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Die Erfindung bezieht sich auf Strafferantriebe sowie auf Gurtaufroller, die mit Strafferantrieben ausgestattet sind.
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Unter anderem betrifft die Erfindung einen Strafferantrieb, der zumindest aufweist: einen Gasgenerator, ein Antriebsrad, ein Zuführungsrohr, das den Gasgenerator und das Antriebsrad verbindet und eine dem Antriebsrad zugewandte Austrittsöffnung aufweist, und mindestens einen Schubkörper, der sich vor dem Auslösen des Gasgenerators ganz oder zumindest abschnittsweise in dem Zuführungsrohr befindet und nach dem Zünden des Gasgenerators durch die Austrittsöffnung hindurch in Richtung Antriebsrad geschoben wird.
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Ein solcher Strafferantrieb ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
DE 10 2014 224 490 B3 bekannt. Bei dem vorbekannten Strafferantrieb befindet sich eine deformierbare Schubkörperstange vor dem Auslösen des Gasgenerators in einem mehrfach gebogenen Zuführungsrohr und wird nach dem Zünden des Gasgenerators aus dem Zuführungsrohr hinaus in Richtung auf das Antriebsrad geschoben. Beim Passieren des Zuführungsrohres wird die Schubkörperstange mehrfach plastisch und/oder elastisch umgebogen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Strafferantrieb der beschriebenen Art eine mechanisch besonders einfach herstellbare Konstruktion vorzuschlagen, die einen Austritt von heißem Antriebsgas des Gasgenerators am Ende des Straffvorgangs verhindert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Strafferantrieb mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Strafferantriebs sind in Unteransprüchen angegeben.
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Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Stoppelement im Zuführungsrohr zwischen dem Schubkörper und dem Gasgenerator angeordnet ist und eine Stoppeinrichtung vorhanden ist, die den Schubkörper passieren lässt, aber das Stoppelement stoppt. Außerdem ist vorgesehen, dass die Stoppeinrichtung außerhalb des Zuführungsrohres - in Bewegungsrichtung des Schubkörpers gesehen - hinter der Austrittsöffnung des Zuführungsrohres angeordnet ist und der Abstand zwischen der Austrittsöffnung des Zuführungsrohres und der Stoppeinrichtung derart bemessen ist, dass ein Abschnitt des Stoppelements und/oder - falls vorhanden - ein zwischen dem Gasgenerator und dem Stoppelement angeordnetes und das Stoppelement antreibendes Dichtelement innerhalb des Zuführungsrohres verbleibt, wenn das Stoppelement auf die Stoppeinrichtung stößt und von dieser gestoppt wird.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Strafferantriebs ist darin zu sehen, dass am Ende des Straffvorgangs das heiße Gas des Gasgenerators zuverlässig im Rohrinneren des Zuführungsrohres gehalten und dadurch ein Gasaustritt verhindert wird. Dies bewirkt die Stoppeinrichtung, die selbst außerhalb des Zuführungsrohres - in Bewegungsrichtung des Schubkörpers gesehen - und somit hinter der Austrittsöffnung des Zuführungsrohres angeordnet ist und das Stoppelement hinter der Austrittsöffnung stoppt. Die Austrittsöffnung ist dabei als diejenige Stelle des Zuführungsrohres zu verstehen, an der das Zuführungsrohr seine Gasdichtigkeit verliert und das Gas des Gasgenerators das Zuführungsrohr verlassen würde, wenn das Zuführungsrohr nicht unter Mitwirkung des Stoppelements verschlossen bliebe.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Strafferantriebs ist darin zu sehen, dass durch die Anordnung der Stoppeinrichtung außerhalb des gasführenden Zuführungsrohres eine besonders einfache Montage der Teile möglich ist; denn die abdichtende Wirkung des Zuführungsrohrs wird nicht durch technische Maßnahmen innerhalb des Zuführungsrohrs erreicht, sondern durch Maßnahmen außerhalb des Zuführungsrohrs.
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Die Stoppeinrichtung ist vorzugsweise zwischen der Austrittsöffnung des Zuführungsrohres und dem Antriebsrad angeordnet und stoppt das Stoppelement, bevor dieses das Antriebsrad erreicht.
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Mit Blick auf eine einfache Montage wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Stoppeinrichtung als separates Teil einfach auf einen Wandabschnitt aufgesetzt wird, der - in Bewegungsrichtung von Schubkörper und Stoppelement gesehen - hinter der Austrittsöffnung des Zuführungsrohres liegt und somit einfach zugänglich ist.
