Aktuatoreinheit hat, verhindert.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Zugmittel nach dem Absprengen bzw. Abtrennen des Endstücks dauerhaft freigegeben wird. Nach dem Abtrennen des Endstücks wird dessen Rückkehr bzw. dessen Zurückbewegen in die Position, welche das Endstück vor seinem Abtrennen inne hatte verhindert. Dadurch wird sichergestellt, dass das Endstück nicht wieder mit dem Zugmittel in Kontakt tritt. Zudem kann die pyrotechnische Aktuatoreinheit erfindungsgemäß derart ausgestaltet sein, dass das Endstück in einem Gehäuse mit einem Freiraum angeordnet ist, wobei der Freiraum ein Bremsprofil aufweist, welches den Durchmesser des Freiraums an wenigstens einer Stelle reduziert, wobei eine Auslöseenergie, welche nach Auslösung der Auslöseeinrichtung auf das Endstück übertragbar ist, zumindest teilweise durch ein Abbremsen des bewegten Endstücks zwischen dem Außendurchmesser des Endstücks und dem Bremsprofil von dem Endstück auf das Gehäuse, insbesondere das Bremsprofil, übertragbar ist. Das Gehäuse ist aufgrund dessen derart geformt, dass der Durchmesser des Gehäuses verjüngt wird, sodass das Endstück am Außendurchmesser das Gehäuse berührt und abgebremst wird, und dabei Energie abgibt bzw. Energie, die im Endstück in Form von kinetischer Energie gespeichert ist, abgebaut bzw. von dem Endstück auf das Gehäuse in Form von Reibungsenergie übertragen wird. Infolgedessen verlangsamt sich die Bewegung des Endstücks durch den Freiraum oder wird vollständig abgebremst. Das Endstück prallt vom Gehäuseboden mit verringerter Energie ab und wird auch in einer darauffolgenden Rückwärtsbewegung weiter abgebremst. Demzufolge wird das Endstück schließlich beabstandet vom Zugmittel im Gehäuse aufgenommen. Besonders bevorzugt ist das Gehäuse so gestaltet, dass das Endstück am Gehäuseboden in einer Fangtasche gestoppt und aufgenommen wird. Dadurch wird die Sicherheit in Insassenrückhaltesystemen gesteigert. Die pyrotechnische Aktuatoreinheit ermöglicht, durch Freigeben eines Zugmittels, die Anpassung der Kontur oder des Volumens eines Gassacks. Im Zusammenspiel mit Sensoren am und im Fahrzeug zur Erfassung von Unfallparametern und der Position eines Insassen können somit Gassäcke oder Rückhaltesysteme entsprechend für die jeweilige Unfallsituation eingestellt werden. Durch die Energieübertragung von dem bewegten Endstück auf das Gehäuse bzw. dem Bremsprofil in dem Freiraum und der Aufnahme des Endstücks wird eine Streuung bei Aufblasverhalten von Gassäcken verbessert bzw. optimiert, wobei das Endstück nach Aktivierung der Auslöseeinrichtung und nach seiner Abtrennung nicht mehr in seine Ursprungsposition, die es im nicht aktivierten Zustand der Aktuatoreinhat hat, zurückkehren kann, sondern in einem wohldefinierten Bereich, insbesondere in der Fangtasche, positionierbar ist.
Vorzugsweise ist das Bremsprofil des Freiraums sägezahnförmig oder hakenförmig ausgebildet. Die Sägezahnform hat den Vorteil, dass der Durchmesser des Bremsprofils wiederholend je nach Anzahl der Zähne in Richtung des Gehäusebodens reduziert wird. Dadurch wird die Geschwindigkeit des Endstücks mit jedem Zahn, der passiert wird, weiter reduziert. Der Vorteil der Hakenform ist, dass das Endstück in Richtung des Gehäusebodens unter Energieverzehr die Haken, ähnlich den Sägezähnen, passiert, jedoch die Haken so gestaltet sind, dass sie das Endstück in der Rückwärtsbewegung einhaken und somit beabstandet vom Zugmittel stoppen.
