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Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer und einer Kraftbegrenzungsvorrichtung, wobei der Gurtstraffer ein drehbar gelagertes und einer Gurtspule zugeordnetes Ritzel, eine Antriebseinheit und ein durch die Antriebseinheit bewegbares, längliches Kraftübertragungselement aufweist, das zumindest teilweise in einem Rohrabschnitt gelagert ist und mit dem Ritzel in Eingriff gebracht werden kann, um das Ritzel in einer Straffrichtung zu drehen.
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Gurtaufroller haben üblicherweise einen Gurtstraffer, der einer Gurtlose des Sicherheitsgurtes und einem Filmspuleneffekt des auf der Gurtspule aufgewickelten Sicherheitsgurtes entgegenwirken kann. Ein solcher Gurtstraffer umfasst beispielsweise ein drehbar gelagertes, mit der Gurtspule gekoppeltes Ritzel, eine Antriebseinheit und ein durch die Antriebseinheit bewegtes Kraftübertragungselement, das zumindest teilweise in einem Rohrabschnitt gelagert ist, wobei der Rohrabschnitt üblicherweise aus Platzgründen gekrümmt ausgebildet ist. Bei einer Aktivierung des Gurtstraffers wird das Kraftübertragungselement durch die beispielsweise pyrotechnische Antriebseinheit im Rohrabschnitt verschoben bzw. teilweise aus diesem heraus getrieben. Dabei kommt das Kraftübertragungselement mit dem Ritzel in Eingriff und bewirkt bei einer weiteren Bewegung eine Drehung des Ritzel und somit der mit dem Ritzel gekoppelten Gurtspule in einer Straffrichtung. Das Kraftübertragungselement ist so ausgelegt, dass das Kraftübertragungselement in der Stellung, die das Ritzel nach dem Drehen durch das Kraftübertragungselement einnimmt, in Eingriff mit dem Ritzel steht.
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Nach Beendigung des Straffvorgangs sorgt eine Kraftbegrenzungsvorrichtung dafür, dass die nach dem Straffen auf den Fahrzeuginsassen wirkende Rückhaltekraft des Sicherheitsgurtes während der Fahrzeugverzögerung nicht zu stark anwächst. Dazu wird nach Beendigung des Straffvorgangs ein definierter Gurtbandauszug ermöglicht, indem der Kraftbegrenzer eine begrenzte Drehung der Gurtspule in Gurtbandauszugrichtung, also entgegen der Straffrichtung, gestattet. Durch die Drehung der Gurtspule wird aber auch das mit der Gurtspule gekoppelte Ritzel entgegen der Straffrichtung gedreht, wodurch das Kraftübertragungselement, das weiterhin mit dem Ritzel in Eingriff steht, wieder zurück in den Rohrabschnitt gedrängt wird. Da dieser Rohrabschnitt aber gekrümmt ist, muss das Kraftübertragungselement beim Einschieben zusätzlich gebogen werden, um das Kraftübertragungselement wieder dem Verlauf des Rohrabschnitts anzupassen. Dazu muss zusätzlich Verformungsarbeit geleistet werden, die zu einer Erhöhung der zum Einschieben des KraftübertragungsElements erforderlichen Druckkraft führt. Dadurch wird aber das Ansprechverhalten der Kraftbegrenzungsvorrichtung negativ beeinflusst, da bei einer Kraftbegrenzung diese Druckkraft zusätzlich zum Widerstand des Kraftbegrenzers überwunden werden muss.
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Aus der gattungsgemäßen
DE 20 2006 014 487 U1 ist ein Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer bekannt, wobei der Gurtstraffer ein drehbar gelagertes und einer Gurtspule zugeordnetes Ritzel, eine Antriebseinheit und ein durch die Antriebseinheit bewegbares, längliches Kraftübertragungselement aufweist. Dieses ist zumindest teilweise in einem Rohrabschnitt geführt und wird zur Straffung mit dem Ritzel in Eingriff gebracht. Das Kraftübertragungselement ist flexibel, in Längsrichtung druckstabil und zumindest quer dazu biegeweich ausgebildet, so dass sich die Verzahnung des Ritzels zumindest in geringem Maß eingräbt. Eine Kraftbegrenzungsvorrichtung ist nicht erwähnt bzw. vorgesehen.
