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Die Erfindung betrifft eine Straffvorrichtung für einen
Sicherheitsgurt, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Gurtaufroller,
dessen Gurtwelle bei Auslösung
des daran gekuppelten Strafferantriebs in Aufwickelrichtung des
Sicherheitsgurts gedreht wird, wobei der Strafferantrieb einen in
einem Rohr verlaufenden Kanal zur Durchleitung von als Antriebskörper dienenden
und in dem Kanal mittels Gasdruck bis zum Auftreffen auf eine Antriebsvorrichtung
für die
Gurtwelle beschleunigten Massekugeln umfasst.
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Eine Straffvorrichtung mit den vorgenannten Merkmalen
ist in der
DE 196
02 549 A1 beschrieben. Bei der bekannten Straffvorrichtung
sind die als Antrieb für
die Gurtwelle wirkenden Massekugeln in einer Reihe in dem von einem
Rohr gebildeten Kanal magaziniert, wobei an dem der Antriebsseite
für die Gurtwelle
abgewandten Ende der Reihe von Massekugeln in dem Kanal ein Antriebskolben
angeordnet ist, der von dem von einem angeschlossenen Gasgenerator
bei Auslösung
der Straffvorrichtung erzeugten Gas beaufschlagt wird und dadurch
die Reihe von Massekugeln in dem Kanal vor sich her treibt.
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Mit einer derartigen Ausbildung der
Straffvorrichtung ist der Nachteil verbunden, daß aufgrund der zwischen der
Kanalwandung jeder einzelnen, durch den Kanal getriebenen Massekugel
bestehenden, in der Summe erheblichen Reibung die erforderliche Kraft
für das
Bewegen der Massekugelreihe durch den Kanal entsprechend groß auszulegen
ist, was die Erzeugung eines erheblichen Gasdrucks und dessen Aufrechterhaltung
während
des Straffvorgangs bedingt. Angesichts von Bearbeitungsungenauigkeiten
bei der Herstellung des den Kanal bildenden Rohres treten wegen
damit einhergehender Undichtigkeiten entsprechende Druckverluste
auf, die bei der Auslegung des Gasgenerators zusätzlich berücksichtigt werden müssen. Andererseits
ist am durch den jeweils größtmöglichen,
schon aufgrund der Insassenposition oder Insassenkleidung variierenden
Gurtbandauszug definierten Ende des Straffvorgangs ein Abbau des
Gasdrucks erwünscht.
Soweit moderne Gurtaufroller zudem mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung
ausgerüstet
sind, schließt
sich an den Abschluß der
Straffbewegung eine Drehrichtungsumkehr der Gurtwelle an, und hierbei
werden Massekugeln in das Rohr zurückgedrängt; ein dann noch auf dem
Antriebskolben anstehender Gasdruck behindert somit die Funktion
der Kraftbegrenzungseinrichtung.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, bei einer Straffvorrichtung mit den gattungsgemäßen Merkmalen
die vorstehend beschriebenen Nachteile zu beseitigen.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt
sich einschließlich
vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
aus dem Inhalt der Patentansprüche,
welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
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Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor,
dass der von dem Rohr gebildete Kanal einen sich über eine
maximal dem Vierfachen des Durchmessers wenigstens einer Massekugel
entsprechende Länge
erstreckenden Abschnitt aufweist, der zu wenigstens einer vor Auslösung der
Straffvorrichtung in dem Abschnitt befindlichen Massekugel dichtend ausgelegt
ist derart, dass diese Massekugel als gegen die Kanalwandung abgedichteter
Kolben wirkt.
