-
Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Existierende Gurtstraffer, die ein Zugübertragungsmittel - insbesondere in Form eines Stahlseils - für einen Gurtbandeinzug verwenden, sind gegenüber einem Umgebungsbereich eines Druckraumes des Gurtstraffers möglichst gasdicht. Dennoch kann ein Stahlseil wegen dessen Helixkontur, die sich aus ineinander geflechteten oder geschlagenen Seilsträngen ergibt, gegenüber dem Umgebungsbereich nicht ausreichend abgedichtet werden. Daraus ergibt sich im Anwendungsfall, also wenn der Druck- oder Arbeitsraum des Gasgenerators mit Druckgasen versetzt wird, aufgrund der Undichtigkeiten ein verringerter Wirkungsgrad des Gurtstraffers.
-
Ein gattungsgemäßer Gurtstraffer mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2006 002 731 B3 bekannt. Hierin ist bereits eine Dichtung beschrieben, welche den Arbeitsraum gegenüber dem Zugübertragungsmittel oder dem Umgebungsbereich abdichten soll.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Gurtstraffer mit einem verbesserten Wirkungsgrad anzugeben.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Gurtstraffer gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die hiervon abhängigen Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.
-
Der gattungsgemäße Gurtstraffer für ein Fahrzeug weist einen Gasgenerator, einen Arbeitsraum und einen in dem Arbeitsraum bewegbareren Schubkörper auf, der mittels eines Zugübertragungselements mit einem Gurteinzugskörper kraftleitend verbunden ist.
-
Als Gurtstraffer kommen dabei insbesondere solche Gurtstraffer in Frage, die aufgrund ihrer Anordnung an einem Becken des Fahrzeuginsassen wirken, also wodurch ein Gurtband im Beckenbereich des Fahrzeuginsassen unmittelbar gestrafft wird. Darunter zählen insbesondere sog. Endbeschlagstraffer oder Gurtschlossstraffer.
-
Unter dem Schubkörper ist im Allgemeinen ein Kolben zu verstehen, der aufgrund eines expandierenden Gases, welches von dem Gasgenerator ausströmt, innerhalb des Arbeitsraums bewegbar ist.
-
Das Zugübertragungselement dient als Kraftschluss oder Verbindungselement zwischen dem Schubkörper und dem Gurteinzugskörper. Typischerweise wird als Zugübertragungselement ein Stahl- oder Drahtseil eingesetzt. Als Gurteinzugskörper ist beispielsweise eine Welle zu verstehen, die das Gurtband im Anwendungsfall auf- oder abwickelt. Weiter kann darunter ein Köper zu verstehen sein, der wenigstens mittelbar zur einem Gurtbandeinzug beiträgt.
-
Erfindungsgemäß weist dabei der Arbeitsraum zwischen Schubkörper und Gasgenerator mehrere Druckräume auf, die in einem deaktivierten Zustand des Gasgenerators voneinander gasdicht, oder im Wesentlichen voneinander gasdicht getrennt sind. Wesentlich meint in diesem Zusammenhang, dass keine 100%ige Dichtheit vorliegen muss, jedoch ein nahezu geschlossener Zustand erreicht sein soll. Bei einer Aktivierung des Gasgenerators sind die Druckräume zu einem Arbeitsraum verbindbar, sodass ein Gasfluss von Gasgenerator zu dem Schubkörper entstehen kann. Vorzugsweise beginnt der Arbeitsraum nach einem Gasaustrittsbereich des Gasgenerators, also bei einem Punkt, an dem das expandierende Gas den Gasgenerator verlässt.
-
Aufgrund der Unterteilung des Arbeitsraumes in mehrere Druckräume, weisen diese zum Zeitpunkt der Aktivierung des Gasgenerators unterschiedliche Gasdrücke auf. Ein erster Druckraum ist unmittelbar mit dem Gasaustrittsbereich des Gasgenerators gasleitend verbunden. Ein zweiter Druckraum ist nach dem ersten Druckraum geschaltet und wird an einem Ende von dem Schubkörper begrenzt. Bei einer Aktivierung des Gasgenerators weist zunächst der erste Druckraum einen höheren Gasdruck auf als der zweite Druckraum. Dadurch wird zunächst eine Wandung des ersten Druckraums gedehnt und schmiegt sich insbesondere an die Stellen des Arbeitsraumes an, an denen ein potenzieller Gasaustritt zu dem Umgebungsbereich des Gurtstraffers erfolgen kann. Somit wird der Wirkungsgrad des Gurtstraffers erhöht.