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In der
DE 10 2006 031 359 A1 ist ein weiterer Gurtstraffer beschrieben, bei dem ein flexibles, in Längsrichtung druckstabiles Kraftübertragungselement mit einem Antriebsritzel zusammenwirkt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer und einer Kraftbegrenzungsvorrichtung bereitzustellen, bei dem die Kraftbegrenzungsvorrichtung nicht durch den Gurtstraffer beeinflusst wird.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer und einer Kraftbegrenzungsvorrichtung vorgesehen, wobei der Gurtstraffer ein drehbar gelagertes und einer Gurtspule zugeordnetes Ritzel, eine Antriebseinheit und ein durch die Antriebseinheit bewegbares, längliches Kraftübertragungselement aufweist, das zumindest teilweise in einem Rohrabschnitt gelagert ist und mit dem Ritzel in Eingriff bringbar ist, um das Ritzel in einer Straffrichtung zu drehen, wobei das Kraftübertragungselement aus einem weicheren Material als das Ritzel besteht und sich das Ritzel bei Verschieben des Kraftübertragungselements in dessen Oberfläche eingräbt, wobei das Kraftübertragungselement einen Biegeabschnitt aufweist, der in Straffrichtung betrachtet am hinteren Ende des Kraftübertragungselements vorgesehen ist, und der in Längsrichtung des Kraftübertragungselements druckstabil, in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung aber biegeweich ausgebildet ist, und wobei zwischen dem Biegelement und dem restlichen Kraftübertragungselement zumindest eine Sollbruchstelle vorgesehen ist. Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, den Abschnitt des Kraftübertragungselements, der bei einer Kraftbegrenzung zurück in den Rohrabschnitt bzw. in den gekrümmten Rohrabschnitt gedrängt wird, so zu gestalten, dass dieser zwar die beim Straffvorgang durch die Antriebseinheit auf das Kraftübertragungselement wirkende Druckkraft möglichst verlustfrei auf das Ritzel übertragen kann, also sehr druckstabil ist, aber mit einer geringen Kraft gebogen werden kann, so dass das Kraftübertragungselement mit geringem Widerstand zurück in den Rohrabschnitt gedrängt werden kann bzw. beim Einschieben verformt und dem Verlauf des Rohrabschnitts angepasst werden kann. Der Biegeabschnitt ist also so weich ausgebildet, dass dieser beim Zurückdrängen in den Rohrabschnitt einer Biegeverformung lediglich einen geringen Widerstand entgegensetzt. Dadurch erfolgt keine oder lediglich eine geringe Beeinflussung des Kraftbegrenzungsvorgangs durch den Gurtstraffer.
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Um den Biegeabschnitt möglichst flexibel zu gestalten, ist es beispielsweise denkbar, dass der Biegeabschnitt zumindest eine in Umfangsrichtung umlaufende Einschnürung aufweist. Durch den geringeren Durchmesser ist die Biegesteifigkeit an der Einschnürung deutlich reduziert, so dass diese gewissermaßen als Gelenk wirkt, das den Biegeabschnitt in mehrere zueinander bewegliche Abschnitte unterteilt. Der Durchmesser der Einschnürungen ist so gewählt, dass eine ausreichende Übertragung der Druckkraft möglich ist.
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Die radiale Tiefe sowie die Anzahl und Position der Einschnürungen können in Abhängigkeit von der gewünschten Biegesteifigkeit beliebig angepasst werden. Die Einschnürungen sind beispielsweise in regelmäßigen Abständen angeordnet und/oder weisen jeweils die gleiche radiale Tiefe auf, wodurch der Biegeabschnitt über die gesamte Länge eine gleichbleibende Flexibilität aufweist.
