DE19648081A1

DE19648081A1 - Belt tightener for vehicle safety belt

Info

Publication number: DE19648081A1
Application number: DE1996148081
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Specht; Klaus Dipl Ing Junker
Original assignee: HS Technik und Design Technische Entwicklungen GmbH
Current assignee: HS Technik und Design Technische Entwicklungen GmbH
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-05-28

Abstract

The tightener has at least two drive units (20,21) movable in guides located in a housing. The drive units can be brought into active engagement with a winding shaft of a safety belt winder in a timed sequence and are offset in a belt tightening rotational direction. The tightener has a sun gear (4) rotationally coupled to the winding shaft in order to tighten the belt, and a planet gear (11) which is brought into engagement with the sun gear by action of a coupling unit. In the engaged position, the planet gear follows a circular path of movement about the sun gear. Each drive unit is coupled with the planet gear for a certain movement section of the planet gear, in order to transfer their drive movement.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a belt tensioner with the features the preamble of claim 1.

Im normalen Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs liegt der Si cherheitsgurt relativ locker am Körper des Fahrzeuginsassen an. Bei einem Unfall besteht dann die Gefahr, daß sich der Körper des Fahrzeuginsassen trotz Blockierung der Wickel welle des Aufrollautomaten zu weit nach vorne bewegen kann. Auch sind die Gurtbandlagen auf der Wickelwelle des Aufroll automaten relativ locker aufgewickelt, so daß diese Gurtlose trotz Blockierung der Wickelwelle durch einen Filmspuleffekt zu einer zu starken Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen füh ren kann.The Si is in normal driving operation of a motor vehicle Seat belt relatively loose on the body of the vehicle occupant on. In the event of an accident, there is a risk that the Vehicle occupant's body despite blockage of the wraps shaft of the automatic rewinder can move too far forward. The webbing layers are also on the winding shaft of the reel automat wound relatively loosely, so that these strapless despite the winding shaft being blocked by a film reel effect lead to excessive forward displacement of the vehicle occupant can.

Aus der EP 0 629 531 A1 ist eine Vorrichtung zum pyrotechni schen Drehantrieb einer Wickelwelle eines Sicherheits gurtaufrollautomaten bekannt geworden, die zwei kolbenför mige Antriebskörper aufweist, die durch die Antriebskraft von pyrotechnischen Treibladungen auf geraden oder kurven förmigen Führungsbahnen bewegbar sind. Die Antriebskörper weisen zahnstangenartige Verzahnungen auf, die mit einem Wickelwellenzahnrad in Eingriff gebracht werden können, so daß sie mit diesem kämmen und dabei ihre Längsbewegung in eine Rotation des Wickelwellenzahnrades übertragen. Die Zündung der Treibladung des zweiten Antriebskörpers kann derart gesteuert ausgelöst werden, daß die beiden Antriebs körper das Wickelwellenzahnrad in einer zeitlichen Aufein anderfolge antreiben. EP 0 629 531 A1 describes a pyrotechnic device the rotary drive of a winding shaft of a safety device belt retractors have become known, the two piston has drive body by the driving force of pyrotechnic propellant charges on straight or curved shaped guideways are movable. The drive body have rack-like gears that with a Winding shaft gear can be engaged, so that they comb with this and thereby their longitudinal movement in transmit a rotation of the winding shaft gear. The Ignition of the propellant charge of the second drive body can triggered in such a way that the two drive body the winding shaft gear in a chronological order drive another.

Aus der DE 44 29 731 A1 ist ein Getriebe zum Übertragen der Antriebsbewegung eines Gurtstrafferantriebs auf eine Gurt spule eines Sicherheitsgurtaufrollers bekannt geworden. Das Getriebe ist als Umlaufgetriebe und insbesondere als ein Planetengetriebe mit einem ortsfest angeordneten Hohlrad und wenigstens einem Planetenrad, auf das der Gurtstrafferan trieb wirkt, sowie mit einem Sonnenrad, das mit der Gurt spule kuppelbar oder drehfest verbunden ist, ausgebildet. Der Antrieb des Planetenrades erfolgt mit Hilfe eines Gurt strafferantriebs, der als Gasgenerator ausgebildet ist und über einen Treibgaskanal einen Kolben antreibt, der über eine Schubstange mit der Planetenradachse verbunden ist. Das Hohlrad, das Sonnenrad und das Planetenrad weisen Ver zahnungen auf, die miteinander in Eingriff sind. Bei gezün detem Gasgenerator rollt durch die erzeugte Schubbewegung das Planetenrad auf dem ortsfesten Hohlrad ab. Dabei wird gleichzeitig das Sonnenrad rotiert. Bei Verwendung von zwei Planetenrädern sind diese mit einer Koppel miteinander ver bunden, um bei gleichzeitiger Zündung eine gemeinsame Schub bewegung auszuführen. Dieses Planetengetriebe bedingt jedoch eine erhebliche Baugröße, die eine kompakte Anordnung an einem Sicherheitsgurt-Aufrollautomaten erschwert.DE 44 29 731 A1 discloses a transmission for transmitting the Drive movement of a belt tensioner drive on a belt reel of a seat belt retractor become known. The Gearbox is as an epicyclic gearbox and in particular as a Planetary gear with a fixedly arranged ring gear and at least one planet gear on which the belt tensioner is attached drives, as well as with a sun gear that with the belt coil is coupled or non-rotatably connected. The planet gear is driven by means of a belt tensioner drive, which is designed as a gas generator and drives a piston via a propellant gas duct a push rod is connected to the planet gear axis. The Ring gear, the sun gear and the planet gear have ver serrations that mesh with each other. With ignited detem gas generator rolls through the generated thrust movement the planet gear on the fixed ring gear. Doing so at the same time the sun gear rotates. When using two Planet gears are ver with a coupling tied to a common thrust while firing perform movement. However, this planetary gear requires a substantial size that requires a compact arrangement a seat belt retractor difficult.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Gurtstraffer mit den Merkmalen des Oberbe griffs des Anspruchs 1 im Hinblick auf einen kompakten Aufbau und seine Funktionsfähigkeit zu verbessern.In contrast, the present invention has the object based on a belt tensioner with the features of the Oberbe handles of claim 1 with regard to a compact Build and improve its functionality.