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Der Wandabschnitt schließt sich vorzugsweise einteilig an das Zuführungsrohr an. Der Wandabschnitt, auf dem die Stoppeinrichtung aufgesetzt ist, ist mit Blick auf eine einfache Montage der Stoppeinrichtung vorzugsweise rinnenförmig oder zumindest abschnittsweise rinnenförmig.
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Bei einer als vorteilhaft angesehenen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Stoppelement gegenüber dem Zuführungsrohr selbst nicht abdichtend ist und im Zuführungsrohr zwischen dem Gasgenerator und dem Stoppelement ein Dichtelement angeordnet ist und der Abstand zwischen der Austrittsöffnung des Zuführungsrohres und der Stoppeinrichtung kleiner ist als die Summe aus der Länge - in Bewegungsrichtung gesehen - des Stoppelements, der Länge des Dichtelements und - sofern vorhanden - der Länge etwaig zwischen dem Dichtelement und dem Stoppelement befindlicher Zwischenelemente.
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Sind keine Zwischenelemente vorhanden, so ist der Abstand zwischen der Austrittsöffnung des Zuführungsrohres und der Stoppeinrichtung also vorzugsweise kleiner als die Summe aus der Länge - in Bewegungsrichtung gesehen - des Stoppelements und der Länge des davor liegenden Dichtelements.
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Bei einer anderen als vorteilhaft angesehenen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Stoppelement gegenüber dem Zuführungsrohr selbst abdichtend ist und der Abstand zwischen der Austrittsöffnung des Zuführungsrohres und der Stoppeinrichtung kleiner ist als die Länge - in Bewegungsrichtung gesehen - des abdichtenden Stoppelements.
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Die Stoppeinrichtung weist vorzugsweise zumindest zwei Abschnitte auf, nämlich einen Umlenkabschnitt, der die Bewegungsrichtung des Schubkörpers oder zumindest die Bewegungsrichtung eines Abschnitts des Schubkörpers beim Passieren der Stoppeinrichtung in Richtung auf das Antriebsrad umlenkt, und einen Barriereabschnitt, der winklig zum Umlenkabschnitt angeordnet ist und einen Prellbock für das Stoppelement bildet.
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Der Winkel des Barriereabschnitts liegt - relativ zur Bewegungsrichtung des Stoppelements beim Auftreffen auf den Barriereabschnitt - vorzugsweise in einem Bereich zwischen 80° und 100°; der Barriereabschnitt erstreckt sich also mit anderen Worten senkrecht oder zumindest näherungsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung.
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Der Winkel zwischen dem Barriereabschnitt und dem Umlenkabschnitt ist vorzugsweise ein spitzer Winkel, der besonders bevorzugt zwischen 60° und 80° beträgt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Barriereabschnitt - in einer Draufsicht senkrecht zur Bewegungsrichtung gesehen - einen Hinterschnitt bildet, durch den eine vorstehende Stoßkante gebildet wird. Die Stoßkante führt bei Auftreffen des Stoppelements vorzugsweise zu einem verhakenden Formschluss zwischen dem Stoppelement und der Stoppeinrichtung.
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Der Umlenkabschnitt bildet vorzugsweise eine Rampe in Richtung Antriebsrad.
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Die Rampe umfasst vorzugsweise eine plane Rampenfläche, die einen Neigungswinkel - relativ zur Bewegungsrichtung unmittelbar vor Erreichen der Stoppeinrichtung - zwischen 30° und 60° aufweist.
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Mit Blick auf ein optimales Einsteuern des Schubkörpers in das Antriebsrad wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Rampe eine in Richtung Antriebsrad gekrümmte Rampenfläche aufweist.
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Das Stoppelement weist vorzugsweise einen vorstehenden Nasenabschnitt und einen radial außenliegenden und nach hinten versetzten Ringabschnitt auf.
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Bei Auftreffen des Stoppelements auf der Stoppeinrichtung stößt vorzugsweise zunächst der Nasenabschnitt auf den Umlenkabschnitt und wird von diesem in Richtung Antriebsrad gelenkt, wodurch das Stoppelement gezielt ausgerichtet wird, bevor anschließend der Ringabschnitt auf den Barriereabschnitt stößt und von diesem gestoppt wird.
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Mit Blick auf das Umlenken des Nasenabschnitts und die Ausrichtung des Stoppelements wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der vorstehende Nasenabschnitt konusförmig ist.