Ferner kann das Bremsprofil des Freiraums wellenförmig ausgebildet sein. Vorteilhaft an der Wellenform ist, dass das Endstück ebenso, wie bei der Sägezahnform, in Richtung des Gehäusebodens und in Richtung des Aktuators abgebremst werden kann. Die Wellenform lässt sich durch die Rundungen jedoch leichter und kostengünstiger herstellen als die Sägezahn- oder Hakenform.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Bremsprofil des Freiraums eine Ausnehmung auf, die sich im Wesentlichen koaxial zur Längsachse des Freiraums erstreckt und einen frei stehenden Wandungsbereich zwischen Freiraum und Ausnehmung bildet, sodass durch ein Abbremsen des Endstücks der Wandungsbereich ausgehend von einer Ruhelage verformbar, insbesondere elastisch verformbar, ist. Die Ruhelage ist die Lage, in der sich der Wandungsbereich vor der Auslösung der Aktuatoreinheit befindet. Die Ausnehmung bildet einen Hohlraum, der radial außen den Wandungsbereich des Bremsprofils umgibt. Der Hohlraum ist konkret ein Ringspalt, der koaxial zum Freiraum angeordnet ist. Der vom Ringspalt umgebene Wandungsbereich ist hülsenartig ausgebildet. Der Wandungsbereich, wenn dieser in Kontakt mit dem Endstück ist, wird unter Energieverzehr bzw. Energieabbau am Endstück in den Hohlraum hinein bewegt bzw. gebogen. Begünstigt wird dieser Effekt, wenn der Durchmesser des Bremsprofils kontinuierlich in Bewegungsrichtung des Endstücks, d. h. in Richtung des Gehäusebodens, abnimmt. Somit ergibt sich ein elastisches System mit einer Federwirkung.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Wandungsbereich der Ausnehmung nach dem Abbremsen des Endstücks elastisch in die Ruhelage zurückkehrbar ist, sodass das Endstück nach einem Abprallen von einem Gehäuseboden in seiner Rückwärtsbewegung gegen den Wandungsbereich bewegbar ist. Dies ist mit dem oben genannten elastischen System darstellbar. Nach Abtrennung des Endstücks und bei dessen Bewegung in Richtung des Gehäusebodens lässt der Wandungsbereich das Endstück unter Energieabbau am Endstück passieren und federt dabei ein. Sobald das Endstück den Wandungsbereich vollständig passiert hat, kehrt der Wandungsbereich elastisch in seine vorherige Ruhelage zurück. Wenn das Endstück anschließend vom Gehäuseboden abprallt und dadurch in eine Rückwärtsbewegung versetzt wird, befindet sich der Wandungsbereich wieder in seiner Ruhelage und das Endstück stößt in der Rückwärtsbewegung gegen den Wandungsbereich. Dadurch wird verhindert, dass das Endstück in Richtung Auslöseeinrichtung mit dem Zugmittel kollidieren kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Freiraum eine Fangtasche zum Aufnehmen des abgetrennten Endstücks auf, die beabstandet vom Zugmittel angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser der Fangtasche größer ist als der Durchmesser des Bremsprofils. Die Fangtasche nimmt das Endstück nach dem Passieren des Bremsprofils auf, da das Endstück einen größeren Außendurchmesser als das Bremsprofil aufweist, stößt das Endstück gegen die Kante der Fangtasche und wird daran gehindert sich in Richtung des Zugmittels zu bewegen und wird infolgedessen in der Fangtasche gehalten.
Der Freiraum kann eine Aussparung aufweisen, die im Gehäuseboden angeordnet ist, wobei kinetische Energie beim Aufprallen des Endstücks auf die Aussparung übertragbar ist. Durch die Aussparung wird zusätzlich Energie verzehrt, da der Kontakt zwischen Endstück und Gehäuseboden nicht im zentralen Bereich des Gehäusebodens erfolgt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform läuft das Endstück auf seiner dem Gehäuseboden zugewandten Seite, ausgehend von seiner axialen Längsachse, spitz bis zu seinem Außendurchmesser zu und erstreckt sich daran anschließend zylindrisch weiter koaxial zur Längsachse der Auslöseeinrichtung, wobei die Mantelfläche eine glatte Oberfläche aufweist. Durch die spitz zulaufende Seite und die glatte Oberfläche kann das Endstück sich nach seiner Abtrennung von der Auslöseeinrichtung kontrolliert und ohne zu verkanten durch den Freiraum in Richtung des Gehäusebodens bewegen.