Diese Aufgabe wird durch einen Gurtstraffer mit den Merk malen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This task is carried out by a belt tensioner with the Merk paint the claim 1 solved. Advantageous configurations the invention are specified in the dependent claims.

Während beim erstgenannten Stand der Technik die Geschwindigkeit und die Länge des Antriebskörpers, der am Wickelwellenzahnrad tangential entlang bewegt wird, die Rotationsgeschwindigkeit und den Rotationswinkel der Wickel welle bestimmen, wird bei dem erfindungsgemäßen Gurtstraffer lediglich ein Planetenrad auf einer möglichst kurzen und platzsparenden Bewegungsbahn im Gehäuse geführt, wobei es das zentrale Sonnenrad in Rotation versetzt. Durch geeignete Wahl des Größenverhältnisses von Planetenrad zu Sonnenrad kann der erforderliche Gurtstrafferweg bzw. die dafür erforderliche Wickelwellenrotation ohne ein zusätzliches Übersetzungsgetriebe zwischen Sonnenrad und Wickelwelle erreicht werden.While in the former state of the art Speed and the length of the drive body, which on Winding shaft gear is moved tangentially along that Rotation speed and the rotation angle of the reel Determine wave, is in the belt tensioner according to the invention just a planet gear on a short and space-saving movement path in the housing, it the central sun gear rotates. By suitable Choice of the size ratio of the planet gear to the sun gear can the required belt tensioner path or the required winding shaft rotation without an additional Transmission gear between sun gear and winding shaft can be achieved.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Kupplungseinrichtung ermöglicht es, daß sich das Sonnenrad im Normalbetrieb des Sicherheitsgurtaufrollers frei drehen kann, da es vom Planetenrad entkoppelt ist. Auch wenn das Sonnenrad mit der Wickelwelle drehfest verbunden ist, kann daher das Gurtband auf- und abgewickelt werden. Erst nach dem Auslösen des Gurtstraffers wird das Planetenrad eingekuppelt, d. h. mit dem Sonnenrad und der gehäusefesten Verzahnung in gleich zeitigen Eingriff gebracht, so daß eine Strafferbewegung auf das Sonnenrad und damit auf die Wickelwelle übertragen wird.The coupling device provided according to the invention allows the sun gear to be in normal operation of the Seat belt retractor can rotate freely because it is from Planet gear is decoupled. Even if the sun gear with the Winding shaft is connected in a rotationally fixed manner, the belt strap can therefore be wound up and unwound. Only after triggering the Belt tensioner, the planet gear is engaged, i. H. With the sun gear and the housing-fixed toothing in the same brought timely intervention, so that a penalty movement the sun gear and thus is transferred to the winding shaft.

Durch die zwei in Abfolge ausgelösten Antriebseinheiten ergibt sich eine über den Bewegungsweg verteilte längere Antriebskrafterzeugung mit durch die Antriebskraft entwicklung einstellbaren Beschleunigungsverläufen. Das Sonnenrad kann mit der Wickelwelle über eine Kupplung koppelbar sein, wie sie beispielsweise in der DE 43 27 134 A1 oder der DE 44 18 438 A1 beschrieben ist, oder es ist mit der Wickelwelle oder einem Zwischenteil rotatorisch ge koppelt oder mit dieser fest verbunden.Through the two drive units triggered in succession there is a longer one distributed over the movement path Driving force generation with the driving force Development of adjustable acceleration profiles. The Sun gear can with the winding shaft via a clutch be connectable, as for example in DE 43 27 134 A1 or DE 44 18 438 A1 is described, or it is with the winding shaft or an intermediate part rotatably ge couples or firmly connected to this.

Die Antriebseinheiten können mechanisch, z. B. mittels Federkraftspeicher, pyrotechnisch mit ein Treibgas erzeugenden Treibladungen oder mittels Gasdruck aus einem Gasspeicher betrieben werden.The drive units can be mechanically, e.g. B. means Spring energy store, pyrotechnic with a propellant generating propellant charges or by means of gas pressure from a Gas storage can be operated.

Die Kraft- und Bewegungseinleitung auf das Planetenrad erfolgt zweckmäßigerweise durch eine Kurbel, eine Kurbel scheibe oder ein vergleichbares Element, die im Gehäuse oder an einer Lagerwelle des Sonnenrades drehbar gelagert ist. Im Gehäuse kann die Lagerung auch exzentrisch zur Mittelachse des Sonnenrades angeordnet sein. Diese Kurbel oder Kurbel scheibe erstreckt sich radial über das Sonnenrad hinaus und stellt an diesem Abschnitt eine Lagerung für das Planetenrad bereit, so daß dieses auf der Verzahnung am Gehäuse ablaufen kann und dabei das Sonnenrad in Rotation versetzen kann. Die Lagerung führt das Planetenrad beim Einkuppeln einwärts zum Sonnenrad und ist zweckmäßigerweise als Langloch ausge bildet, das zwei Lagerendpositionen für eine Lagerachse des Planetenrades festlegt.The introduction of force and motion to the planet gear expediently takes place by means of a crank, a crank disc or a comparable element that is in the housing or is rotatably mounted on a bearing shaft of the sun gear. in the Housing can also be mounted eccentrically to the central axis the sun gear. This crank or crank disc extends radially beyond the sun gear and provides a bearing for the planet gear at this section ready, so that this run on the teeth on the housing can and can thereby set the sun wheel in rotation. The Storage leads the planet gear inwards when engaging Sun gear and is expediently out as an elongated hole forms the two bearing end positions for a bearing axis of the Planetary gear sets.