-
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass innerhalb des Arbeitsraumes eine Dichtung angeordnet ist, die den Arbeitsraum gegenüber dem Zugübertragungselement und/oder gegenüber einer Eintrittsöffnung des Zugübertragungselements in den Arbeitsraum abdichtet. Die Dichtung erstreckt sich dabei in einem deaktivierten Zustand des Gasgenerators wenigstens von einer Eintrittsöffnung des Zugübertragungselements in den Arbeitsraum bis zu einem axialen Ende des ersten Druckraumes, also dem Druckraum, der in aktivierten Zustand anfänglich einen größeren Gasdruck aufweist. Bevorzug erstreckt sich die Dichtung jedoch in deaktivierten Zustand von der Eintrittsöffnung bis zu einer Stirnseite des Schubkörpers, also von dem ersten zu dem zweiten Druckraum.
-
Die Dichtung wirkt somit insbesondere an den kritischen Stellen innerhalb des Arbeitsraumes, welche ein Leckagepotenzial aufweisen. Durch die anfängliche Druckerhöhung in dem ersten Druckraum dehnt sich die Dichtung insbesondere an den Stellen zu der Eintrittsöffnung und/oder dem Zugübertragungselement aus und schließt dadurch mögliche Öffnungen, die zu dem Umgebungsbereich führen.
-
Weiter wird durch die spezielle Ausgestaltung der Dichtung ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Arbeitsraum verhindert. Zwar kann es beispielsweise möglich sein, dass Feuchtigkeit im Bereich der Eintrittsöffnung in einen Durchführkanal, der zur Durchführung des Zugübertragungselements innerhalb des abgedichteten Arbeitsraumes dient, eintritt. Jedoch gelangt die Feuchtigkeit aufgrund der Dichtung nicht innerhalb des druckgasführbaren Bereiches des Arbeitsraumes. Damit kann dieser Bereich des Arbeitsraumes nicht geflutet werden, denn die Feuchtigkeit kann entlang der Erstreckungsrichtung des Zugübertragungselements abfließen. Eine Fehlfunktion des Gasgenerators wird dadurch vermieden. Als Dichtungsmaterial ist hierbei ein Kunststoff oder ein Elastomer denkbar.
-
Vorteilhafterweise ist die Dichtung zusammen mit dem Schubkörper einteilig ausgestaltet. Dies hat insbesondere montagetechnische Vorteile, da die Dichtung zusammen mit dem Schubkörper in einem einzigen Arbeitsschritt innerhalb des Arbeitsraumes verbaut werden kann.
-
Weiter kann der Schubkörper von der Dichtung lösbar sein, sodass in einem Anwendungsfall, also wenn ein ausreichend großer Gasdruck in dem Arbeitsraum oder den Druckräumen vorhanden ist, sich der Schubkörper von der restlichen Dichtung löst und somit das Zugübertragungselement bzw. den Gurteinzugskörper betätigt.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Dichtung und/oder der Schubkörper eine Öffnung auf, durch die das Zugübertragungselement durchgeführt ist. Die Dichtung ist bevorzugt rotationssymmetrisch geformt. Innerhalb des ersten Druckraums ist die Dichtung zudem zylindrisch bzw. Hülsenförmig, sodass die Öffnung längs durch die zylindrische Form durchführt.
-
Der Schubkörper weist ebenfalls eine zylindrische Form auf, bei der die Öffnung zentral entlang der Längsachse führt. Das Zugübertragungsmittel ist vorzugsweise an einer Seite des Schubkörpers fixiert, die der mit dem Gasdruck beaufschlagbaren Seite des Arbeitsraums abgewandt liegt.
-
Das Zugübertragungsmittel wird dadurch während der Expansion des Schubkörpers möglichst mittig innerhalb des Arbeitsraumes geführt, sodass möglichst keine Berührungen mit der Außenwandung des Arbeitsraumes auftreten und damit eine Reibung minimiert ist.