Vorzugsweise weist das Endstück eine Rastvorrichtung auf, die an dem Außendurchmesser des Endstücks vorsteht und sich vorzugsweise koaxial zur Mittelachse des Endstücks erstreckt. Der Vorteil der Rastvorrichtung ist, dass das Endstück sich einerseits in Richtung des Gehäusebodens bewegen kann. Andererseits rastet, wenn das Endstück vom Gehäuseboden abprallt, die Rastvorrichtung an einer Kante des Freiraums ein, sodass das Endstück daran gehindert wird, sich in Richtung des Zugmittels zu bewegen. Die Kante, an welcher die Rastvorrichtung einrastet, wird z. B. durch das Bremsprofil oder die Fangtasche gebildet.
Im Rahmen der Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zur Freigabe eines Zugmittels für ein Insassenrückhaltesystem mit einem Gehäuse und einer Auslöseeinrichtung, an der ein Endstück und das Zugmittel derart angeordnet sind, dass das Endstück im nicht aktivierten Zustand der Auslöseeinrichtung das Zugmittel fixiert, beansprucht. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

– Absprengen und Bewegen des Endstücks durch Auslösen der Auslöseeinrichtung
– Freigeben des Zugmittels beim Absprengen des Endstücks und
– Aufnehmen des Endstücks in einer Einrichtung, insbesondere in einer Fangtasche, wobei das Endstück in einer Endposition beabstandet vom Zugmittel gehalten wird, sodass eine Rückkehr des Endstücks in dessen Position, die es im nicht aktivierten Zustand der Auslöseeinrichtung hat, verhindert wird.

Vorteilhaft an dem Verfahren ist, dass durch das Absprengen eine sehr schnelle Freigabe des Zugmittels realisiert wird und dass trotz der hohen Energie, die bei einem Absprengvorgang freigegeben wird, wodurch eine hohe kinetische Energie auf das Endstück übertragen wird, das Endstück im Freiraum beabstandet vom Zugmittel aufgenommen wird, wodurch das Zugmittel ungehindert die pyrotechnische Aktuatoreinheit verlassen kann. Die Sicherheit für Insassen in einem Fahrzeug wird somit erhöht. Die Energieübertragung am Endstück ermöglicht, dass das Endstück sicher im Freiraum aufgenommen wird. Mit anderen Worten wird durch die Energieübertragung die gesamte Auslöseenergie, die beim Absprengen des Endstücks von der Auslöseeinrichtung auf das Endstück übertragen wird, im Gehäuse aufgenommen. Das vorgenannte Verfahren kann insbesondere konkretisierter ausgeführt werden, indem das bewegte Endstück durch ein, vorzugsweise kanalförmiges, Bremsprofil in Wirkeingriff mit dem Bremsprofil in seiner Bewegung in Richtung seiner Endposition abgebremst wird.
Im Rahmen der Erfindung wird zusätzlich ein Verfahren zur Freigabe Verfahren zur Freigabe eines Zugmittels für ein Insassenrückhaltesystem mit einem Gehäuse und einer Auslöseeinrichtung, an der ein Endstück und das Zugmittel derart angeordnet sind, dass das Endstück im nicht aktivierten Zustand der Auslöseeinrichtung das Zugmittel fixiert, beansprucht. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

– Absprengen und Beschleunigen des Endstücks entlang einer Bewegungsrichtung durch Auslösen der Auslöseeinrichtung,
– Freigeben des Zugmittels beim Absprengen des Endstücks und Abbremsen des bewegten Endstücks entlang eines Bremsprofils in Bewegungsrichtung, insbesondere bevor eine Richtungsumkehr des bewegten Endstücks eingeleitet wird.