An einem zweiten Hebelarm der Kurbelscheibe ist zumindest eine Eingriffsstelle vorgesehen, an der die beiden Antriebs einheiten nacheinander oder auch zeitlich zeitweise über lappend in Bewegungs- und Kraft- bzw. Drehmomentüber tragungseingriff sind.At least on a second lever arm of the crank disk an intervention point is provided at which the two drive units one after the other or temporarily over time lapping in terms of movement and force or torque are interventional.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der Erfindung, wonach die erste Antriebseinheit nach einem bestimmten Bewe gungsweg einen Zünder oder Auslöser für eine Treibladung der zweiten Antriebseinheit auslöst. Damit ist eine funktions sichere und zeitgenaue Zündung oder Auslösung gewährleistet, denn ausschließlich das Bewegungsverhalten der ersten Antriebseinheit ist bestimmend für das Zündverhalten, so daß keine weiteren fehleranfälligen Steuerteile erforderlich sind. Die Auslösung kann auf verschiedenen physikalischen Prinzipien beruhen, wobei zweckmäßigerweise eine mechanische Auslösung angewendet wird, bei der ein Teil der Antriebseinheit direkt oder über ein zwischengeschaltetes Element auf einen Zünder einwirkt. Vorzugsweise ist ein solches Element ein Zündhebel, der von der Kurbel zeitgenau betätigt wird und den Zünder der zweiten Antriebseinheit auslöst. Der Zündhebel ist zweckmäßigerweise an einem Pleuel der zweiten Antriebseinheit schwenkbar angebracht und wird von einem Zapfen an der bewegten Kurbel verschwenkt.An embodiment of the invention is particularly advantageous after which the first drive unit after a certain movement a detonator or trigger for a propellant charge second drive unit triggers. So that is a functional ensures safe and timely ignition or triggering, because only the movement behavior of the first Drive unit is decisive for the ignition behavior, so that no further error-prone control parts required are. Tripping can occur on different physical Principles are based, expediently a mechanical Triggering is applied in which part of the Drive unit directly or via an intermediate Element acts on a detonator. Preferably is a such element is an ignition lever that is timed by the crank is actuated and the igniter of the second drive unit triggers. The ignition lever is conveniently on a connecting rod the second drive unit is pivotally attached and is pivoted by a pin on the moving crank.

Der Kolben kann mit einem Dichtelement versehen sein. Dadurch wird erreicht, daß der Kolben, wenn er z. B. mit einer weiteren Passung, d. h. mit größerem Spiel, in der Führung eingepaßt ist, oder wenn die einstückige Kolben- Pleuel-Einheit eine Pendelbewegung ausführen kann, dennoch zum Treibgasraum hin ausreichend abgedichtet ist. Ein sol ches Dichtelement ist vorzugsweise ein gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster DE 295 14 068.2 U1 ausgebildetes Kunststoff-Dichtelement.The piston can be provided with a sealing element. This ensures that the piston when it z. B. with another fit, d. H. with bigger game in which Guide is fitted, or if the one-piece piston Connecting rod unit can perform a pendulum movement, nevertheless is sufficiently sealed towards the propellant gas space. A sol Ches sealing element is preferably one according to the German Utility model DE 295 14 068.2 U1 trained Plastic sealing element.

Die Führungen für die Antriebseinheiten sind als Druckrohre mit beliebigem Querschnitt wie rund, oval oder annähernd rechteckig gestaltet und zweckmäßigerweise als einstückige topfartige Elemente mit einer angeformten Endseite ausgebildet, so daß sie keine Trennfugen aufweisen. Sie können in der Ebene des Sonnenrades den Platzverhältnissen am Gehäuse entsprechend angeordnet werden. Neben den beiden Antriebseinheiten kann z. B. in einer zweiten Ebene zumindest eine weitere Antriebseinheit vorgesehen sein, die ebenso auf die Kurbelscheibe einwirken kann und die in zeitlich synchronisierter Aufeinanderfolge zu den ersten Antriebseinheiten zündbar ist.The guides for the drive units are as pressure pipes with any cross-section such as round, oval or approximate designed rectangular and expediently as one piece pot-like elements with a molded end trained so that they have no joints. she can the space available in the plane of the sun gear be arranged accordingly on the housing. In addition to the two Drive units can e.g. B. in a second level at least one further drive unit can be provided, the can also act on the crank disc and the in chronologically synchronized succession to the first Drive units is ignitable.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt The invention based on execution examples explained with reference to drawings. It shows

Fig. 1 in einer Draufsicht in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Gurtstraffer in Ausgangs stellung; Figure 1 is a plan view in a schematic representation of a belt tensioner according to the invention in the starting position.

Fig. 2 in einer Explosionsdarstellung die wesentlichen Teile des in Fig. 1 dargestellten Gurtstraffers; und FIG. 2 is an exploded view of the essential parts of the belt tensioner shown in FIG. 1; and

Fig. 3 bis 8 in einer teilweise geschnittenen Draufsicht den erfindungsgemäßen Gurtstraffer im Bewegungs ablauf beim Gurtstraffen von einer Ausgangsstellung (Fig. 3) bis zu einer Endstellung (Fig. 8). Fig. 3 to 8 in a partially sectioned plan view of the belt tensioner according to the invention in the sequence of movements during belt tightening from an initial position ( Fig. 3) to an end position ( Fig. 8).

Ein erfindungsgemäßer Gurtstraffer enthält (siehe Fig. 1 und 2) ein Gehäuse 1, das Teil eines Sicherheitsgurt-Aufroll automaten (nicht dargestellt) ist oder seitlich an diesem angebracht ist. In den Fig. 1 und 3 bis 8 ist der Gurtstraffer in aufgeschnittener Ansicht, wie z. B. in einer Trennebene von zwei Gehäusehälften 2 und 3 oder einer Auflageebene einer Abdeckung, dargestellt. Ein zentrales Zahnrad oder Sonnenrad 4 ist in dem Gehäuse 1 mit einer Lagerwelle 5 drehbar gelagert, wobei es mit der Lagerwelle 5 einstückig hergestellt ist oder auf dieser, z. B. mit einem Formschlußprofil 6, drehfest befestigt ist. Die Lagerwelle 5 kann koaxial zu einer Wickelwelle des Sicherheitsgurt-Auf rollautomaten angeordnet und mit dieser fest verbunden sein oder sie ist mit der Wickelwelle über eine bekannte Kupplung rotatorisch koppelbar. Auf der Lagerwelle 5 des Sonnenrades 4 ist eine Kurbel 7 drehbar gelagert, die aus zwei parallelen, beidseits des Sonnenrades 4 angeordneten Kurbelscheiben 7 und 7' bestehen kann.A belt tensioner according to the invention contains (see FIGS. 1 and 2) a housing 1 which is part of a seat belt retractor (not shown) or is attached to the side thereof. In Figs. 1 and 3 to 8, the belt tensioner in cut view of such. B. in a parting plane of two housing halves 2 and 3 or a support level of a cover. A central gear or sun gear 4 is rotatably mounted in the housing 1 with a bearing shaft 5 , wherein it is made in one piece with the bearing shaft 5 or on this, for. B. with a positive locking profile 6 , rotatably attached. The bearing shaft 5 can be arranged coaxially with a winding shaft of the seat belt retractor and fixed to it, or it can be rotationally coupled to the winding shaft via a known coupling. On the bearing shaft 5 of the sun gear 4 , a crank 7 is rotatably mounted, which can consist of two parallel crank disks 7 and 7 ′ arranged on both sides of the sun gear 4 .