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Die Einschnürungen können auch in Längsrichtung betrachtet einen länglichen Bereich mit geringerem Durchmesser bilden. Dieser Bereich weist aufgrund des geringeren Durchmessers eine geringe Biegesteifigkeit auf. Zudem hat dieser Bereich durch den geringeren Durchmesser ein größeres Spiel im Rohrabschnitt, so dass das Kraftübertragungselement leichter im Rohrabschnitt verschoben werden kann. Darüber hinaus kann dieser Bereich eine Dämpfungsfunktion für den Gurtstraffer bereitstellen, um ein zu schnelles Ansteigen der Straffkraft zu verhindern. Bei einer Aktivierung des Gurtstraffers und der darauf resultierenden Druckkraft auf das Kraftübertragungselement kann dieser Bereich gestaucht werden, wobei sich dieser in geringem Maß verkürzt. Durch diese Verkürzung weitet sich der Durchmesser dieses Bereichs maximal bis dieser den Durchmesser des übrigens Kraftübertragungselements bzw. auf den Durchmesser des Rohrabschnitts auf. Durch diese Verkürzung dieses Abschnitts erfolgt zu Beginn des Straffvorgangs eine Dämpfung, wodurch die Straffkraft langsamer ansteigt. Dieser Bereich ist vorzugsweise so dimensioniert, dass durch die beim Straffvorgang auftretende Druckkraft eine Stauchung des Bereiches erfolgen kann. Die bei der anschließenden Kraftbegrenzung vom Ritzel übertragene Druckkraft ist allerdings wesentlich geringer, so dass beim Zurückschieben des Kraftübertragungselements keine Stauchung des Bereichs erfolgt.
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Um die Flexibilität des Kraftübertragungselements zu erhöhen, sind auch andere Formen des Kraftübertragungselement denkbar, bei denen abschnittsweise der Querschnitt reduziert ist, um die Flexibilität zu erhöhen und somit die Biegesteifigkeit zu reduzieren, aber gleichzeitig eine ausreichende Drucksteifigkeit zu gewährleisten. Es ist beispielsweise auch denkbar, dass das Kraftübertragungselement in Längsrichtung verlaufende Nuten aufweist.
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Die Nuten können sich über die gesamte Länge des Kraftübertragungselements erstrecken, wodurch das Kraftübertragungselement wesentlich einfacher hergestellt werden kann. Das Kraftübertragungselement kann so beispielsweise im Strangpressverfahren hergestellt werden.
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Es ist beispielsweise aber auch denkbar, dass die Nuten nur im Biegeabschnitt vorgesehen sind, um die Steifigkeit im übrigen Kraftübertragungselement nicht zu beeinflussen.
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Unabhängig von der Länge der Nuten können sich diese in radialer Richtung durch das Kraftübertragungselement erstrecken. Dadurch kann das Kraftübertragungselement senkrecht zur Längsrichtung zusammengedrückt werden. Dies ermöglicht zum einen eine Querschnittsreduzierung, durch die das Kraftübertragungselement, wie bereits erläutert, einfacher in den Rohrabschnitt zurück gedrängt werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kraftübertragungselement einen in Längsrichtung verlaufenden Hohlraum hat, der sich zumindest durch den gesamten Biegeabschnitt erstreckt. Es ist aber auch denkbar, dass sich dieser Hohlraum durch das gesamte Kraftbegrenzungselement erstreckt.
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Alle Ausführungsformen, bei denen eine Reduzierung des Querschnitts des Kraftübertragungselements über einen in Längsrichtung betrachtet größeren Abschnitt erfolgt, haben zudem den Vorteil, dass diese dem Ritzel bei einer Drehung entgegen der Straffrichtung einen geringeren Widerstand entgegensetzen. Der Durchgang zwischen Ritzel und Rohrabschnitt ist üblicherweise kleiner gewählt als der Durchmesser des Kraftübertragungselements. Bei einer Straffung wird das Kraftübertragungselement also zwischen Ritzel und Rohrwandung geklemmt bzw. durch diesen geringeren Querschnitt gequetscht, wodurch eine sichere Kraftübertragung zwischen Kraftübertragungselement und Ritzel sichergestellt ist. Durch den geringeren Querschnitt kann das Kraftübertragungselement aber vor allem beim anschließenden Kraftbegrenzungsvorgang mit geringerem Widerstand am Ritzel vorbeigeschoben werden, da durch den geringeren Querschnitt eine einfachere Verformung des Kraftübertragungselements möglich ist.
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Es ist aber auch denkbar, dass das Kraftübertragungselement einen Hohlraum aufweist, der mit einem vorzugsweise drucksteifen Kern gefüllt ist. In diesem Fall kann das Kraftbegrenzungselement aus einem weichen, insbesondere einem biegeweichen Material hergestellt werden. Die Übertragung der Druckkräfte erfolgt durch den drucksteifen Kern.