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Der Ringabschnitt ist vorzugsweise deformierbar und wird beim Auftreffen auf den Barriereabschnitt von diesem zumindest geringförmig deformiert, vorzugsweise unter Bildung eines das Stoppelement und die Stoppeinrichtung verhakenden Formschlusses.
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Der Schubkörper ist vorzugsweise ein strangförmiges Element, das nach dem Passieren der Austrittsöffnung des Zuführungsrohres durch die Stoppeinrichtung plastisch und/oder elastisch umgebogen wird.
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Mit Blick auf ein definiertes Einsteuern des Schubkörpers nach dem Zünden des Gasgenerators wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Schubkörper vor dem Zünden des Gasgenerators bereits mit einem vorderen Abschnitt auf dem Umlenkabschnitt aufliegt.
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Das Stoppelement kann zwei oder mehr Abschnitte umfassen, wobei jeder Abschnitt andere Materialeigenschaften aufweisen kann.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Gurtaufroller, der mit einer Gurtspule zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurts sowie mit einem Strafferantrieb, wie er oben beschrieben worden ist, ausgestattet ist. Bezüglich der Vorteile des Gurtaufrollers sowie vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers sei auf die obigen, den Strafferantrieb betreffenden Ausführungen verwiesen, die für den Gurtaufroller entsprechend gelten.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
- 1 in einer dreidimensionalen Explosionsdarstellung Bestandteile eines Ausführungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller, der mit einem Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Strafferantrieb ausgestattet ist,
- 2-5 ein Stoppelement, ein Dichtelement und eine Stoppeinrichtung des Strafferantriebs gemäß 1 näher im Detail.
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In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt in einer dreidimensionalen Explosionsdarstellung ein Ausführungsbeispiel für einen Gurtaufroller 10, der unter anderem eine Gurtspule 20 und einen Strafferantrieb 30 umfasst.
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Von dem Strafferantrieb 30 erkennt man in der 1 unter anderem einen Gasgenerator 31, ein Zuführungsrohr 32, einen strangförmigen Schubkörper in Form einer Schubkörperstange 33 aus einem deformierbaren Material sowie ein Antriebsrad 34.
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Zwischen dem Gasgenerator 31 und der Schubkörperstange 33 befinden sich im Zuführungsrohr 32 ein Stoppelement 35 und ein Dichtelement 36. Das Stoppelement 35 arbeitet mit einer Stoppeinrichtung 37 zusammen, die in Bewegungsrichtung B der Schubkörperstange 33 gesehen hinter der Austrittsöffnung A32 des Zuführungsrohres 32 angeordnet ist und die Schubkörperstange 33 passieren lässt, aber das Stoppelement 35 stoppt.
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Die Stoppeinrichtung 37 liegt auf einem Wandabschnitt 38 auf, der in Bewegungsrichtung B der Schubkörperstange 33 gesehen hinter der Austrittsöffnung A32 des Zuführungsrohres liegt und sich einteilig an das Zuführungsrohr - unter Bildung einer Rohr-Trägerwand-Anordnung - anschließt. Die Austrittsöffnung A32 ist dabei als diejenige Stelle des Zuführungsrohres 32 zu verstehen, an der das Zuführungsrohr seine Gasdichtigkeit verliert und das Gas des Gasgenerators 31 das Zuführungsrohr 32 verlassen würde, wenn das Zuführungsrohr nicht mittels des Dichtelements 36 bzw. des Stoppelements 35 verschlossen bliebe.
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Der Abstand zwischen der Austrittsöffnung A32 des Zuführungsrohres 32 und der auf dem Wandabschnitt 38 liegenden Stoppeinrichtung 37 ist derart bemessen, dass ein Abschnitt des Stoppelements 35 und das zwischen dem Gasgenerator 31 und dem Stoppelement 35 angeordnete und das Stoppelement 35 antreibende Dichtelement 36 innerhalb des Zuführungsrohres 32 verbleiben, wenn das Stoppelement 35 auf die Stoppeinrichtung 37 stößt und von dieser gestoppt wird.
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Das Antriebsrad 34 kann mit der Gurtspule 20 unmittelbar in Verbindung stehen oder alternativ über eine Kupplung 40 mit der Gurtspule gekoppelt sein.
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Wird im Falle eines Unfalls oder einer Gefahrensituation der Strafferantrieb 30 ausgelöst und der Gasgenerator 31 gezündet, so wird das Gas des Gasgenerators 31 das Dichtelement 36 und das dahinter liegende Stoppelement 35 sowie die Schubkörperstange 33 in Richtung Antriebsrad 34 drücken, sodass das Antriebsrad 34 in eine Rotationsbewegung versetzt wird und die Gurtspule 20 derart antreibt, dass diese einen in der 1 aus Gründen der Übersicht nicht gezeigten Sicherheitsgurt aufwickelt.