In einem über das Sonnenrad 4 radial hinaus stehenden Lagerabschnitt 8 der Kurbel 7 ist ein Langloch 9 ausgebildet, in dem eine Lagerachse 10 eines in der Ebene des Sonnenrades 4 angeordneten Planetenzahnrades oder Planetenrades 11 drehbar aufgenommen ist.In a bearing section 8 of the crank 7 , which extends radially beyond the sun gear 4 , an elongated hole 9 is formed, in which a bearing axis 10 of a planet gear or planet gear 11 arranged in the plane of the sun gear 4 is rotatably received.

In dem Gehäuse 1 ist des weiteren konzentrisch zur Mittelachse 12 des Sonnenrades 4 eine kreisbogenförmig angeordnete, zum Sonnenrad 4 weisende Innenverzahnung 13 vorgesehen, deren radialer Abstand von der Mittelachse 12 derart gewählt ist, daß das Planetenrad 11 bei einer Drehbewegung der Kurbel 7 im Gegenuhrzeigersinn einerseits auf der Innenverzahnung 13 unter eigener Rotation abläuft und andererseits dabei durch Verzahnungseingriff mit dem Sonnenrad 4 dieses im Gegenuhrzeigersinn rotatorisch antreibt. Die Innenverzahnung 13 weist einen Einlaufbereich 14 auf, in dem zumindest der erste Zahn 15 der Verzahnung 13 nach außen versetzt angeordnet ist, wie dies durch eine den Teilkreis der Verzahnung 13 angebende, nach außen gebogene, strichpunktierte Linie 16 schematisch dargestellt ist.In the housing 1 is also concentric to the central axis 12 of the sun gear 4 an arcuate, facing the sun gear 4 internal teeth 13 is provided, the radial distance from the central axis 12 is selected such that the planetary gear 11 when the crank 7 rotates counterclockwise on the one hand runs on the internal toothing 13 with its own rotation and, on the other hand, drives it in a counterclockwise direction by meshing with the sun gear 4 . The internal toothing 13 has an inlet area 14 , in which at least the first tooth 15 of the toothing 13 is arranged offset to the outside, as is shown schematically by a dash-dotted line 16 indicating the pitch circle of the toothing 13 and outwardly curved.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung des Gurtstraffers befindet sich das Planetenrad 11 mit seiner Verzahnung 17 im Einlaufbereich 14 der Innenverzahnung 13. Dabei ist seine Lagerachse 10 in einer solchen radial äußeren Position in dem Langloch 9 angeordnet, daß kein Eingriff zwischen der Verzahnung des Sonnenrades 4 und der Verzahnung 17 des Planetenrades 11 besteht oder möglich ist. In dieser Stellung kann sich daher das Sonnenrad 4 frei drehen. Ein (nicht dargestelltes) Sicherungselement hält das Planetenrad 11 in dieser Position. Das z. B. aus Kunststoff hergestellte Sicherungselement kann bei Aufbringen einer Antriebskraft das Planetenrad 11 aus dieser Position freigeben, z. B. durch Abscheren eines Sicherungsstiftes oder dergleichen.In the initial position of the belt tensioner shown in FIG. 1, the planet gear 11 with its toothing 17 is located in the inlet area 14 of the internal toothing 13 . Its bearing axis 10 is arranged in such a radially outer position in the elongated hole 9 that there is no engagement between the toothing of the sun gear 4 and the toothing 17 of the planet gear 11 . In this position, the sun gear 4 can therefore rotate freely. A securing element (not shown) holds the planet gear 11 in this position. The Z. B. made of plastic securing element can release the planet gear 11 from this position when applying a driving force, for. B. by shearing a locking pin or the like.

In dem Gehäuse 1 ist ein pyrotechnischer Antrieb mit einer Primär-Antriebseinheit 20 und einer Sekundär-Antriebseinheit 21 angeordnet. Eine einen Kolben 22 und ein Pleuel 23 aufweisende Kolben-Pleuel-Einheit der Primär-Antriebseinheit 20 ist in einer Längsführung 24, die sich von einem Eck bereich 25 des Gehäuses 1 schräg einwärts erstreckt, derart aufgenommen, daß der Kolben 22 in dem Eckbereich 25 angeord net ist und einen Expansionsraum 26 am Ende der Längsführung 24 begrenzt. Die Längsführung 24 ist beispielsweise wie ein Topf einstückig als Druckrohr mit einem geschlossenen Ende am Expansionsraum 26 ausgebildet und in eine entsprechende Ausnehmung in dem Gehäuse 1 bzw. den Gehäusehälften 2, 3 eingesetzt.A pyrotechnic drive with a primary drive unit 20 and a secondary drive unit 21 is arranged in the housing 1 . A piston 22 and a connecting rod 23 having a piston-connecting rod unit of the primary drive unit 20 is accommodated in a longitudinal guide 24 which extends obliquely inwards from a corner region 25 of the housing 1 in such a way that the piston 22 in the corner region 25 is net angeord and an expansion space 26 at the end of the longitudinal guide 24 limited. The longitudinal guide 24 is formed, for example, like a pot in one piece as a pressure tube with a closed end on the expansion space 26 and inserted into a corresponding recess in the housing 1 or the housing halves 2 , 3 .