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Vorzugsweise ist der Kern aus härterem Material hergestellt als das Kraftübertragungselement. Abhängig von der Ausführungsform ist das Kraftübertragungselement aus einem weicheren Material hergestellt, in das sich das Ritzel beim Straffvorgang eingraben kann. Der Kern kann aus einem wesentlich härteren Material hergestellt sein, da sich das Ritzel in diesen nicht eingraben muss.
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Die Sollbruchstelle ist vorzugsweise so angeordnet, dass diese bei einem Straffvorgang am Ritzel vorbeigeschoben wird. Das Kraftübertragungselement wird während des Straffvorgangs an der Sollbruchstelle getrennt, so dass der durch die Sollbruchstelle vom Kraftübertragungselement getrennte Bereich beim anschließenden Kraftbegrenzungsvorgang vor dem Ritzel verbleibt und nicht mehr in Richtung zum Rohrabschnitt zurückgedrängt werden muss.
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Das Kraftübertragungselement kann beispielsweise auch aus mehreren Teilelementen bestehen, die biegeweich miteinander gekoppelt sind. Da diese Elemente lediglich eine Druckkraft übertragen müssen, ist es nicht erforderlich, diese fest miteinander zu verbinden. Es ist lediglich erforderlich, dass diese eine Druckkraft übertragen können. Diese können also auch ohne feste Verbindung im Rohrabschnitt aneinander anliegen.
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Die Teilelemente können beispielsweise teilweise Abstandskugeln sein.
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Vorzugsweise ist das hintere Ende des Kraftübertragungselements konusförmig aufgeweitet. Bei einer pyrotechnischen Antriebseinheit ist eine Abdichtung des Kraftübertragungselements gegen den Rohrabschnitt bzw. zur Antriebseinheit hin erforderlich, um ein Vorbeiströmen des Gases am Kraftübertragungselement zu verhindern, so dass ein ausreichender Druckaufbau möglich ist. Üblicherweise ist dazu hinter dem Kraftübertragungselement eine Kugel oder ein anderes geeignetes Dichtelement vorgesehen. Erfindungsgemäß wird dieses Dichtelement durch eine konusförmige Aufweitung des Kraftübertragungselements ersetzt, so dass kein zusätzliches Bauteil zur Abdichtung erforderlich ist. Die Aufweitung ist dabei so ausgebildet, dass das Kraftübertragungselement umlaufend an der Innenwandung des Rohrabschnitts anliegt und somit den Rohrabschnitt vollständig abdichtet. Durch die konusförmige Aufweitung wird bei einem Druckanstieg im Rohrabschnitt die Dichtung automatisch gegen die Rohrwandung gedrückt, sodass auch bei ansteigendem Druck eine ausreichende Dichtigkeit gewährleistet ist.
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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:
- - 1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers,
- - 2 eine Schnittansicht des zusammengebauten Gurtaufrollers aus 1,
- - 3 einen schematischen Teilschnitt des Gurtstraffers aus dem Gurtaufroller aus 1, und
- - die 4 a) und b) bis 26 a) und b) jeweils verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Kraftübertragungselements in perspektivischer Darstellung, in Seitenansicht oder in einer Schnittansicht.
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In 1 sind die wesentlichen Bauteile eines Gurtaufrollers 10 mit einem pyrotechnisch angetriebenen Gurtstraffer 16 dargestellt. In 2 ist der Gurtaufroller in zusammengebauten Zustand gezeigt. Der Gurtaufroller 10 hat einen Rahmen 12, an dem eine Gurtspule 14 drehbar gelagert ist, auf der ein Sicherheitsgurt aufgewickelt werden kann. Des Weiteren weist der Gurtaufroller 10 eine Kraftbegrenzungsvorrichtung auf, die hier nicht im Detail dargestellt ist.
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Der Gurtstraffer 16 des Gurtaufrollers 10 weist eine pyrotechnische Antriebseinheit 18, ein Strafferrohr 20 mit einem gebogenen Rohrabschnitt 21, ein im Strafferrohr 20 angeordnetes Kraftübertragungselement 22 sowie ein Ritzel 24, das mit der Gurtspule 14 gekoppelt ist, auf. Die Bauteile des Gurtstraffers 16 sind gemeinsam in einem Straffergehäuse 26 angeordnet. In 1 ist des Weiteren der Aufrollmechanismus 28 des Gurtaufrollers 10 dargestellt. Dieser ist für die Funktion des Gurtstraffers 16 bzw. der Kraftbegrenzungsvorrichtung nicht von Bedeutung, sodass dieser nicht näher erläutert wird.