Nachfolgend wird die Erfindung mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren näher anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigen
1 eine Draufsicht einer pyrotechnischen Aktuatoreinheit im Ruhezustand nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
2 eine perspektivische Ansicht der pyrotechnischen Aktuatoreinheit im Ruhezustand gemäß 1;
3 eine Draufsicht der pyrotechnischen Aktuatoreinheit im ausgelösten Zustand gemäß des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der 1;
4 eine perspektivische Ansicht der pyrotechnischen Aktuatoreinheit im ausgelösten Zustand gemäß 3;
5 einen Schnitt eines Gehäuses mit einem Freiraum und einem Endstück während des Energieverzehrs nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
6 einen Schnitt eines Gehäuses mit einem Freiraum und einem Endstück während des Energieabbaus am Endstück nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
7 einen Schnitt eines Gehäuses mit einem Freiraum und einem Endstück während des Energieabbaus am Endstück nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
8 eine Schnittansicht eines Gehäuses mit einem Freiraum und einem Endstück während des Energieabbaus am Endstück nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
9 eine Draufsicht einer pyrotechnischen Aktuatoreinheit im Ruhezustand nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
10 eine perspektivische Ansicht der pyrotechnischen Aktuatoreinheit im Ruhezustand gemäß 9;
11 eine Draufsicht der pyrotechnischen Aktuatoreinheit im ausgelösten Zustand gemäß des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der 9;
12 eine perspektivische Ansicht der pyrotechnischen Aktuatoreinheit im ausgelösten Zustand gemäß 11.
1 zeigt eine pyrotechnische Aktuatoreinheit nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel im Ruhezustand. Die pyrotechnische Aktuatoreinheit weist eine Auslöseeinrichtung 10, ein Zugmittel 13, ein Endstück 12 und ein Gehäuse 11 auf. Die Komponenten sind derart angeordnet, dass die Auslöseeinrichtung 10 im Ruhezustand eine Einheit mit dem Zugmittel 13 und dem Endstück 12 bildet, wobei das Endstück 12 das Zugmittel 13 fixiert. Die Auslöseeinrichtung 10 und das Endstück 12 sind im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und unter Bildung einer Nut, in der das Zugmittel 13 angeordnet ist, miteinander verbunden. Das Endstück 12 und das Zugmittel 13 sind im Gehäuse 11 angeordnet. Die Auslöseeinrichtung 10 ist ebenfalls im Gehäuse angeordnet, wobei ein Teil der Auslöseeinrichtung 10 aus dem Gehäuse heraus ragt. Dieser Teil weist Ausnehmungen auf, um die pyrotechnische Aktuatoreinheit mit weiteren Modulen, z. B. einem Gasgenerator, zu verbinden.
Das Gehäuse 11 weist weiterhin einen Freiraum 14 auf, der sich entlang der Längsachse der Auslöseeinrichtung 10 erstreckt und auf der Auslöseeinrichtung 10 abgewandten Seite von einem Gehäuseboden 19 begrenzt wird. Der Freiraum 14 ist so gestaltet, dass das Endstück 12 sich von der Auslöseeinrichtung 10 nach einem Abtrennen bzw. nach einem Absprengen in Richtung des Gehäusebodens 19 durch den Freiraum 14 bewegen kann. Dabei wird das Endstück 12 abgebremst und im Freiraum 14 beabstandet vom Zugmittel 13 aufgenommen. Die Länge des Freiraums 14 richtet sich nach der Länge des Endstücks 12 und der aufzunehmenden Auslöseenergie, die die Auslöseeinrichtung 10 beim Auslösen auf das Endstück 12 überträgt. Der Freiraum 14 ist wenigstens so lang, dass das Endstück 12 eine Öffnung 23, die in 3 gut zu erkennen ist, im Gehäuse 11 zwischen Endstück 12 und Auslöseeinrichtung 10 freigibt, durch die das Zugmittel 13 das Gehäuse 11 verlassen bzw. aus dem Gehäuse 11 austreten kann.