-
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Dichtung eine Zwischenwand umfasst, die mehrere Druckräume voneinander trennt. Insbesondere wird dadurch der erste von dem zweiten Druckraum getrennt. Vorteilhaft ist diese Zwischenwand bei der Ausführung als einstückige Dichtung zwischen dem Schubkörper und dem hülsenförmigen Teil, welcher sich innerhalb des ersten Druckraums erstreckt, angeordnet.
-
Auch diese Ausführung hätte montagetechnische Vorteile, da zum einen durch Einlegen der Dichtung in den Arbeitsraum die Mehrzahl an Druckräumen gebildet werden, und zum anderen gleichzeitig die Abdichtung zum Umgebungsbereich verbessert und der Schubkörper angeordnet bzw. platziert wird.
-
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Arbeitsraum Sollbruchstellen aufweist, die vor einer Aktivierung des Gasgenerators zusammen mit der Zwischenwand die Druckräume voneinander gasdicht trennen und bei Überschreiten eines Schwellenwertes im Zuge eines Gasdruckanstieges aufbrechen.
-
Weiter können die Sollbruchstellen in deren Bruchverhalten so gewählt sein, dass diese - betrachtet in Richtung des Strömungsverlaufes des Gases von Gasgenerator zu Schubkörper - zeitlich nacheinander aufbrechen. Somit sind mehrere Ebenen oder Bereiche mit jeweils einer Anzahl an Sollbruchstellen innerhalb des Arbeitsraumes angeordnet. Die Ebenen sind im Wesentlichen quer zu einem Längsverlauf des Arbeitsraumes, wodurch das Aufbrechen der Sollbruchstellen zeitlich einstellbar ist.
-
Mittels dieser Ausführungsform können die Gasdruckverläufe innerhalb der Druckräume optimiert werden, sodass in Verbindung mit der Dichtung eine verbessertes Dichtverhalten erzielbar ist.
-
Besonders bevorzugt sind die Sollbruchstellen dabei an der Dichtung und/oder der Zwischenwand angeordnet oder sind ein Teil dieser. Beispielsweise kann dabei die Zwischenwand der Dichtung in einer Ebene quer zur Längsrichtung die Sollbruchstellen aufweisen. Zusätzlich oder anstatt kann beispielsweise die Dichtung in einem Verbindungsbereich zwischen der Zwischenwand und dem Schubkörper - entlang oder in einer Ebene quer zur Längsrichtung - die Solbruchstellen aufweisen. Ist die Sollbruchstelle kann beispielsweise als Perforation ausgeprägt sein und sich beispielsweise in Umfangsrichtung erstrecken.
-
Hierdurch würden ebenso montagetechnische Vorteile erzielt, da die mit dem Schubkörper einstückige Dichtung vorweg mit den Sollbruchstellen versehen werden kann und die Dichtung nur noch in den Arbeitsraum eingefügt werden muss.
-
Gleiches gilt auch für eine Ausführungsform, bei der die Zwischenwand mit der restlichen Dichtung einstückig ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform weist das Zugübertragungselement einen Kunststoffmantel auf, der sich - in ausgelösten Zustand des Gurtstraffers - wenigstens in einem Bereich zwischen der Eintrittsöffnung und dem Schubkörper erstreckt. Der Kunststoffmantel kann dabei als zylinderförmige Röhre ausgeführt sein, in der das Zugübertragungselement gleiten kann oder welche das Zugübertragungselement ummantelt.
-
Der Kunststoffmantel hat den Vorteil, dass die Dichtung sich im Anwendungsfall an eine - im Vergleich zu der Oberfläche des Zugübertragungselements - glatte Oberfläche anlegen würde und somit der Gasdruckverlust minimiert werden würde.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Schnittdarstellung eines gattungsgemäßen Gurtstraffers in einer Draufsicht bei deaktiviertem Gasgenerator;
- 2 eine Detailansicht des Gegenstands der 1 bei aktiviertem Gasgenerator und einer Gasdruckbefüllung des ersten Druckraumes;
- 3 den Gegenstand der 2 bei aktiviertem Gasgenerator und einer Gasdruckbefüllung des ersten und des zweiten Druckraumes;
- 4 den Gegenstand der 3 bei aktiviertem Gasgenerator und einem von der Dichtung gelösten Schubkörper;
- 5 eine Detailansicht der Dichtung und des Schubkörpers als einteilige Ausgestaltung; und
- 6 eine Schnittdarstellung des Zugübertragungselements.