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Damit beruht die Erfindung zunächst auf
dem Prinzip, dass eine Massekugel selbst als Kolben wirkt, wobei
die betreffende Massekugel zu Beginn des Straffvorgangs in einem
gegen sie abdichtenden Abschnitt des Kanals liegt, so dass der bei
Auslösung der
Straffvorrichtung entstehende Gasdruck diesen als Kolben wirkende
Massekugel in dem Kanal beschleunigt. Damit kann auf einen gesonderten
Antriebskolben verzichtet werden, so dass die Bauform der Straffvorrichtung
vereinfacht ist. Weiterhin ist in vorteilhafter Weise die erforderliche
Antriebskraft für die
Massekugeln verringert, weil jede einzelne Massekugel von dem anstehenden
Gasdruck in dem Kanal vorgetrieben wird und nicht mehr die ganze
Kette von Massekugeln in dem Kanal gleichzeitig in Bewegung versetzt
werden muss.
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Mit der Erfindung ist weiterhin der
besondere Vorteil verbunden, dass nur noch ein vergleichsweise kurzer
Abschnitt des Rohres, dessen Länge
erfindungsgemäß nur bis
zum vierfachen des Durchmessers wenigstens einer Massekugel zu betragen braucht,
mit der für
eine Dichtwirkung erforderlichen Genauigkeit gearbeitet sein muss,
während
an den übrigen
Bereich des Rohres keine so hohe Bearbeitungsanforderungen zu stellen
sind. Außerhalb
des dichten Bereiches etwa bestehende Undichtigkeiten beinträchtigen
die Antriebsleistung nicht. Soweit das Rohr außerhalb seines dichtenden Bereichs
sogar bewusst etwas größer dimensioniert
sein kann als die Massekugeln, ist die Reibung der durchlaufenden Massekugeln
in vorteilhafter Weise reduziert. Auch wird die Bewegung der Massekugeln
in dem Kanal dadurch unterstützt,
dass jede der in dem Kanal laufenden Massekugeln von einem Gaspolster
angetrieben wird.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist vorgesehen, dass der dichtende Abschnitt des Kanals unmittelbar
benachbart der Antriebsvorrichtung für die Gurtwelle ist. Hiermit
ist der Vorteil verbunden, dass die den dichtenden Abschnitt durchlaufenden
Massekugeln unmittelbar vor Eintritt in die Antriebsvorrichtung
beschleunigt werden, ohne dass die als Kolben wirkenden Massekugeln
nochmals weitere Kugeln anschieben müssen.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist der dichtende Abschnitt des Kanals in einem geradlinig verlaufenden
Abschnitt des Rohres ausgebildet; damit kann auf eine entsprechend
genaue und daher aufwändige
Bearbeitung von je nach Design des Rohres erforderlichen gekrümmten Abschnitten verzichtet
werden, weil es an dem gekrümmten
Abschnitt auf eine Dichtwirkung nicht ankommt.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist vorgesehen, dass der dichtende Abschnitt des den Kanal ausbildenden
Rohres aus einem die Dichtwirkung gegen die Massekugel verbessernden Material
besteht. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der dichtende Abschnitt
des Kanals durch eine in das Rohr eingesetzte Hülse gebildet ist.
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In einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Massekugeln in dem den Kanal
ausbildenden Rohr in einer Reihe magaziniert sind und wenigstens
die bezogen auf die Antriebsvorrichtung für die Gurtwelle erste Massekugel vor
Auslösung
der Straffvorrichtung in dem dichtenden Abschnitt des Rohres steht.
Damit sind die Massekugeln in gleicher Weise angeordnet bzw. magaziniert
wie in der gattungsbildenden
DE 196 02 549 A1 beschrieben, allerdings
mit den beschriebenen Unterschieden hinsichtlich des Wegfalls eines
gesonderten Antriebskolbens und der Wirkung der Massekugeln bzw.
jeder Massekugel selbst als Kolben.
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In einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass die in einer Reihe aneinander
gekoppelten Massekugeln in einem zwischen dem Kanal und einem Gasgenerator
angeordneten Druckraum in unregelmäßiger Schüttung magaziniert sind. Hiermit
ist zunächst
der Vorteil einer Verringerung der Baugröße der Straffvorrichtung verbunden.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, dass das vom Gasgenerator
mit hohem Anfangsdruck erzeugte Gas zunächst den größervolumigen Druckraum ausfüllt, so
dass unmittelbare Druckspitzen vermieden, zumindest aber verringert
sind.
