DE19508626A1

DE19508626A1 - Pyrotechnically driven drive unit

Info

Publication number: DE19508626A1
Application number: DE1995108626
Authority: DE
Inventors: Anton Bretfeld; Harald Frank
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-03-10
Publication date: 1996-09-12
Also published as: WO1996028322A1

Abstract

The invention concerns a pyrotechnically-actuated drive unit for a pinion (2), the drive unit comprising a piston (8) which is actuated via a gas charge (4) and displaceably guided in a sleeve (6). Disposed on the piston (8) is a rack (1) which, when the drive unit is in the rest state, meshes with the pinion (2) to be actuated and, when the gas charge (4) has ignited, is pushed back until the rack (1) disengages from the pinion (2). In order to improve the design, the invention proposes that, when the drive unit is in the rest state, the piston (8) be supported at its end opposite the pinion (2) via a pyrotechnic spacer (5), at a distance from the closed end of the sleeve. When the gas charge (4) ignites, the spacer (5) burns away together with the latter.

Description

Die Erfindung betrifft eine pyrotechnisch angetriebene Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a pyrotechnically driven Drive unit according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 42 22 993 A1 ist ein Gurtaufroller für Fahrzeug- Sicherheitsgurte mit einem an der Gurtspule angreifenden Gurtstraffer bekannt. Der Gurtstraffer weist einen pyrotechnisch angetriebenen Kolben auf, der in einer Hülse verschiebbar angeordnet ist. Ein Gassatz ist dabei im Inneren des Kolbens untergebracht. Am Kolben ist eine Zahnstange befestigt, die mit einem Ritzel bzw. einem Zahnrad eines Zahnradgetriebes im Eingriff steht. Das Zahnradgetriebe ist triebschlüssig mit der Gurtspule kuppelbar. Im Ruhezustand des Gurtstraffers, d. h. wenn der Gassatz nicht gezündet ist, steht das dem Kolben abgewandte Ende der Zahnstange mit dem Ritzel bzw. dem Zahnrad des Zahnradgetriebes im Kämmeingriff. Nach erfolgter Zündung des Gassatzes wird erst der Kolben und damit die Zahnstange in Spannrichtung verschoben und anschließend wird die Zahnstange wieder zurückgeschoben, bis sie außer Eingriff mit dem Ritzel steht. Dadurch ist der Gurtaufroller wieder uneingeschränkt benutzbar.DE 42 22 993 A1 describes a belt retractor for vehicle Seat belts with one engaging the belt spool Belt tensioners known. The belt tensioner has one pyrotechnically driven pistons in a sleeve is slidably arranged. A gas rate is in the Housed inside the piston. There is one on the piston Fixed rack with a pinion or Gear of a gear transmission is engaged. The Gear transmission is drive-locking with the belt reel detachable. In the idle state of the belt tensioner, d. H. if the If the gas set is not ignited, it faces the piston End of the rack with the pinion or the gear of the Gear transmission in meshing engagement. After the ignition of the Gas set is the piston and thus the rack in Clamping direction shifted and then the The rack is pushed back until it disengages with the pinion. This makes the belt retractor back again unlimited use.

Es ist ferner bekannt, den in der Hülse geführten Kolben als Zahnstangen-Kolben auszuführen, d. h. daß der Kolben auf seiner Außenseite mit einer Verzahnung versehen ist.It is also known as the piston guided in the sleeve To execute rack and pinion pistons, d. H. that the piston is on is provided with a toothing on the outside.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine pyrotechnisch angetriebene Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart zu verbessern, daß in kompakter Bauweise ohne konstruktiv aufwendige Änderungen die Zahnstange im Ruhezustand der Antriebseinheit mit dem Zahnrad im Kämmeingriff steht und nach erfolgter Zündung des Gassatzes die Zahnstange so weit zurückschiebbar ist, daß sie außer Eingriff mit dem Zahnrad steht.The invention has for its object a pyrotechnic driven drive unit according to the preamble of Claim 1 to be improved so that in a compact design the rack in the Idle state of the drive unit with the gear in Combing is available and after the gas charge has been ignited the rack can be pushed back so far that it is out Meshing with the gear.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Ruhezustand der Antriebseinheit der Kolben an dem dem Zahnrad entgegengesetzten Ende über einen pyrotechnischen Abstandshalter abgestützt ist, der bei der Zündung des Gassatzes gemeinsam mit diesem abbrennt.According to the invention this object is achieved in that Idle state of the drive unit of the piston on the Gear opposite end through a pyrotechnic Spacer is supported, the ignition of the Gas set burns together with this.