In dem Expansionsraum 26 ist eine Treibladung 27 eines Primär-Gasgenerators der Primär-Antriebseinheit 20 angeordnet und durch eine Öffnung 28 in dem Topf 24, z. B. mittels eines darin angebrachten Zünders, zündbar.In the expansion space 26 , a propellant charge 27 of a primary gas generator of the primary drive unit 20 is arranged and through an opening 28 in the pot 24 , for. B. ignitable by means of a detonator mounted therein.

Das Pleuel 23 der Kolben-Pleuel-Einheit 22, 23 kann gemäß der Darstellung in den Figuren mit dem Kolben 22 fest verbunden oder einstückig ausgebildet sein, kann jedoch auch in der Bildebene schwenkbar am Kolben angebracht sein. An seinem dem Kolben 22 gegenüberliegenden freien Ende 29 enthält das Pleuel 23 einen Schubzapfen 30, der in einer primären Eingriffsstelle in Form einer dem Schubzapfen 30 angepaßten Vertiefung oder Ausnehmung 31 der Kurbel 7 anliegt. Die Ausnehmung 31 öffnet sich im wesentlichen in Umfangsrichtung zur Kolben-Pleuel-Einheit 22, 33 hin, so daß eine Bewegung des Kolbens 22 und des Pleuels 23 über den Schubzapfen 30 in eine Rotationsbewegung der Kurbel 7 in Gegenuhrzeigersinn übertragen wird. Der Schubzapfen 30 bewegt sich dabei auf einem Kreisbogen, während das Pleuel 23 gleichzeitig mit dem Kolben 22 in einer Pendelbewegung verschwenkt wird. Bei einem am Kolben verschwenkbaren Pleuel führt der Kolben selbst keine Schwenkbewegung bei seiner Längsbewegung in der Führung aus. Der Schubzapfen 30 ist in seiner Stellung an der Ausnehmung 31 um einen Winkel von beispielsweise etwa 130° bis 150° gegenüber der Lagerachse 10 des Planetenrades 11 versetzt.The connecting rod 23 of the piston-connecting rod unit 22 , 23 can, according to the illustration in the figures, be fixedly connected to the piston 22 or be formed in one piece, but can also be pivotably attached to the piston in the image plane. At its free end 29 opposite the piston 22 , the connecting rod 23 contains a thrust pin 30 which rests in a primary engagement point in the form of a depression or recess 31 in the crank 7 adapted to the thrust pin 30 . The recess 31 opens essentially in the circumferential direction towards the piston-connecting rod unit 22 , 33 , so that a movement of the piston 22 and the connecting rod 23 is transmitted via the thrust pin 30 into a rotational movement of the crank 7 in a counterclockwise direction. The thrust pin 30 moves on a circular arc, while the connecting rod 23 is pivoted simultaneously with the piston 22 in an oscillating movement. In the case of a connecting rod that can be pivoted on the piston, the piston itself does not perform any pivoting movement in its longitudinal movement in the guide. The thrust pin 30 is offset in its position on the recess 31 by an angle of, for example, approximately 130 ° to 150 ° with respect to the bearing axis 10 of the planet gear 11 .

In der in Fig. 1 und 3 dargestellten Ausgangs- oder Bereit schaftsstellung des Gurtstraffers erfolgt die Zündung des Primär-Gasgenerators 20 nach dem Auslösen eines Sensors (nicht dargestellt) auf elektrische oder mechanische Weise. Dies ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird daher nicht näher beschrieben. Das erzeugte Treibgas treibt den Kolben 22 in der Längsführung 24 vorwärts (siehe Fig. 4). Dabei versetzt das Pleuel 23 die Kurbel 7 in Rotation, die wiederum das Planetenrad 11 aus seiner Ruheposition auf einer kreisförmigen Einlaufkurve am Einlaufbereich 14 in einen Verzahnungseingriff mit dem Sonnenrad 4 bewegt, wobei das Planetenrad 11 auf der Innenverzahnung 13 um das Sonnenrad 4 abläuft. Die Einlaufbewegung des Planetenrades 11 ist eine Kombination aus einer Schwenkbewegung im wesentlichen um eine Zahnspitze des Planetenrades 11, die sich im Einlaufbereich 14 der Innenverzahnung 13 befindet, und der sich anschließenden Abrollbewegung auf der Kreisbahn an der Innenverzahnung 13. Diese kombinierte Einlaufbewegung führt zu einem anfänglichen Vorbeigleiten aufeinander treffender Zahnspitzen, wenn sich das Planetenrad 11 dem Sonnenrad 4 nähert, und damit zu einem sicheren Einkuppel vorgang. Das Langloch 9 ist diesem Bewegungsablauf entsprechend unter einem Winkel zu einem radialen Strahl von der Mittelachse 12 und insbesondere gekrümmt ausgebildet, wobei die radial innere Lagerposition der Lagerachse 10 gegenüber der radial äußeren Lagerposition in Umfangsrichtung zurückversetzt ist, beispielsweise um einen Winkel von 4 bis 5°.In the initial or ready position of the belt tensioner shown in FIGS . 1 and 3, the ignition of the primary gas generator 20 takes place after the triggering of a sensor (not shown) in an electrical or mechanical manner. This is known from the prior art and is therefore not described in detail. The propellant gas generated drives the piston 22 forward in the longitudinal guide 24 (see FIG. 4). The connecting rod 23 sets the crank 7 in rotation, which in turn moves the planet gear 11 from its rest position on a circular inlet curve at the inlet region 14 into a meshing engagement with the sun gear 4 , the planet gear 11 running on the internal toothing 13 around the sun gear 4 . The entry movement of the planet gear 11 is a combination of a pivoting movement essentially around a tooth tip of the planet gear 11 , which is located in the entry area 14 of the internal toothing 13 , and the subsequent rolling movement on the circular path on the internal toothing 13 . This combined run-in movement leads to an initial gliding past tooth tips when the planet wheel 11 approaches the sun wheel 4 , and thus to a safe engagement process. The elongated hole 9 is designed in accordance with this sequence of movements at an angle to a radial beam from the central axis 12 and in particular is curved, the radially inner bearing position of the bearing axis 10 being set back in the circumferential direction with respect to the radially outer bearing position, for example by an angle of 4 to 5 ° .