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Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung ist
die Kopplung der Massekugeln aneinander dadurch verwirklicht, dass
die Massekugeln durch eine Kette oder ein Seil miteinander verbunden
sind.
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Soweit nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen ist, dass der Übergang vom Druckraum zum Kanal
sich flaschenhalsartig bis auf den Durchmesser des Kanals verengt,
wird hiermit das Einführen
der einzelnen Massekugeln in den Kanal erleichtert.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist vorgesehen, dass ein an den Übergang
vom Druckraum zum Kanal anschließender Abschnitt des den Kanal
ausbildenden Rohres, in Ergänzung
nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung auch der Übergangsabschnitt
selbst, als dichtender Abschnitt ausgebildet ist.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist vorgesehen, dass alle jeweils magazinierten Massekugeln einen
gleichen Durchmesser aufweisen und bei Eintritt in den dichtenden
Abschnitt des Kanals als Kolben wirken und dadurch jeweils die Antriebsbewegung
für die
Antriebsvorrichtung für
die Gurtwelle unterstützen.
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Soweit nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen ist, dass ein Teil der jeweils magazinierten
Massekugeln einen gegenüber
der Abmessung des Kanals geringeren Durchmesser aufweist derart,
dass bei Eintritt dieser Massekugeln ein überproportionaler Druckabbau
in dem Druckraum erfolgt, ist damit der besondere Vorteil verbunden,
dass über
die Wahl des Durchmessers der Massekugeln eine gezielte Leckage
und damit eine Druckabsenkung des einwirkenden Gases eingestellt werden
kann.
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Soweit in diesem Zusammenhang nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung die Massekugeln mit dem geringeren Durchmesser im
vorderen Bereich der durch den Kanal geführten Massekugelreihe angeordnet
sind, werden dadurch kurz nach Auslösung des Gasgenerators auftretende
Druckspitzen vermieden. Soweit nach alternativen Ausführungsbeispielen
der Erfindung die Kugeln mit kleinerem Durchmesser im mittleren
oder auch im hinteren Bereich angeordnet sind, wird damit der Ablauf
der Strammbewegung gesteuert, und es kann insbesondere auch sichergestellt
werden, dass nach Abschluss der Straffbewegung kein den Kraftbegrenzungseffekt
hindernder Gasdruck mehr besteht.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es
zeigen:
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1 den
Antriebsbereich eines Rotationsstraffers für einen Gurtaufroller in einer
schematischen Ansicht,
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2 das
Rohr zur Aufnahme der Massekugeln in einer anderen Ausführungsform
in einer Einzelansicht.
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Der Antrieb für den an die Gurtwelle eines Gurtaufrollers
gekoppelten Straffer in Form eines Rotationsstraffers ist in seinem
grundsätzlichen
Aufbau in der eingangs genannten
DE 196 02 549 A1 im einzelnen beschrieben,
so dass insoweit darauf Bezug genommen wird. Vorliegend umfasst
die Zeichnung lediglich die Darstellung der von der Erfindung weitergebildeten
Merkmale des Antriebs eines Rotationsstraffers, wie er in der Figur
dargestellt ist.
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In Übereinstimmung mit dem in der
DE 196 02 549 A1 beschriebenen
Rotationsstraffer ist ein Antriebsrad
11 erkennbar, welches
mit einer Innenverzahnung
12 formschlüssig an eine Gurtwelle
13 des Gurtaufrollers
angeschlossen ist. Das Antriebsrad
11 hat auf seinem äußeren Umfang
eine Außenverzahnung
14,
wobei die Form der einzelnen Ausnehmungen dieser Außenverzahnung
entsprechend der noch anzusprechenden Form der Massekörper als Kugelkalotte
ausgebildet ist.
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In der Ebene des Antriebsrades 11 ist
ein Rohr 15 angeordnet, das einen inneren Kanal 16 zur Durchleitung
der in einem Druckraum 17 magazinierten Massekugeln 18 ausbildet.