Durch den pyrotechnischen Abstandshalter steht die Zahnstange im Ruhezustand der Antriebseinheit immer im Eingriff mit dem Zahnrad. Dies ist außerordentlich wichtig, da sonst beim Zünden des Gassatzes leicht die Zahnstange und das Zahnrad bzw. das Ritzel beschädigt werden können. Durch das Abbrennen des Abstandshalters bei der Zündung des Gassatzes vernichtet sich der Abstandshalter selbst. Dies hat den Vorteil, daß dadurch die Zahnstange so weit zurückgeschoben werden kann, daß sie nicht mehr im Eingriff mit dem Zahnrad bzw. dem Ritzel steht.The pyrotechnic spacer means that Rack in the idle state of the drive unit always in Meshing with the gear. This is extremely important otherwise the rack and the ignition of the gas set the gear or pinion can be damaged. By burning off the spacer when the The gas spacer annihilates itself. This has the advantage of making the rack so far can be pushed back so that they are no longer in engagement with the gear or pinion.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist der pyrotechnische Abstandshalter ein Distanzring. Dieser läßt sich einfach in die Hülse der Antriebseinheit integrieren.In an advantageous embodiment, the pyrotechnic Spacer a spacer ring. This can be easily in integrate the sleeve of the drive unit.

Vorteilhafterweise wird der Abstandshalter durch den abbrennenden Gassatz angezündet. Der pyrotechnische Stoff des Abstandshalters sollte gut verpreßbar sein, leicht und weitgehend rückstandsfrei verbrennen, gut verträglich mit dem eingesetzten Gassatz sein und eine möglichst geringe Druckerzeugung bei der Verbrennung bewirken, damit die Leistung des Gassatzes nicht beeinflußt wird. Als Stoffe eignen sich für den Abstandshalter vorteilhafterweise phlegmatisierte NC-Gassätze, die langsam abbrennen und in Zylinderform extrudierbar und sehr formstabil sind.The spacer is advantageously replaced by the burning gas set lit. The pyrotechnic substance the spacer should be easy to compress, light and burn largely residue-free, well tolerated with the gas rate used and the lowest possible Generate pressure during combustion so that the Performance of the gas set is not affected. As fabrics are advantageously suitable for the spacer phlegmatized NC gas sets that burn slowly and in Cylindrical shape are extrudable and very stable.

In bevorzugter Ausführungsform ist, wie an sich schon bekannt, die Zahnstange in die Außenwand des Kolbens integriert und bildet einen Zahnstangen-Kolben und weist die Hülse eine Öffnung auf, durch die das Ritzel bzw. das Zahnrad in die Hülse hineinragt und mit der Zahnstange im Eingriff steht. Hierdurch läßt sich die Antriebseinheit extrem klein bauen.In a preferred embodiment, as in itself known the rack in the outer wall of the piston integrates and forms a rack piston and has the Sleeve on an opening through which the pinion or Gear protrudes into the sleeve and with the rack in Intervention stands. This allows the drive unit build extremely small.

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Antriebseinheit in einen Gurtstraffer für Fahrzeug-Sicherheitsgurte integriert.The drive unit according to the invention is advantageously in a belt tensioner for vehicle seat belts integrated.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Figuren, die nachfolgend eingehend beschrieben werden. Es zeigt:Further features of the invention result from the figures, which are described in detail below. It shows:

Fig. 1 schematisch die Antriebseinheit eines Gurtstraf fers in Ruhestellung mit eingesetztem pyrotech nischen Abstandshalter, Fig. 1 shows schematically the driving unit of fers pretensioners, in the rest position with an inserted spacer African pyrotech

Fig. 2 schematisch die Antriebseinheit eines Gurtstraf fers nach Fig. 1 in der Betätigungsphase, Fig. 2 schematically shows the drive unit of a pretensioners fers to Fig. 1 in the operating phase,

Fig. 3 schematisch die Antriebseinheit eines Gurtstraf fers nach Fig. 1 nach der Betätigungsphase und mit zurückgeschobenem Zahnstangen-Kolben und Fig. 3 shows schematically the drive unit of a belt tensioner according to Fig. 1 after the actuation phase and with the rack piston pushed back and