-
Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines gattungsgemäßen Gurtstraffers 10 in einer Draufsicht bei einem deaktiviertem Gasgenerator 11. Der Gurtstraffer 10 weist einen Arbeitsraum 12 auf, der sich von einer Gasaustrittsöffnung des Gasgenerators 11 bis zu einem Rohrende erstreckt. Innerhalb des Arbeitsraums 12 erstreckt sich ein Strömungsverlauf (A) (siehe 4) des Gasdruckes, der von dem aktivierten Gasgenerator 11 erzeugt wird und ein Schubkörper 14 in Form eines Kolbens betätigt. Der Schubkörper 14 in dem Arbeitsraum 12 bis zu dem Rohrende bewegbar. Der Schubkörper 14 ist mit einem Ende eines Zugübertragungselements 16 an dem Schubkörper 14 kraftleitend befestigt. Mit dem anderen Ende ist das Zugübertragungselement 16 an einem Gurteinzugskörper 19 kraftleitend befestigt. Der Gurteinzugskörper 19 kann beispielsweise eine Gurtwelle sein, um die sich im Anwendungsfall ein Gurtband wickelt, um das Gurtband zu verkürzen und somit eine Zugkraft auf den Fahrzeuginsassen, insbesondere auf dessen Beckenbereich auszuüben. Bei einem aktivierten Gasgenerator 11 wird somit das Zugübertragungselement 16 von dem Gurteinzugskörper 19 abgewickelt und das Gurtband auf den Gurteinzugskörper 19 aufgewickelt.
-
Das Zugübertragungselement 16 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Drahtseil 17 ausgebildet.
-
Wie aus der 6 ersichtlich, kann das Drahtseil 17 eine Seildichtung 18 aufweisen. Die Seildichtung 18 dichtet die ineinander geflechteten oder geschlagenen Seilstränge zueinander ab. Daraus ergibt sich eine möglichst geschossene Oberfläche des Drahtseils 17, sodass eine an der Oberfläche anliegende Dichtung 30 einen Gasaustritt an eine Umgebung des Gurtstraffers vermeidet. Weiter kann das Stahlseil 17 oder das Zugübertragungselement 16 einen Kunststoffmantel 40 aufweisen. Der Kunststoffmantel 40 kann sich hierbei über einen Teilbereich innerhalb des Arbeitsraumes 12 erstrecken.
-
Erfindungsgemäß weist hierbei der Arbeitsraum 12 zwischen dem Schubkörper 14 und dem Gasgenerator 11 mehrere Druckräume 22, 24 auf, die in einem deaktivierten Zustand des Gasgenerators 11 voneinander gasdicht getrennt sind.
-
Mittels dieser gasdichten Trennung der Druckräume 22, 24 lässt sich der Wirkungsrad des Gurtstraffers 10 verbessern.
-
Die 2 zeigt eine Detailansicht des Gegenstands der 1 bei aktiviertem Gasgenerator 11 und einer Gasdruckbefüllung des ersten Druckraumes 22. Der erste Druckraum 22 beginnt unmittelbar nach der Gasaustrittsöffnung des Gasgenerators 11 und erstreckt sich bis zu einer Zwischenwand 25. Die Zwischenwand 25 trennt den erste und den zweite Druckraum 22, 24 gasdicht voneinander.
-
Die Zwischenwand 25 ist dermaßen ausgestaltet, dass diese bei einem Gasdruckanstieg innerhalb des ersten Druckraums 22 bis zu einem bestimmten Schwellenwert berstsicher ist, also dafür sorgt, dass lediglich der erste Druckraum 22 mit dem Gasdruck befüllt ist. In Verbindung mit einer Dichtung 30, die sich innerhalb des Arbeitsraumes 12, insbesondere innerhalb des ersten Druckraums 22, erstreckt, kann dadurch eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades erfolgen. Die Dichtung 30 legt sich dadurch nämlich an die Oberfläche des Zugübertragungselements 16 an und dichtet den Bereich des ersten Druckraumes 22 gegenüber einem ungewollten Gasaustritt zu dem Umgebungsbereich ab.