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Der Gurtstraffer
16 ist in
3 in einer vereinfachten Form vor einem Straffvorgang dargestellt, um die allgemeine funktionsweise eines solchen Gurtstraffers 16 darzustellen. Für eine Gurtstraffung wird die pyrotechnische Antriebseinheit
18 aktiviert, wodurch diese einen Überdruck im Strafferrohr
20 erzeugt. Dadurch wird das Kraftübertragungselement
22 im Strafferrohr
20 mit Druck beaufschlagt und in eine Straffrichtung S weg von der Antriebseinheit
18 bewegt, wobei das Kraftübertragungselement
22 mit dem Ritzel
24 in Eingriff kommt. Bei einer weiteren Bewegung des Kraftübertragungselements
22 in die Straffrichtung S wird das Ritzel
24 durch das Kraftübertragungselement
22 zwangsweise in eine Drehrichtung D gedreht. Die mit dem Ritzel
24 gekoppelte Gurtspule
14 wird dabei mit diesem gedreht, wobei der Sicherheitsgurt auf der Gurtspule
14 aufgewickelt wird, also eine Gurtstraffung erfolgt. Ein solcher Gurtstraffer ist aus der
DE 10 2006 031 359 bekannt.
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Das Kraftübertragungselement 22 kann eine geeignete Geometrie aufweisen, in die das Ritzel 24 eingreifen kann, beispielsweise eine Zahnstangengeometrie. Es ist aber auch denkbar, dass das Kraftübertragungselement 22 aus einem weicheren Material besteht als das Ritzel 24 und sich dieses beim Verschieben des Kraftübertragungselements 22 in die Oberfläche des KraftübertragungsElements 22 eingräbt.
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Bei einem an die Gurtstraffung anschließenden Kraftbegrenzungsvorgang wird eine begrenzte Drehung der Gurtspule 14 entgegen der Drehrichtung D ermöglicht, um ein zu starkes Ansteigen der auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Kräfte zu verhindern. Durch die Drehung der Gurtspule 14 entgegen der Drehrichtung D wird auch das mit der Gurtspule 14 gekoppelte Ritzel 24 entgegen der Drehrichtung D gedreht. Das Kraftübertragungselement 22 ist aber so ausgebildet, dass dieses nach Beendigung des Straffvorgangs noch in Eingriff mit dem Ritzel 24 steht, also nicht vollständig an diesem vorbei geschoben wurde. Bei einer Drehung des Gurtspule 14 entgegen der Drehrichtung D wird das Kraftübertragungselement 22 deshalb durch das mit dem Kraftübertragungselement 22 in Eingriff stehende Ritzel 24 entgegen der Straffrichtung S bewegt und dabei zurück in das Strafferrohr 20 bzw. den Rohrabschnitt 21 gedrängt.
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Da der Rohrabschnitt 21 allerdings aus Platzgründen gebogen bzw. gekrümmt ausgebildet ist, ist dazu nicht nur die Überwindung der Reibkräfte des Kraftübertragungselements 22 im Strafferrohr 20 erforderlich. Zusätzlich muss das Kraftübertragungselement 22 gebogen werden, um dieses der Form des Rohrabschnitts 21 anzupassen. Die dazu benötigte Arbeit wirkt allerdings als zusätzlicher Widerstand, der über das Ritzel 24 auf die Gurtspule 14 wirkt und die Funktionsweise der Kraftbegrenzungsvorrichtung und somit den Gurtbandauszug beeinflusst. Anders ausgedrückt muss für eine Kraftbegrenzung, also einen begrenzten Gurtbandauszug, nicht nur der Widerstand der Kraftbegrenzungsvorrichtung überwunden werden, sondern auch der Widerstand des Gurtstraffers, also des Kraftübertragungselements 22 im Strafferrohr 20.