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Um die Schubkörperstange 33 durch das mit Krümmungen 32a und 32b versehene Zuführungsrohr 32 mit möglichst geringer Antriebskraft bzw. Antriebsenergie durchdrücken zu können, besteht die Schubkörperstange 33 vorzugsweise aus einem elastisch und/oder plastisch besonders gut deformierbaren Material, beispielsweise aus Kunststoff. In der 1 ist mit dem Bezugszeichen 33a die vordere Stirnfläche der Schubkörperstange gekennzeichnet, die nach dem Zünden des Gasgenerators 31 auf das Antriebsrad 34 stößt.
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In der letzten Phase des Strafferbetriebs soll, wie bereits angesprochen, das Gas des Gasgenerators 31 im Rohrinneren des Zuführungsrohres 32 gehalten werden; dies wird durch das Zusammenwirken von Stoppelement 35 und Stoppeinrichtung 37 erreicht, die am Ende des Straffvorgangs das Dichtelement 36 im Zuführungsrohr 32 zurückhalten. Im Zusammenhang mit den 2 bis 5 werden nachfolgend bevorzugte Ausgestaltungen für das Stoppelement 35 und die Stoppeinrichtung 37 näher erläutert.
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Die 2 zeigt das Dichtelement 36, das Stoppelement 35 sowie die Schubkörperstange 33 unmittelbar vor der Beendigung des Straffvorgangs.
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Die Stoppeinrichtung 37, die hinter der Austrittsöffnung A32 des Zuführungsrohres 32 auf dem Wandabschnitt 38 aufliegt, weist einen Umlenkabschnitt 371 auf, der die Bewegungsrichtung B (siehe 3 und 4) der Schubkörperstange 33 beim Passieren der Stoppeinrichtung 37 in Richtung auf das Antriebsrad 34 umlenkt. Zu diesem Zweck ist der Umlenkabschnitt 371 als Rampe ausgebildet, die in Bewegungsrichtung B gesehen eine vordere plane Rampenfläche 371a und eine dahinterliegende gekrümmte Rampenfläche 372b umfasst.
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Die Stoppeinrichtung 37 umfasst darüber hinaus einen Barriereabschnitt 372, der winkelig zum Umlenkabschnitt 371 angeordnet ist und einen Prellbock für das Stoppelement 35 bildet.
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Mit anderen Worten ist der Umlenkabschnitt 371 der Stoppeinrichtung 37 mit Blick auf das Umlenken der Schubkörperstange 33 hin ausgelegt und dimensioniert, wohingegen der Barriereabschnitt 372 keine Umlenkfunktion hat, sondern lediglich dazu dienen soll, das Stoppelement 35 zu stoppen. Auf die Bewegung der Schubkörperstange 33 hat der Barriereabschnitt 372 also keinen bzw. keinen signifikanten Einfluss.
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Um die beschriebene Umlenkwirkung des Umlenkabschnittes 371 und die Prellbockwirkung des Barriereabschnitts 372 zu unterstützen, ist der Wandabschnitt 38 im Bereich zwischen der Austrittsöffnung A32 des Zuführungsrohres 32 und der Stoppeinrichtung 37 vorzugsweise gebogen.
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Die 3 zeigt den in der 2 gezeigten Zustand nochmals in einer anderen Sicht. Es lässt sich erkennen, dass der Barriereabschnitt 372 eine Anschlagsfläche P bildet, die in einer Draufsicht entlang der Blickrichtung B', die senkrecht zur Bewegungsrichtung B des Stoppelements 35 vor dem Aufprall auf den Barriereabschnitt 372 ist, eine Art Hinterschnitt bildet, wodurch eine besonders zuverlässige Stoppwirkung erreicht und dem Stoppelement 35 ein Passieren des Barriereabschnitts 372 unmöglich gemacht wird.
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Die 4 zeigt in einer anderen Darstellung nochmals die Ausgestaltung von Barriereabschnitt 372 und Umlenkabschnitt 371 bei der Stoppeinrichtung 37 gemäß den 1 bis 3. Es lässt sich erkennen, dass der Winkel α zwischen der planen Rampenfläche 371a des Umlenkabschnitts 371 und der Bewegungsrichtung B vor Erreichen der Stoppeinrichtung in einem Bereich zwischen vorzugsweise 30 und 60 Grad liegt, wohingegen der Winkel β zwischen der Anschlagsfläche P des Barriereabschnitts 372 und der Bewegungsrichtung B vorzugsweise über 90 Grad liegt. Ein Winkel über 90° führt zu dem angesprochenen Hinterschnitt und bildet eine vorstehende Stoßkante K aus, die bei Aufprall des Stoppelements 35 in dieses eingedrückt wird und zu einem Formschluss bzw. quasi ein Verrasten des Stoppelements 35 mit dem Barriereabschnitt 372 führt.