-
Wird dieser Schwellenwert des Gasdrucks überstiegen öffnet sich die Zwischenwand 25 in wenigstens einem Teilbereich und ermöglicht dem Gasdruck in den zweiten Druckraum 24 zu gelangen. Der zweite Druckraum 24 befindet sich zwischen dem Schubkörper 14 und der Zwischenwand 25. Aufgrund der Bewegbarkeit des Schubkörpers 14 innerhalb des Arbeitsbereiches 12, ist das Volumen des zweiten Druckraums 24 variabel und abhängig von dem jeweiligen Standort des Schubkörpers 14.
-
Die 3 zeigt den beschriebenen Vorgang, bei dem der Gasdruck von dem ersten zu dem zweiten Druckraum 22, 24 gelangt. Hierfür weist die Zwischenwand 25 eine bestimmte Wandstärke auf, die es ermöglicht in Abhängigkeit des gewünschten Schwellenwertes zu zerbersten und damit ein Überströmen des Gasdrucks zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise mit einer geänderten und verringerten Wandstärke erreicht werden, die von der restlichen Wandstärke der Zwischenwand 25 abweicht. Beispielsweise sind hierfür auch Sollbruchstellen 34 (einzeln oder mehrmalig) denkbar, welche in die Wandung der Zwischenwand 25 eingearbeitet sind.
-
Weiter ist insbesondere aus der 3 ersichtlich, dass im Bereich des zweiten Druckraums 24 eine weitere Materialschwächung in Form einer Sollbruchstelle 36 angeordnet ist. Es ist zu erkennen, dass der Schubkörper 14 mittels der Materialschwächung mit der Dichtung 30 und/oder der Zwischenwand 25 verbunden ist.
-
Mit anderen Worten kann beschrieben werden, dass der Schubkörper 14 sich gleichzeitig mit dem Aufbrechen der Zwischenwand 25 löst und hierfür nicht unbedingt eine Materialschwächung vorhanden sein muss. Der Gasdruck welcher durch den Gasgenerator erzeugt wird ist ausreichend groß, dass der Schubkörper 14 unabhängig von der Verbindungsart zu der Dichtung 30 lösbar ist.
-
Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass sowohl die Dichtung 30 als auch die weiteren Komponenten wie beispielsweise die Zwischenwand 25 und/oder der Schubkörper 14 einteilig ausgestaltet sein können. Einteilig insofern, dass diese für die Montage einteilig vorliegen und insbesondere im Anwendungsfall der Schubkörper 14 von der Dichtung 30 und/oder der Zwischenwand 25 lösbar ist.
-
Überseigt nun der Gasdruck innerhalb des zweiten Druckraumes 24 einen weiteren Schwellenwert, so löst sich der Schubkörper 14 aufgrund der Sollbruchstelle 36.
-
Hierzu zeigt die 4 den Zustand, bei dem der Gasgenerator 11 aktiviert ist und sich der Schubkörper 14 von der Dichtung 30 und/oder der Zwischenwand 25 gelöst hat. Der Schubkörper 14 gleitet innerhalb des Arbeitsraums 12 und betätigt mittels dem Zugübertragungselement 16 den Gurteinzugskörper 19.
-
Die 5 zeigt die einteilige Ausführungsform der Dichtung 30, umfassend die Dichtung 30, die Zwischenwand 25 und den Schubkörper 14. Dabei sind diese rotationssymmetrisch ausgeführt und mit einer zentralen Öffnung versehen, die entlang der Längsachse verläuft. Am oberen Ende der Dichtung 30 befindet sich eine Eintrittsöffnung 26, in die das Zugübertragungselement 16 eingeführt ist und sich bis zu dem Schubkörper 14 erstreckt.
-
Die 6 zeigt einen Querschnitt durch das Zugübertragungselement 16.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Gurtstraffer
- 11
- Gasgenerator
- 12
- Arbeitsraum
- 14
- Schubkörper
- 16
- Zugübertragungselement
- 17
- Drahtseil
- 18
- Seildichtung
- 19
- Gurteinzugskörper
- 22
- erster Druckraum
- 24
- zweiter Druckraum
- 25
- Zwischenwand
- 26
- Eintrittsöffnung
- 30
- Dichtung
- 34
- Sollbruchstellen
- 36
- Sollbruchstellen
- 40
- Kunststoffmantel
- A
- Strömungsverlauf
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006002731 B3 [0003]