Ein Bremsprofil 16 verläuft entlang des Gehäuses 11 und ist im Wesentlichen wellenförmig ausgebildet. An zwei Stellen weist das Bremsprofil 16 gemäß den 1–4 einen geringeren Durchmesser als den Außendurchmesser 21 des Endstücks 12 auf, um Auslöseenergie, die die Auslöseeinrichtung 10 beim Auslösen auf das Endstück 12 überträgt, von dem Endstück 12 abzubauen bzw. zu verzehren, während sich dieses durch den Freiraum 14 bewegt.
Eine Fangtasche 18 ist zwischen dem axialen Ende des Bremsprofils 16 und dem Gehäuseboden 19 angeordnet. Wie in den 1–4 gut zu erkennen, erstreckt sich die Fangtasche 18 koaxial zu der Längsachse der Auslöseeinrichtung 10 bzw. koaxial zu der längsachse L des Freiraums, wobei eine Kante zum Bremsprofil 16 durch die unterschiedlichen Außendurchmesser gebildet wird. Der Außendurchmesser der Fangtasche 18 ist größer als der Außendurchmesser 21 des Endstücks 12, sodass das Endstück 12, nachdem es sich durch das Bremsprofil 16 bewegt hat, in der Fangtasche 18 aufgenommen werden kann. In den 3 und 4 ist das Endstück 12 in der Fangtasche 18 aufgenommen dargestellt.
Ferner weist der Gehäuseboden 19 eine Aussparung 15 auf. Die Aussparung 15 ist kongruent zur Längsachse der Auslöseeinrichtung 10 im Gehäuseboden bzw. kongruent zu der Längsachse L des Freiraums ausgetragen. Der Außendurchmesser der Aussparung 15 ist kleiner als der des Endstücks 15. Eine Anschlagsfläche 24 ist parallel zum Gehäuseboden 19. Die Aussparung 15 ist derart ausgebildet, dass der Kontakt zwischen Endstück 12 und Gehäuseboden 19 nicht im zentralen Bereich des Gehäusebodens 19 erfolgt, wie es z. B. in 3 gut erkennen ist.
Das Endstück 12 läuft auf seiner dem Gehäuseboden 19 zugewandten Seite, ausgehend von seiner axialen Längsachse, spitz bis zum Außendurchmesser 21 zu.
Anschließend an die Spitze in Richtung der Auslöseeinrichtung 10 erstreckt sich das Endstück 12 im Wesentlichen zylindrisch koaxial zu der Längsachse der Auslöseeinrichtung 10 weiter, wobei die Mantelfläche eine glatte Oberfläche aufweist. Hierdurch wird quasi als Teilgebilde des Endstücks 12 ein Zylinder-Kegel gebildet, an dessen zylindrischen Teil weiter ein Kegelstumpf 25 unter Bildung einer Kante angesetzt. Der Durchmesser der Grundfläche des Kegelstumpfs 25 ist kleiner als der Außendurchmesser 21, sodass die Kante gebildet wird. An die Deckfläche des Kegelstumpfs 25 schließt wiederum ein zylindrischer Teil, nämlich der zylindrische Teil 26 an, der sich ebenfalls koaxial in Richtung der Auslöseeinrichtung 10 erstreckt. Das Endstück 12 ist insgesamt so dimensioniert, dass es kürzer als der Freiraum 14 ist, um eine Öffnung 23 freizugeben, durch die das Zugmittel 13 aus dem Gehäuse 11 entlassen werden bzw. austreten kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Bremsprofil 16 im Zusammenspiel bzw. in Zusammenwirkung mit dem Endstück 12 ist in 5 dargestellt. Das Bremsprofil 16 ist sägezahn- bzw. hakenförmig ausgebildet. Das Endstück 12 ist in der Bewegung durch den Freiraum 14 in Richtung des Gehäusebodens 19 gezeigt. Dabei steht das Endstück 12 mit dem Bremsprofil 16 in Kontakt bzw. wirkt mit diesem zusammen. Infolgedessen wird Energie, insbesondere Bewegungsenergie, die beim Auslösen der Auslöseeinrichtung 10 auf das Endstück 12 übertragen wurde, von dem Endstück 12 auf das Gehäuse 11 übertragen. Für den Fall, dass das Endstück 12 vom Gehäuseboden 19 abprallt und sich rückwärts in Richtung der Auslöseeinrichtung 10 bewegt, stößt das Endstück 12 gegen eine oder mehrere Kanten, die durch das sägezahnförmige Bremsprofil 16 gebildet werden, und wird gestoppt.