Das an der Innenverzahnung 13 abrollende Planetenrad 11 versetzt dann das Sonnenrad 4 in Rotation (Fig. 4 bis 7), die wiederum auf die Wickelwelle zum Straffen des Sicher heitsgurtes übertragen wird.The planet gear 11 rolling on the internal toothing 13 then sets the sun gear 4 in rotation ( FIGS. 4 to 7), which in turn is transferred to the winding shaft for tightening the seat belt.

Die Sekundär-Antriebseinheit 21 weist eine einen Kolben 32 und ein Pleuel 33 aufweisende Kolben-Pleuel-Einheit 32, 33 auf, die in einer Längsführung 34, die sich von einem benachbarten Eckbereich 35 (in Fig. 1 links unten) des Gehäuses 1 schräg einwärts in etwa in Richtung auf das Planetenrad 11 erstreckt, derart aufgenommen ist, daß der Kolben 32 in dem Eckbereich 35 angeordnet ist und einen Expansionsraum 36 begrenzt, in dem eine Treibladung 37 eines Sekundär-Gasgenerators angeordnet ist.The secondary drive unit 21 has a piston-connecting rod unit 32 , 33 which has a piston 32 and a connecting rod 33 and which is inclined in a longitudinal guide 34 which extends from an adjacent corner region 35 (bottom left in FIG. 1) of the housing 1 extends inward approximately in the direction of the planet gear 11 , is received in such a way that the piston 32 is arranged in the corner region 35 and delimits an expansion space 36 in which a propellant charge 37 of a secondary gas generator is arranged.

Das Pleuel 33 der Kolben-Pleuel-Einheit 32, 33 ist am Kolben 32 fest angebracht oder integraler Teil des Kolbens 32, kann jedoch auch schwenkbar am Kolben befestigt sein, wie dies bei der Primär-Antriebseinheit 20 beschrieben ist. An seinem dem Kolben 32 gegenüberliegenden freien Ende 38 ist eine Eingriffsstelle in Form einer konkaven Schubfläche 39 ausgebildet, deren Form an einen eine zweite Eingriffsstelle bildenden Schubzapfen 40 an der Kurbel 7 angepaßt ist. Der Schubzapfen 40 ist an der Kurbel 7 in einem Winkelabstand von z. B. etwa 20° bis 40° von der primären Eingriffsstelle 31 versetzt angebracht.The connecting rod 33 of the piston rod unit 32, 33 is fixedly attached to the piston 32 or an integral part of the piston 32, but may also be pivotally mounted on the piston, as described in the primary drive unit 20th At its free end 38 opposite the piston 32 there is an engagement point in the form of a concave thrust surface 39 , the shape of which is adapted to a thrust pin 40 on the crank 7 forming a second engagement point. The thrust pin 40 is on the crank 7 at an angular distance of z. B. about 20 ° to 40 ° offset from the primary point of engagement 31 .

Des weiteren enthält die zweite Kolben-Pleuel-Einheit 32, 33 einen Fangarm 41, der einen vorderseitigen Fanghaken 42 aufweist, welcher zu dem Schubzapfen 40 der Kurbel 7 hin geöffnet ist und an dessen Form angepaßt ist.Furthermore, the second piston-connecting rod unit 32 , 33 contains a catch arm 41 which has a catch hook 42 on the front which is open towards the push pin 40 of the crank 7 and is adapted to its shape.

Die zweite Kolben-Pleuel-Einheit 32, 33 weist weiterhin einen Zündhebel 43 auf, der um eine Schwenkachse 44 an dem Pleuel 33 derart schwenkbar gelagert ist, daß sein vorderes Ende 45 einen Eingriffsbereich 46 für den Schubzapfen 40 bildet und sein gegenüberliegendes hinteres Ende 47 einen Zünder 48 auslösen kann, der im Kolben 32 angeordnet ist und die pyrotechnische Ladung 37 des Sekundär-Gasgenerators, der im Kolben 32 oder außerhalb davon im Expansionsraum angeordnet sein kann, zündet.The second piston-connecting rod unit 32 , 33 also has an ignition lever 43 , which is pivotably mounted on the connecting rod 33 about a pivot axis 44 such that its front end 45 forms an engagement region 46 for the push pin 40 and its opposite rear end 47 an igniter can trigger 48 which is arranged in the piston 32 and the pyrotechnic charge 37 of the secondary gas generator, which may be located in the piston 32 or outside thereof in the expansion chamber ignites.

In der in Fig. 1 dargestellten Ruhe- oder Ausgangsstellung sind sowohl das Pleuel 33 und der Fangarm 41 wie auch der Zündhebel 43 z. B. durch ein Sicherungselement (nicht dargestellt) gehalten, so daß der mit der Kurbel 7 bewegbare Schubzapfen 40 im Auslösefall zuerst auf den Zündhebel 43 trifft (siehe Fig. 5) und diesen verschwenkt, wobei der Zünder 48 und damit der zweite Gasgenerator 37 in einem definierten und durch konstruktive Auslegung festlegbaren Zeitpunkt gezündet wird. Der weiterbewegte Schubzapfen 40 trifft auf den Fangarm 41 (Fig. 6) und greift in den Fang haken 42 ein. Das durch den entstandenen Treibgasdruck schlagartig bewegte Pleuel 33 kann den am Fangarm 41 gehaltenen Schubzapfen 40 somit sicher ergreifen und mit seiner Schubfläche 39 weiter antreiben (Fig. 7).In the rest or starting position shown in Fig. 1, both the connecting rod 33 and the catch arm 41 and the ignition lever 43 are z. B. held by a securing element (not shown), so that the movable pivot pin 40 with the crank 7 first hits the ignition lever 43 (see FIG. 5) and pivots this, the igniter 48 and thus the second gas generator 37 in is ignited at a defined point in time that can be determined by design. The moving pusher 40 meets the catch arm 41 ( Fig. 6) and engages in the catch hook 42 . The connecting rod 33 which is suddenly moved by the resulting propellant gas pressure can thus securely grip the push pin 40 held on the catch arm 41 and drive it further with its push surface 39 ( FIG. 7).