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Um diese Beeinflussung der Kraftbegrenzungsvorrichtung möglichst gering zu halten, ist vorgesehen, dass das Kraftübertragungselement 22 in einem Biegeabschnitt 30, der im Wesentlichen dem Bereich des Kraftübertragungselements 22 entspricht, der in den gebogenen Rohrabschnitt 21 zurück geschoben wird, biegeweich ausgebildet ist. Das heißt, das Kraftübertragungselement ist in diesem Bereich druckstabil ausgebildet, sodass es die durch die Antriebseinheit 18 bewirkte Straffkraft auf das Ritzel 24 übertragen kann. Gleichzeitig ist das Kraftübertragungselement 22 aber in diesem Biegeabschnitt 30 flexibel ausgebildet, sodass die erforderliche Biegearbeit, um den Biegeabschnitt 30 an die Form des Rohrabschnitts 21 anzupassen möglich gering ausfällt. Der Biegeabschnitt ist also auf der der pyrotechnischen Antriebseinheit 18 zugewandten Seite ausgebildet.
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Eine erste Ausführungsform eines solchen Kraftübertragungselements 22 ist in den 4 a) und b) dargestellt. Am Biegeabschnitt 30 ist hier eine Einschnürung 32 vorgesehen, an der der Durchmesser des Kraftübertragungselements 22 in Umfangsrichtung deutlich reduziert ist. Durch den geringeren Durchmesser hat das Kraftübertragungselement 22 in diesem Bereich eine geringere Biegesteifigkeit. Die Einschnürung 32 wirkt also gewissermaßen als Gelenk, um das der Biegeabschnitt 30 gebogen werden kann.
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Durch eine Anpassung der Anzahl und Verteilung der Einschnürungen 32 sowie die radiale Tiefe kann die Flexibilität des Biegeabschnitts 30, also die Biegesteifigkeit, beliebig angepasst werden. In den 5 bis 12 a) und b) sind verschiedene Ausgestaltungen von Kraftübertragungselementen 22 mit Einschnürungen 32 dargestellt. Diese Ausführungsformen haben alle gemeinsam einen festen, durchgehenden Kern, der für eine ausreichende Drucksteifigkeit des Kraftübertragungselements sorgt.
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Die in den 5 a) und b), 6 a) und b) sowie 7 a) und b) dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich von in den 4 a) und b) dargestellten Ausführungsform lediglich in der Anzahl, dem Abstand und der Tiefe der Einschnürungen 32.
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In den 5 a) und b) ist der Biegeabschnitt 30 durch zwei Einschnürungen 32 in mehrere zueinander bewegliche Teilabschnitte 34 unterteilt. In 6 a) und b) sind ebenfalls zwei Einschnürungen vorgesehen, wobei diese eine unterschiedliche Tiefe aufweisen. Durch eine geringere Tiefe der Einschnürung ist die Biegesteifigkeit erhöht. Durch eine unterschiedliche Tiefe der Einschnürungen 32 ist also auf eine bereichsweise Anpassung der Biegesteifigkeit, beispielsweise an den Verlauf des Rohrabschnitts 21 möglich. In den 7 a) und b) ist der Biegeabschnitt 30 durch mehrere Einschnürungen 32 in unterschiedlich lange Teilabschnitte 34 unterteilt, wodurch ebenfalls eine Anpassung der Biegesteifigkeit erfolgt.
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Bei den in den 8 a) und b) sowie 9 a) und b) dargestellten Ausführungsformen sind die Einschnürungen 32 so dicht beieinander angeordnet, dass diese gewissermaßen ein Tannenbaumprofil bilden, das eine besonders biegeweiche Ausbildung des Biegeabschnitts 30 ermöglicht.
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In der in den 10 a) und b) dargestellten Ausführungsform ist die Einschnürung 32 als länglicher Bereich 36 ausgebildet, in dem der Durchmesser des Kraftübertragungselement 22 über einen längeren Bereich reduziert ist. Aufgrund des geringeren Durchmessers ist die Biegesteifigkeit dieses Bereichs 36 geringer als die des Kraftübertragungselements 22. Zusätzlich hat dieser Bereich durch den geringeren Durchmesser ein größeres Spiel im Strafferrohr 20, sodass eine einfachere Bewegung dieses Bereichs 36 im Strafferrohr 20 und insbesondere im Rohrabschnitt 21 möglich ist.