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Die durch den Kanal 16 des
Rohres 15 zu dem Antriebsrad 11 zu führenden
Massekugeln 18 sind jeweils durch ein Seil 19 miteinander
verbunden, so dass eine Reihe von aneinander gekoppelten Massekugeln 18 gebildet
ist; eine besondere Packungsanordnung für die Massekugeln 18 ist
nicht vorgesehen. An dem einen Ende des Druckraumes 17 ist
ein Gasgenerator 20 angeschlossen, während der Druckraum 17 an
seinem anderen Ende mit einem sich flaschenhalsartig verengenden Übergang 21 in
das den Kanal ausbildende Rohr 15 übergeht. An den Übergang 21 schließt ein geradliniger
Abschnitt 25 des Rohres 15 an, der in seiner Abmessung
derart ausgelegt ist, dass der Abschnitt 25 gegen die in
dem Abschnitt 25 vor Auslösung der Straffvorrichtung
liegenden Massekugeln abdichtet, so dass die in dem Abschnitt 25 stehenden
Massekugeln 18 jeweils selbst als Kolben wirken. Soweit
der Abschnitt 25 maximal mit einer dem Vierfachen des Durchmessers
einer Massekugel entsprechenden Länge auszulegen ist, reicht
im konkreten Anwendungsfall auch das 1 bis 1,5 fache des Massekugeldurchmessers
zur Erzielung der erforderlichen Antriebswirkung aus.
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Nach Auslösung des Gasgenerators
20 füllt das
von diesem freigesetzte Gas zunächst
den Innenraum des Druckraumes
17, soweit dieser nicht durch
die magazinierten Massekugeln
18 belegt ist; der Gasdruck
wirkt dann auf die in dem Abschnitt
25 des Kanals
16 liegenden
und als Kolben wirkenden Massekugeln und treibt diese in dem Kanal
16 vor; dabei
ziehen einerseits die schon im Kanal
16 bewegten Massekugeln
die jeweils daran über
das Seil
19 angeschlossene Massekugel
18 nach,
wobei diese jeweilige Massekugel
18 bei Eintritt in den
Abschnitt
25 des Kanals
16 aufgrund ihrer Dichtwirkung gegen
die Kanalwandung selbst wiederum als Kolben wirkt; durch das nacheinander
erfolgende Einspeisen der Massekugeln
18 in den Kanal
16 findet ein
Gasverbrauch statt, so dass sich mit zunehmenden Vortrieb von Massekugeln
18 der
Gasdruck absenkt. Beim Durchlauf durch den Kanal
16 treffen
die einzelnen Massekugeln
18 auf die Außenverzahnung
14 des
Antriebsrades
11 und versetzen so die Gurtwelle in Drehung,
wie dies in der eingangs genannten
DE 196 02 549 A1 beschrieben ist.
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Wie aus der Zeichnung im einzelnen
nicht erkennbar, können
einzelne der Massekugeln 18 einen geringeren Durchmesser
als die Abmessung des Abschnitts 25 des Kanals 16 aufweisen,
so dass damit gezielt Leckagen erzeugt werden, mittels derer der
in dem Druckraum 17 anstehende Gasdruck entsprechend schnell
bzw. gezielt abgebaut werden kann.
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Bei dem in
2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in Übereinstimmung
mit der in der gattungsbildenden
DE 196 02 549 A1 beschriebenen Straffvorrichtung
die Massekugeln
18 der Reihe nach in einem gekrümmten Rohr
15 angeordnet,
wobei an dem dem Gasgenerator
20 gegenüberliegenden Ende des Rohres
15 der
dichtende Abschnitt
25 ausgebildet ist, in welchem vor
Auslösung
der Straffvorrichtung eine einzige Massekugel
18 liegt;
die Dichtwirkung des Abschnitts
25 ist aus
2 dadurch entnehmbar, dass das Rohr
15 eine
durch eine Abknickung
26 gebildete Querschnittsverengung
aufweist.
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Die in der vorstehenden Beschreibung,
den Patentansprüchen,
der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser
Unterlagen können
einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.