Ein Anschlag (nicht dargestellt) begrenzt die Vorwärts bewegung des Kolbens 22, 32, so daß sie den jeweiligen Expansionsraum 26 bzw. 36 in der Längsführung 24 bzw. 34 abgedichtet halten. Dies ergibt eine Geräuschreduzierung beim Betrieb des Gurtstraffers, da sich der Explosionsdruck nicht schlagartig, sondern nur über Leckage nach außen hin abbauen kann. Beispielsweise kann in dem Gehäuse 1 eine Führungsnut ausgebildet sein, in der ein seitliches Ende des Schubzapfens 30 geführt ist. Das Ende der Führungsnut bildet dann einen Anschlag.A stop (not shown) limits the forward movement of the piston 22 , 32 so that they keep the respective expansion space 26 or 36 sealed in the longitudinal guide 24 or 34 . This results in a reduction in noise during operation of the belt tensioner, since the explosion pressure does not drop suddenly, but can only be released to the outside via a leak. For example, a guide groove can be formed in the housing 1 , in which a lateral end of the thrust pin 30 is guided. The end of the guide groove then forms a stop.

Bei einem Übersetzungsverhältnis bzw. einem Verhältnis der Anzahl der Zähne des Planetenrades 11 zum Sonnenrad 4 von i = 0,3 ergibt die überlagerte Verschwenk- und Rotations bewegung des ablaufenden Planetenrades 11 einen Rotations winkel des Sonnenrades 4 von 487° und erfüllt somit die zum Gurtstraffen erforderliche Rotationsbewegung der Wickelwelle ohne ein zwischengeschaltetes Übersetzungsgetriebe.With a gear ratio or a ratio of the number of teeth of the planet gear 11 to the sun gear 4 of i = 0.3, the superimposed pivoting and rotational movement of the running planet gear 11 results in a rotation angle of the sun gear 4 of 487 ° and thus fulfills the belt tensioning required rotational movement of the winding shaft without an intermediate transmission gear.

Die Kolben 22, 32 können in Längsrichtung leicht konisch ausgebildet sein, damit sie die Schwenk- oder Pendelbewegung der Kolben-Pleuel-Einheiten zulassen und mitmachen können. Die Abdichtung jedes Kolbens 22, 32 gegenüber der jeweiligen Führung 24 bzw. 34 kann über ein separates Dichtelement 50 bzw. 51 am Kolben oder durch den Kolben selbst erfolgen, der in diesem Fall derart ausgebildet ist, daß er sich durch den Druck des Treibgases radial in dem erforderlichen Maß geringfügig ausweitet.The pistons 22 , 32 can be slightly conical in the longitudinal direction so that they allow the pivoting or oscillating movement of the piston-connecting rod units and can participate. The sealing of each piston 22 , 32 with respect to the respective guide 24 or 34 can take place via a separate sealing element 50 or 51 on the piston or by the piston itself, which in this case is designed such that it is radial due to the pressure of the propellant gas expanded slightly to the extent necessary.

Die Innenverzahnung 13 kann statt Ausbildung als integraler Bestandteil des Gehäuses 1 auch ein in das Gehäuse 1 eingesetztes Teil sein, das aus einem Material mit höherer Festigkeit gegenüber jener des Materials des Gehäuses bestehen kann und als separates Teil leichter herstellbar ist. Sie kann mit einer Verzahnung oder Profilierung am Gehäuse festgelegt sein.Instead of being formed as an integral part of the housing 1 , the internal toothing 13 can also be a part which is inserted into the housing 1 and which can consist of a material with a higher strength than that of the material of the housing and is easier to produce as a separate part. It can be fixed with a toothing or profiling on the housing.

Am Kolbenboden eines oder beider Kolben 22 bzw. 32 oder an der jeweiligen Führung bzw. dem Druckrohr kann eine zusätzliche Treibladung angebracht sein, die durch die Treibladung des jeweiligen Gasgenerators gezündet wird und somit eine zusätzliche Kolbenantriebskraft bereitstellen kann, die besondere Antriebskraftverläufe realisieren läßt.An additional propellant charge can be attached to the piston crown of one or both pistons 22 or 32 or to the respective guide or the pressure tube, which is ignited by the propellant charge of the respective gas generator and can thus provide an additional piston drive force that allows special drive force profiles to be realized.

Die Innenverzahnung 13 kann auf einen gegenüber den Dar stellungen in den Figuren kleineren Winkelbereich beschränkt sein, so daß das Planetenrad 11 in seiner in Fig. 8 darge stellten Endposition ohne Eingriff mit der Innenverzahnung 13 ist und daher durch das Sonnenrad 4 frei drehbar ist. Diese freie Drehbarkeit des Planetenrades 11 und somit des Sonnenrades 4 gewährleistet, daß der Gurt nach Beendigung des Straffervorgangs und Aufhebung der Hauptblockierung der Gurtspule wieder von der Gurtspule abgewickelt werden kann, wenn das Sonnenrad 4 mit der Wickelwelle der Gurtspule drehfest gekoppelt ist.The internal toothing 13 may be limited to an angular range smaller than the Dar positions in the figures, so that the planet gear 11 in its end position shown in FIG. 8 is without engagement with the internal toothing 13 and is therefore freely rotatable by the sun gear 4 . This free rotatability of the planet gear 11 and thus the sun gear 4 ensures that the belt can be unwound from the belt reel after completion of the pretensioning process and removal of the main blocking of the belt reel when the sun wheel 4 is rotatably coupled to the winding shaft of the belt reel.

Die Anordnung der Längsführungen und der Gasgeneratoren im Gehäuse und in ihrer gegenseitigen Positionierung kann in gewissem Umfang variiert werden, solange nur die darge stellte kompakte Gestaltung des Gurtstraffers erhalten bleibt. Dabei müssen die Antriebskraftverläufe der Antriebseinheiten sowie die jeweils gültigen Hebelarme an der Kurbel bei der Krafteinleitung berücksichtigt werden.The arrangement of the longitudinal guides and the gas generators in the Housing and in their mutual positioning can to some extent be varied as long as only the darge presented compact design of the belt tensioner received remains. The driving force curves of the Drive units and the respectively applicable lever arms the crank should be taken into account when applying force.