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Zu Beginn des Straffvorgangs kann über diesen Bereich 36 zudem eine Dämpfung der Straffwirkung und somit ein langsameren Anstieg der Straffkraft bewirkt werden. Bei einem plötzlich ansteigenden Druck auf das der Antriebeinheit 18 zugewandten Ende 38 des Kraftübertragungselements 22 wird der längliche Bereich 36 zunächst in Längsrichtung komprimiert und dabei aufgeweitet, bis dieser den Durchmesser des übrigen Kraftübertragungselements 22 angenommen hat bzw. an der Innenwandung des Strafferrohrs 20 anliegt. Durch diese Verkürzung des Kraftübertragungselements 22 wird ein zu schnelles Ansteigen der Straffkraft verhindert. Dieser längliche Bereich 36 ist vorzugsweise so ausgebildet, das eine reversible Komprimierung aufgrund des bei einem Straffvorgang plötzlich auftretenden Druckanstiegs erfolgen kann. Die bei einem anschließenden Straffvorgang auf das Kraftübertragungselement 22 aufgebrachte Druckkraft um das Kraftübertragungselement 22 in das Strafferrohr 20 zurückzuschieben, reicht allerdings nicht aus, um den länglichen Bereich 36 zu komprimieren.
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Die in den 11 a) und b) dargestellte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der in den 10 a) und b) dargestellten Ausführungsform. Zwischen dem Bereich 36 mit reduziertem Durchmesser und dem übrigen Biegeabschnitt 30 ist hier lediglich zusätzlich eine Einschnürung 32 angeordnet.
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Die in den 12 a) und b) dargestellte Ausführungsform hat zusätzlich zur Einschnürung 32 einen in Längsrichtung verlaufenden Hohlraum 40, der sich hier im Wesentlichen durch den gesamten Biegeabschnitt 30 erstreckt. Durch den verringerten Querschnitt ist zum einen die Biegesteifigkeit des Biegeabschnitts 30 reduziert. Zudem kann der Biegeabschnitt 30 senkrecht zur Längsrichtung zusammengedrückt werden, sodass zusätzlich eine Beweglichkeit bzw. eine Verformbarkeit des Biegeabschnitts 30 möglich ist.
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In der in den 13 a) und b) dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der Hohlraum 40 durch das gesamte Kraftübertragungselement 22. Um die Druckstabilität eines solchen Kraftübertragungselements zu erhöhen, kann beispielsweise in diesen Hohlraum 40 ein Kern 42 eingeschoben werden, wie dies beispielsweise in der Ausführungsform in den 14 a) und b) dargestellt ist. Dieser Kern kann beispielsweise aus einem stabileren Material hergestellt sein, sodass dieser eine größere Druckkraft übertragen kann. Aufgrund des geringeren Durchmessers ist dieser dennoch sehr biegsam, sodass sich das Kraftübertragungselement 22 insbesondere im Biegeabschnitt 30 mit geringem Widerstand verbiegen lässt.
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Es ist aber auch denkbar, dass das Kraftübertragungselement im Biegeabschnitt 30 eine geringeren Durchmesser aufweist, um die Biegesteifigkeit zu reduzieren, und eine Ummantelung 44 aus einem weicheren Material bzw. einem biegeweichen Material vorgesehen ist, wie dies beispielsweise in den 15 a) und b) dargestellt ist. Der Übergang zwischen Ummantelung 44 und Kraftübertragungselement bildet hier zusätzlich eine Einschnürung 32.
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Ein solches zweiteiliges Kraftübertragungselement 22, insbesondere mit einem äußeren weicheren Material, kann beispielsweise in einem Zweikomponentenspritzverfahren aus Kunststoff hergestellt werden.
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Die in den 16 a) und b) sowie 17 a) und b) dargestellten Ausführungsformen weisen in Längsrichtung verlaufende Nuten 46 auf, die ebenfalls der Reduzierung des Querschnitts und somit der Reduzierung der Biegesteifigkeit dienen. Die Nuten 46 erstrecken sich hier über die gesamte Länge des Kraftübertragungselements 22. Die in 16 a) und b) dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den 17 a) und b) dargestellten Ausführungsform lediglich dadurch, dass flächige Endbereiche 48 vorgesehen sind, die eine stabile Anlagefläche zur Übertragung der Druckkraft bereitstellen.