Wie in 6 gut zu erkennen, ist das Bremsprofil 16 in diesem Ausführungsbeispiel wellenförmig ausgebildet. Wenn das Endstück 12 das wellenförmige Bremsprofil 16 passiert, berührt es an seinem Außendurchmesser 21 die Wellenkämme und wird dabei unter Energieverzehr bzw. Energieabbau durch das Bremsprofil 16 abgebremst, bis das Gehäuse 11 die gesamte Auslöseenergie verzehrt bzw. aufgenommen hat und das Endstück 12 in seiner Bewegung gestoppt wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 7 ist das Endstück 12 in Kontakt mit dem Gehäuseboden 19 dargestellt. Das Endstück 12 trifft am äußeren Rand auf den Gehäuseboden 19. Beim Aufeinandertreffen von Gehäuseboden 19 und Endstück 12 verformt sich das Endstück 12 in die Aussparung 15 hinein und gibt gleichzeitig Energie an das Gehäuse 11 ab. Durch die Verformung trifft das Endstück 12 nicht nur auf den Gehäuseboden 19, sondern auch auf die Fläche, die von der Aussparung 15 an dem Gehäuse 11 gebildet wird, und gibt zusätzlich Energie ab. Das Bremsprofil 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Schnitt als Schräge dargestellt, die den Freiraum 14 kontinuierlich verengt.
Das Endstück 12 ist in 8 im Schnitt mit einer Rastvorrichtung 17 am Außendurchmesser 21 dargestellt. Die Rastvorrichtung 17 wird aus einem frei stehenden Steg an dem Endstück 12 gebildet, der sich im Wesentlichen koaxial zur Längsachse des Endstücks 12 in Richtung der Auslöseeinrichtung 10 (in 8 nicht dargestellt) erstreckt. Der Steg ist ringförmig. Im Ruhezustand, also vor Auslösung der Auslöseeinrichtung 10, steht der Steg nach außen weg von der Längsachse des Endstücks 12 ab. Beim Passieren des Bremsprofils 16 wird der Steg elastisch durch das Bremsprofil 16 eingedrückt und verzehrt infolgedessen zusätzlich Energiebz w. gibt Energie an das Gehäuse 11 ab. Wenn das Endstück 12 vom Gehäuseboden 19 abprallt und sich zum Beispiel in der Fangtasche 18 befindet, biegt sich die Rastvorrichtung nach außen auf, stößt gegen eine Kante und hindert das Endstück 12 daran, sich weiter in Richtung des Zugmittels 13 zu bewegen. Im Schnitt gemäß dem Ausführungsbeispiel gut zu erkennen, ist das Endstück 12 hohl ausgeführt. Dadurch wird das Gewicht des Endstücks 12 verringert und ist daher leichter abzubremsen. Je schwerer das Endstück 12 ist, umso mehr Energie wird benötigt um es abzusprengen. Dementsprechend wird mehr Energie beim Auslösen der Auslöseeinrichtung 10 auf das Endstück 12 übertragen, sodass mehr Energie beim Abbremsen des Endstücks 12 im Gehäuse 11 aufgenommen werden muss.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der pyrotechnischen Aktuatoreinheit, bei welcher der Freiraum 14 eine Ausnehmung 20 aufweist, ist in den 9–12 dargestellt. Die Ausnehmung 20 erstreckt sich zwischen dem Gehäuse 11 und einem Wandungsbereich 22 des Gehäuses 11 und bildet einen Raum aus, in den der Wandungsbereich 22 eindringen kann. Anders ausgedrückt, bildet der Wandungsbereich 22 des Gehäuses 11, der als längsaxialer Fortsatz des Gehäuses 11 ausgebildet ist mit einem von ihm radial nach außen beabstandet, gegenüberliegenden axialen Seitenwandbereich des Gehäuses 11 die Ausnehmung 20 aus, wobei der Wandungsbereich 22 elastisch verformbar in Radialrichtung