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Durch die beschriebene Winkelwahl der Winkel α und β ergibt sich, dass der Winkel y zwischen dem Barriereabschnitt 372 und dem Umlenkabschnitt 371 ein spitzer Winkel ist. Dieser liegt zur Ausbildung der Stoßkante K bevorzugt zwischen 60° und 80°.
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Die 5 zeigt die in den 2 bis 4 gezeigten Elemente nach Abschluss des Straffvorgangs. Es lässt sich erkennen, dass das Stoppelement 35 auf den Barriereabschnitt 372 aufgeprallt und somit abrupt gestoppt worden ist. Durch das Stoppen des Stoppelements 35 wird das Dichtelement 36 im Inneren des Zuführungsrohres 32, also noch vor der Austrittsöffnung A32, gehalten, sodass ein Austritt des Gases des Gasgenerators 31 verhindert wird; denn das Zuführungsrohr 32 bleibt durch das Dichtelement 36 abgedichtet.
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Die 3 und 5 zeigen darüber hinaus eine bevorzugte Ausgestaltung des Stoppelements 35. Das Stoppelement 35 weist vorzugsweise einen vorstehenden Nasenabschnitt 351 und einen demgegenüber nach hinten versetzten, radial außenliegenden Ringabschnitt 352 auf.
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Beim Auftreffen des Stoppelements 35 auf der Stoppeinrichtung 37 wird zunächst der Nasenabschnitt 351 auf den Umlenkabschnitt 371 bzw. die durch diesen gebildete Rampe stoßen, sodass das Stoppelement 35 in Richtung Antriebsrad 34 umgelenkt wird. Dieses Umlenken optimiert die Positionierung des radial außenliegenden Ringabschnitts 352 relativ zur Anschlagsfläche P und der Stoßkante K des Barriereabschnitts 372, sodass das Stoppen des Stoppelements 35 sicher gewährleistet wird.
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Mit Blick auf die angesprochene Umlenkwirkung des Nasenabschnitts 351 wird es als vorteilhaft angesehen, wenn dieser konusförmig ist. Der Steigungswinkel des konusförmigen Nasenabschnitts 371 ist vorzugsweise an den Winkel der planen Rampenfläche 371a des Umlenkabschnitts 371 angepasst, nämlich dergestalt, dass der konusförmige Nasenabschnitt 351 - zum Zeitpunkt des Aufschlagens des Ringabschnitts 352 auf dem Barriereabschnitt 372 - auf dem Umlenkabschnitt 371 flächig aufliegt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 5 sind ein Dichtelement 36 und ein Stoppelement 35 vorhanden. Alternativ ist es möglich, auf das Dichtelement 36 zu verzichten, wenn das Stoppelement 35 selbst abdichtend ist und mit einem dichtenden Abschnitt innerhalb des Zuführungsrohres 32 verbleibt, wenn der vordere Abschnitt des Stoppelements 35 auf die Stoppeinrichtung 37 bzw. deren Barriereabschnitt 372 stößt.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gurtaufroller
- 20
- Gurtspule
- 30
- Strafferantrieb
- 31
- Gasgenerator
- 32
- Zuführungsrohr
- 32a
- Krümmung
- 32b
- Krümmung
- 33
- Schubkörperstange
- 33a
- vordere Stirnfläche
- 34
- Antriebsrad
- 35
- Stoppelement
- 36
- Dichtelement
- 37
- Stoppeinrichtung
- 38
- Wandabschnitt
- 40
- Kupplung
- 351
- Nasenabschnitt
- 352
- Ringabschnitt
- 371
- Umlenkabschnitt
- 371a
- plane Rampenfläche
- 371b
- gekrümmte Rampenfläche
- 372
- Barriereabschnitt
- A32
- Austrittsöffnung
- B
- Bewegungsrichtung
- B'
- Blickrichtung
- K
- Stoßkante
- P
- Anschlagsfläche
- R
- Biegeradius
- α
- Winkel
- β
- Winkel
- γ
- Winkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014224490 B3 [0003]