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Die Nuten 46 können aber auch, wie in 18 a) und b) sowie 19 a) und b) dargestellt, lediglich am Biegeabschnitt 30 vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform erstrecken sich die Nuten 46 in radialer Richtung durch das Kraftübertragungselement 22, wodurch der Biegeberiech in mehrere, in Längsrichtung verlaufende Stege 50 unterteilt ist. Aufgrund der Stege 50, die einzeln gebogen werden können, kann eine besonders hohe Flexibilität erzielt wird.
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Das Kraftübertragungselement kann auch mit einem Drahtgeflecht 52 ummantelt sein, wie dies beispielsweise in den 20 a) und b) dargestellt ist. Ein solches Drahtgeflecht ist besonders biegsam, wobei die Druckkraft durch den im Drahtgeflecht 52 vorgesehenen Kern 42 übertragen wird.
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Alternativ zu den bisher dargestellten Ausführungsformen ist es auch denkbar, dass das Kraftübertragungselement 22 aus mehreren biegeweich miteinander gekoppelten Teilelementen 54, 56, 58 besteht, wie dies beispielsweise in den 21 a) und b) bis 23 a) und b) dargestellt ist. Die Teilelemente 54, 56, 58 können aus verschiedenen Materialien bestehen. In dem in den 21 a) und b) dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Teilelemente 56 Kugeln, die aneinander anliegen. In der in den 22 a) und b) dargestellten Ausführungsform wechseln sich Kugel 56 und zylindrische Abschnitte 54 ab, wobei durch die Kugel 56 eine sehr flexible Koppelung der zylindrischen Abschnitte 54 und somit des Kraftübertragungselements 22 erzielt wird. In den 23 a) und b) sind ausschließlich zylindrische Abschnitte 54, 58 Abschnitte vorgesehen, wobei die zylindrischen Abschnitte 58 aus einem flexiblen Material hergestellt sind, das eine geringe Biegesteifigkeit aufweist.
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Üblicherweise ist zwischen Kraftübertragungselement 22 und Antriebseinheit 18 ein zusätzliches Dichtelement vorgesehen, das beispielsweise durch eine Dichtkugel 60 gebildet ist. Unabhängig von der Ausführungsform kann das hintere Ende 38 des Kraftübertragungselements 22 derart ausgebildet sein, dass dieses eine Aufnahme 62 für dieses Dichtelement bildet, wie dies beispielsweise in den 24 a) und b) dargestellt ist.
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Vorteilhafterweise wird dieses Dichtelement aber durch eine konusförmige Aufweitung 64 des hinteren Endes 38 des Kraftübertragungselements 22 ersetzt, wie dies in den 25 a) und b) dargestellt wird. Bei einem ansteigenden Druck wird diese konusförmige Aufweitung 64 gegen die Innenwandung des Strafferrohrs 20 gedrückt, wodurch die Dichtwirkung zusätzlich verstärkt wird.
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Die in den 26 a) und b) dargestellte Ausführungsform vereinigt mehrere Elemente der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Diese Ausführungsform basiert auf der in 4 a) und b) beschriebenen Form zusammen mit Elementen der 19 a) und b). Das Kraftübertragungselement 22 weist auch in diesem Ausführungsbeispiel eine Biegeabschnitt 30 und eine Einschnürung 32 auf. Durch zwei von der Stirnseite ausgehende, sich rechtwinklig schneidende und in Längsrichtung verlaufende Nuten 46 werden vier in Längsrichtung verlaufende Stege 50 gebildet. Jeweils zwei sich gegenüberliegende Stege werden durch kurze Verbindungsstege 66 und 68 miteinander verbunden. Die Verbindungsstege 66 und 68 verlaufen mit Abstand zur Einschnürung 32 und in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Nuten 46. Die beiden Verbindungsstege 66 und die beiden Verbindungsstege 68 sind darüber hinaus in axialer Richtung zueinander versetzt. Die Verbindungsstege 66 und 68 und die Einschnürung sind zusätzlich als Soll- bzw. Bedarfsbruchstellen ausgelegt. Bei der Montage, beim Straffvorgang und/oder beim Zurückdrängen des Kraftübertragungselementes können diese Verbindungsstellen aufbrechen, so dass das Kraftübertragungselement dann aus fünf Einzelelementen besteht.