ausgeprägt ist. Mit anderen Worten wird der Wandungsbereich 22 elastisch verformt und federt in die Ausnehmung 20 ein, wenn sich das Endstück 12 durch das Bremsprofil 16 bewegt. Die dafür erforderliche Kraft wird von dem Endstück 12 auf den Wandungsbereich 22 dadurch übertragen, dass das Bremsprofil 16 kontinuierlich auf einen geringeren Durchmesser verengt wird, sodass der Durchmesser des Bremsprofils 16 und des Wandungsbereichs 22 geringer als der Außendurchmesser 21 des Endstücks 12 ist. Das Endstück 12 presst beim Passieren des Freiraums 14 den Wandungsbereich 22 nach außen. Nachdem das Endstück 12 den Wandungsbereich 22 passiert hat, federt dieser wieder in seine Ausgangsposition, radial nach innen, zurück. Sollte das Endstück 12 beim Passieren noch so viel von der Auslöseenergie aufweisen, dass es von dem Gehäuseboden 19 abprallt, stößt es mit der Kante des zurückgefederten Wandungsbereichs 22 zusammen und wird in der Fangtasche 18 aufgenommen, wie es in den 11 und 12 gut zu erkennen ist. Das Gehäuse 11 ist so geformt, dass es mit einer planen Fläche, zum Beispiel einem Gasgeneratorgehäuse, verbunden werden kann. Da das Gehäuse 11 nicht geschlossen ist, kann der Wandungsbereich 22 sich verformen, ohne beschädigt zu werden. Daher kann das Gehäuse 11 nach dem Auslösen der pyrotechnischen Aktuatoreinheit wiederverwendet werden.
Bezugszeichenliste

10: Auslöseeinrichtung
11: Gehäuse
12: Endstück
13: Zugmittel
14: Freiraum
15: Aussparung
16: Bremsprofil
17: Rastvorrichtung
18: Fangtasche
19: Gehäuseboden
20: Ausnehmung
21: Außendurchmesser
22: Wandungsbereich
23: Öffnung
24: Anschlagsfläche
25: Kegelstumpf
26: zylindrischer Teil
L: Längsachse des Freiraums
B: Bewegungsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008028921 A1 [0003]

Claims

Pyrotechnische Aktuatoreinheit für ein Insassenrückhaltesystem mit einer Auslöseeinrichtung (10) und einem Endstück (12), das im nicht aktivierten Zustand der Aktuatoreinheit ein Zugmittel (13) fixiert, wobei das Endstück (12) bei Aktivierung der Aktuatoreinheit zur Freigabe des Zugmittels (13) von der Auslöseeinrichtung (10) abtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung, insbesondere eine Fangtasche (18), vorgesehen ist, die eine Rückkehr des abgetrennten Endstücks (12) in dessen Position, die es im nicht aktivierten Zustand der Aktuatoreinheit hat, verhindert.
Pyrotechnische Aktuatoreinheit für ein Insassenrückhaltesystem nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (12) in einem Gehäuse (11) mit einem Freiraum (14) angeordnet ist, wobei der Freiraum (14) ein Bremsprofil (16) aufweist, welches den Durchmesser des Freiraums (14) an wenigstens einer Stelle reduziert, wobei eine Auslöseenergie, welche nach Auslösung der Auslöseeinrichtung (10) auf das Endstück (12) übertragbar ist, zumindest teilweise durch ein Abbremsen des bewegten Endstücks (12) zwischen dem Außendurchmesser (21) des Endstücks (12) und dem Bremsprofil (16) von dem Endstück (12) auf das Gehäuse (11), insbesondere das Bremsprofil (16), übertragbar ist.
Aktuatoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsprofil (16) des Freiraums (14) sägezahnförmig und/oder hakenförmig und/oder wellenförmig ausgebildet ist.
Aktuatoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsprofil (16) des Freiraums (14) eine Ausnehmung (20) aufweist, die sich im Wesentlichen koaxial zur Längsachse (L) des Freiraums (14) erstreckt und einen freistehenden Wandungsbereich (22) zwischen Freiraum (14) und Ausnehmung (20) bildet, sodass nach Auslösung der Auslöseeinrichtung (10) durch ein Abbremsen des Endstücks (12) der Wandungsbereich (22) ausgehend von einer Ruhelage verformbar, insbesondere elastisch verformbar, ist.
Aktuatoreinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandungsbereich (22) der Ausnehmung (20) nach dem Abbremsen des Endstücks (12) elastisch in die Ruhelage zurückkehrbar ist, sodass das Endstück (12) nach einem Abprallen von einem Gehäuseboden (19) gegen den Wandungsbereich (22) bewegbar ist.
Aktuatoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein/der Freiraum (14) eine/die Fangtasche (18) zum Aufnehmen des abgetrennten Endstücks (12) aufweist, die beabstandet vom Zugmittel (13) angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser der Fangtasche (18) größer ist als der Durchmesser eines/des Bremsprofils (16), wobei vorzugsweise der Freiraum (14) eine Aussparung (15) aufweist, die in einem/dem Gehäuseboden (19) angeordnet ist, wobei kinetische Energie beim Aufprallen des Endstücks (12) auf die Aussparung (15) übertragbar ist.
Aktuatoreinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (12) auf seiner einem/dem Gehäuseboden (19) zugewandten Seite, ausgehend von seiner axialen Längsachse, spitz bis zu seinem Außendurchmesser (21) zuläuft und daran anschließend sich zylindrisch weiter koaxial zur Längsachse der Auslöseeinrichtung (10) erstreckt, wobei die Mantelfläche eine glatte Oberfläche aufweist.
Aktuatoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Endstück (12) eine Rastvorrichtung (17) aufweist, die an dem Außendurchmesser (21) des Endstücks (12) vorsteht und sich vorzugsweise koaxial zur Mittelachse des Endstücks (12) erstreckt.
Verfahren zur Freigabe eines Zugmittels (13) für ein Insassenrückhaltesystem mit einem Gehäuse (11) und einer Auslöseeinrichtung (10), an der ein Endstück (12) und das Zugmittel (13) derart angeordnet sind, dass das Endstück (12) im nicht aktivierten Zustand der Auslöseeinrichtung (10) das Zugmittel (13) fixiert, mit den folgenden Schritten: – Absprengen und Bewegen des Endstücks (12) durch Auslösen der Auslöseeinrichtung (10), – Freigeben des Zugmittels (13) beim Absprengen des Endstücks (12) und – Aufnehmen des Endstücks (12) in einer Einrichtung, insbesondere in einer Fangtasche (18), wobei das Endstück (12) in einer Endposition beabstandet vom Zugmittel (13) gehalten wird, sodass eine Rückkehr des Endstücks (12) in dessen Position, die es im nicht aktivierten Zustand der Auslöseeinrichtung (10) hat, verhindert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegte Endstück (12) durch ein, vorzugsweise kanalförmiges, Bremsprofil (16) in Wirkeingriff mit dem Bremsprofil (16) in seiner Bewegung in Richtung seiner Endposition abgebremst wird.
Verfahren zur Freigabe eines Zugmittels (13) für ein Insassenrückhaltesystem mit einem Gehäuse (11) und einer Auslöseeinrichtung (10), an der ein Endstück (12) und das Zugmittel (13) derart angeordnet sind, dass das Endstück (12) im nicht aktivierten Zustand der Auslöseeinrichtung (10) das Zugmittel (13) fixiert, mit den folgenden Schritten: – Absprengen und Beschleunigen des Endstücks (12) entlang einer Bewegungsrichtung (B) durch Auslösen der Auslöseeinrichtung (10), – Freigeben des Zugmittels (13) beim Absprengen des Endstücks (12) und – Abbremsen des bewegten Endstücks (12) entlang eines Bremsprofils (16) in Bewegungsrichtung (B), insbesondere bevor eine Richtungsumkehr des bewegten Endstücks (12) eingeleitet wird.