Fig. 4 im Schnitt eine erfindungsgemäße Antriebseinheit in der Ruhephase integriert in einen Gurtstraffer für Fahrzeug-Sicherheitsgurte. Fig. 4 in section, a drive unit according to the invention in the resting phase integrated in a belt tensioner for vehicle seat belts.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße pyrotechnische Mitriebseinheit, die sich in Ruhestellung befindet. Die Mitriebseinheit besteht aus einer Hülse 6, in der ein Kolben 8 verschiebbar angeordnet ist. Im Inneren des Kolbens 8 befindet sich ein Anzündelement 3 und ein Gassatz 4 zur Erzeugung von Druckgas. Abgestützt ist der Kolben 8 an einem pyrotechnischen Abstandshalter 5, der als Distanzring ausgebildet ist. Auf der Außenseite des Kolbens 8 ist dieser mit einer Zahnstange 1 bzw. einer Verzahnung versehen, so daß er einen. Zahnstangen-Kolben bildet. Diese Verzahnung steht mit einem Ritzel bzw. Zahnrad 2 im Eingriff. Fig. 1 shows schematically a pyrotechnic Mitriebseinheit according to the invention, which is in the rest position. The Mitriebseinheit consists of a sleeve 6 , in which a piston 8 is slidably arranged. In the interior of the piston 8 there is an ignition element 3 and a gas set 4 for generating compressed gas. The piston 8 is supported on a pyrotechnic spacer 5 , which is designed as a spacer ring. On the outside of the piston 8 , this is provided with a rack 1 or a toothing, so that it is one. Rack piston forms. This toothing is in engagement with a pinion or gear 2 .

Fig. 2 zeigt die oben beschriebene Anordnung nach erfolgter Zündung des Gassatzes 4 durch das Anzündelement 3. Der Zahnstangen-Kolben 8 bewegt sich aufgrund des Druckanstieges weg vom Abstandshalter 5 und treibt dabei das Zahnrad 2 an. Durch den angezündeten Gassatz 4 verbrennt gleichfalls der pyrotechnische Abstandshalter 5. Fig. 2 shows the arrangement described above, after ignition of the gas charge 4 through the ignition element. 3 The rack-and-pinion piston 8 moves away from the spacer 5 due to the pressure increase and drives the gearwheel 2 in the process. The pyrotechnic spacer 5 also burns due to the ignited gas set 4 .

Fig. 3 zeigt die Antriebseinheit nach der oben beschriebenen Betätigungsphase. Der Zahnstangen-Kolben 8 ist vollkommen zurückgefahren und zwar über die ursprüngliche Stellung hinaus, da jetzt der Abstandshalter 5 verbrannt ist und somit fehlt. Die Verzahnung des Zahnstangen-Kolbens 8 steht nicht mehr im Eingriff mit dem Zahnrad 2. Fig. 3 shows the drive unit after the actuation phase described above. The rack-and-pinion piston 8 is completely retracted, specifically beyond the original position, since the spacer 5 is now burned and is therefore missing. The toothing of the rack piston 8 is no longer in engagement with the gear wheel 2 .

Fig. 4 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäße Antriebseinheit in der Ruhephase, integriert in einen Gurtstraffer für Fahrzeug-Sicherheitsgurte. In einer Hülse 6, die durch einen Stopfen 10 verschlossen ist, ist ein Zahnstangen-Kolben 8 verschiebbar angeordnet. Im Zahnstangen-Kolben 8 ist ein Anzündelement 3 und ein Gassatz 4 untergebracht. Zur besseren Anzündung des Gassatzes 4 befindet sich zwischen dem Anzündelement 3 und dem Gassatz 4 eine Verstärkerla dung 11. Die Verstärkerladung 11 ist mit dem Gassatz 4 in einem Ladebehälter 12 untergebracht, der sich über die gesamte Innenlänge des Zahnstangen-Kolbens 8 erstreckt. Zur Abdichtung erstreckt sich der Ladebehälter 12 über das Ende des Zahnstangen-Kolbens 8 hinaus und ist rechtwinklig umgebogen, so daß er die Hülse 6 berührt. Fig. 4 shows in section a drive unit according to the invention in the resting phase, integrated in a belt tensioner for vehicle seat belts. In a sleeve 6 , which is closed by a plug 10 , a rack-and-pinion piston 8 is slidably arranged. An ignition element 3 and a gas set 4 are accommodated in the rack piston 8 . For better ignition of the gas set 4 is a amplifier 11 between the igniter 3 and the gas set 4 . The booster charge 11 is accommodated with the gas set 4 in a loading container 12 which extends over the entire inner length of the rack piston 8 . For sealing, the loading container 12 extends beyond the end of the rack piston 8 and is bent at a right angle so that it touches the sleeve 6 .

An seinem dem Stopfen 10 zugewandten Ende ist der Zahnstangen-Kolben 8 über einen pyrotechnischen Abstands halter 5, der als Distanzring ausgebildet ist, abgestützt. Dieser Abstandshalter 5 wird vom Gassatz 4 angezündet und verbrennt gemeinsam mit diesem. Ein Anschlußkabel 13 ist mit dem Anzündelement 3 verbunden und ist an der Stirnseite aus dem Zahnstangen-Kolben 8 herausgeführt und verläßt die Hülse 6 an der Stirnseite. Alternativ kann das Anschlußkabel 13 auch durch eine Öffnung 9 in der Hülse 6 herausgeführt werden. In diese Öffnung 9 ragt ein Zahnrad 2 bzw. ein Ritzel eines Zahnradgetriebes 14. Dieses Zahnradgetriebe 14 ist triebschlüssig mit einer Gurtspule 7 bzw. deren Welle kuppelbar. Auf der Gurtspule 7 ist der Fahrzeug-Sicher heitsgurt aufgewickelt. Fig. 4 zeigt den Ruhezustand des Gurtstraffers, bei dem die Verzahnung bzw. die Zahnstange 1 des Zahnstangen-Kolbens 8 mit dem Zahnrad 2 im Kämmeingriff steht.At its end facing the plug 10 , the rack-and-pinion piston 8 is supported via a pyrotechnic spacer 5 , which is designed as a spacer ring. This spacer 5 is ignited by the gas set 4 and burns together with it. A connecting cable 13 is connected to the ignition element 3 and is led out of the rack piston 8 on the front side and leaves the sleeve 6 on the front side. Alternatively, the connecting cable 13 can also be led out through an opening 9 in the sleeve 6 . A gear 2 or a pinion of a gear transmission 14 projects into this opening 9 . This gear transmission 14 can be coupled to a belt spool 7 or its shaft in a drive-locking manner. On the belt reel 7 , the vehicle seat belt is wound up. Fig. 4 shows the idle state of the belt tensioner, in which the toothing or the rack 1 of the rack piston 8 is in meshing engagement with the gear 2 .

Bei Zündung des Gassatzes 4 durch das Anzündelement 3 über das Anschlußkabel 13 baut sich ein Druck auf, der den Zahnstangen-Kolben 8 weg vom Stopfen 10 beschleunigt. Hierdurch wird das Zahnrad 2 und damit die Gurtspule 7 angetrieben. Gleichzeitig verbrennt der pyrotechnische Abstandshalter 5. Nach erfolgter Betätigung wird der Zahnstangen-Kolben 8 wieder über seine ursprüngliche Lage hinaus bis an den Stopfen 10 zurückgefahren. Dies ist möglich, da der Abstandshalter 5 verbrannt ist. Der Zahnstangen-Kolben 8 steht dann mit dem Zahnrad 2 nicht mehr im Kämmeingriff. Mit dem Bezugszeichen 15 ist das Gehäuse des Gurtaufrollers angedeutet.When the gas set 4 is ignited by the ignition element 3 via the connecting cable 13 , a pressure builds up which accelerates the rack piston 8 away from the stopper 10 . As a result, the gear 2 and thus the belt reel 7 are driven. At the same time, the pyrotechnic spacer 5 burns. After actuation, the rack-and-pinion piston 8 is moved back beyond its original position to the stopper 10 . This is possible because the spacer 5 is burned. The rack-and-pinion piston 8 is then no longer in mesh with the gear 2 . The housing of the belt retractor is indicated by the reference number 15 .

Claims

1. Pyrotechnically driven drive unit for a gearwheel ( 2 ), the drive unit having a piston ( 8 ) which is driven via a gas set ( 4 ) and is displaceably guided in a sleeve ( 6 ), and on the piston ( 8 ) a rack ( 1 ) is arranged, which is in idle state of the drive unit with the gear to be driven ( 2 ) in meshing engagement and is pushed back after the ignition of the gas set ( 4 ) until the rack ( 1 ) is out of engagement with the gear ( 2 ), characterized that in the rest state of the drive unit of the piston (8) on which the gear is supported (2) the opposite end via a pyrotechnic spacer (5) which burns together with the ignition of the gas charge (4) with this.

2. Drive unit according to claim 1, characterized in that the pyrotechnic spacer ( 5 ) is a spacer ring.

3. Drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that the rack ( 1 ) in the outer wall of the piston ( 8 ) is integrated and forms a rack piston and the sleeve ( 6 ) has an opening ( 9 ) through which the Gear ( 2 ) protrudes into the sleeve ( 6 ).

4. Drive unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spacer ( 5 ) is ignited by the burning gas set ( 4 ).

5. Drive unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drive unit in a belt tensioner for vehicle seat belts is integrated.