Claims

1.Belt pretensioner for a seat belt with at least two drive units movable in guides in a housing, which can be brought into drive engagement in timed succession with a winding shaft of a seat belt retractor and set them in a rotational movement tightening the belt, characterized by a sun wheel ( 4 ), the is rotationally coupled to the winding shaft for belt tightening, and a planet gear ( 11 ), which is coupled by a coupling device from its rest position, in which it is decoupled from the sun gear ( 4 ), into a toothed engagement with the sun gear ( 4 ) and on an arc-shaped movement path the sun gear ( 4 ) is brought, it running on a housing-fixed toothing ( 13 ) and at the same time with an external toothing of the sun wheel ( 4 ) in rotational transmission engagement.

2. Belt tensioner according to claim 1, characterized in that each drive unit ( 20 , 21 ) for transmitting its drive movement to the planet gear ( 11 ) with this for a certain movement section of the planet gear ( 11 ) is coupled.

3. Belt tensioner according to claim 1 or 2, characterized in that a crank ( 7 ) in the housing ( 1 ) is rotatably mounted, which contains a bearing ( 9 ) for the planet gear ( 11 ), the bearing ( 9 ) as part of Coupling device allows a change in the radial distance of the axis of rotation ( 10 ) of the planet gear ( 11 ) from the bearing shaft ( 5 ) of the sun gear ( 4 ) for the manufacture of the toothing engagement, and wherein the crank ( 7 ) at least one engagement point ( 31 , 40 ) for engaging the drive units ( 20 , 21 ) and for transmitting motion.

4. Belt tensioner according to claim 3, characterized in that the crank ( 7 ) is rotatably mounted concentrically to the central axis ( 12 ) of the sun wheel ( 4 ).

5. Belt tensioner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the housing-fixed toothing ( 13 ) as part of the coupling device has an inlet area ( 14 ) in which the planet gear ( 11 ) moves from its rest position to the sun gear ( 4 ).

6. Belt tensioner according to one of claims 3 to 5, characterized in that the bearing ( 9 ) has an elongated hole ( 9 ) in the crank ( 7 ) for receiving a bearing axis ( 10 ) of the planet gear ( 11 ).

7. Belt tensioner according to claim 6, characterized in that the elongated hole ( 9 ) is curved.

8. Belt tensioner according to one of claims 1 to 7, characterized in that during the movement of the planet gear ( 11 ) from its rest position into its engagement position, the axis of rotation ( 10 ) of the planet gear ( 11 ) by about 4 to 50, measured as the angle between the Radial rays from the central axis ( 12 ) of the sun gear ( 4 ) to the respective position of the axis of rotation ( 10 ) of the planet wheel ( 11 ) remains in the circumferential direction.

9. Belt tensioner according to one of claims 1 to 8, characterized in that a securing device, in particular a tear-off pin, secures the planet gear ( 11 ) in its rest position.

10. Belt tensioner according to one of claims 1 to 9, characterized in that the drive units ( 20 , 21 ) can be driven pyrotechnically, mechanically or by gas pressure.

11. Belt tensioner according to one of claims 1 to 10, characterized in that each drive unit ( 20 , 21 ) has a gas generator with a pyrotechnic propellant charge ( 27 , 37 ) and a piston-connecting rod unit ( 22 , 23 or 32 , 33 ) which is movable by the gas pressure in a guide ( 24 or 34 ).

12. Belt tensioner according to claim 11, characterized in that the connecting rod ( 23 , 33 ) is pivotable on the piston or forms a rigid unit with the piston ( 22 or 32 ).

13. Belt tensioner according to claim 11 or 12, characterized in that the piston ( 22 , 32 ) has a conically tapered peripheral surface.

14. Belt tensioner according to one of claims 11 to 13, characterized in that the connecting rods ( 23 , 33 ) of the primary or secondary drive units ( 20 or 21 ) engaging parts ( 30 or 39 ) for engagement with a primary or Have secondary engagement point ( 31 or 40 ) of the crank ( 7 ).

15. Belt tensioner according to one of claims 11 to 14, characterized in that the pistons ( 22 , 32 ) in the housing ( 1 ) accommodated guides or pressure pipes ( 24 , 34 ) are guided, which are in particular formed as joint-free elements without joints.

16. Belt tensioner according to one of claims 1 to 15, characterized in that the primary gas generator ( 27 ) is ignitable by an electrical or a mechanical igniter.

17. Belt tensioner according to one of claims 1 to 16, characterized in that an igniter ( 48 ) of the secondary gas generator ( 37 ) can be ignited by a mechanical actuating device ( 40 , 43 ).

18. Belt tensioner according to claim 17, characterized in that the mechanical actuating device has an ignition lever ( 43 ) which is pivotable on the one hand by a part moved by the first drive unit ( 20 ), in particular by the crank ( 7 ), and on the other hand the The igniter ( 48 ) of the secondary gas generator ( 37 ) ignites.

19. Belt tensioner according to claim 18, characterized in that the ignition lever ( 43 ) on the drive unit ( 21 ), in particular on the connecting rod ( 33 ), is mounted.

20. Belt tensioner according to one of claims 1 to 19, characterized in that the second drive unit ( 21 ) has a catch arm ( 41 ) into which the moving crank ( 7 ) engages.

21. Belt tensioner according to claim 20, characterized in that the catch arm ( 41 ) is held in its starting position by a holding part.

22. Belt tensioner according to one of claims 11 to 21, characterized in that the connecting rod ( 33 ) of the second drive unit ( 21 ) has a thrust surface ( 39 ).

23. Belt tensioner according to one of claims 11 to 22, characterized in that a sealing element ( 50 or 51 ) is attached to the piston ( 22 , 32 ).

24. Belt tensioner according to one of claims 11 to 23, characterized in that an additional propellant charge is provided on the piston ( 22 , 32 ) or on the guide ( 24 , 34 ).

25. Belt tensioner according to one of claims 11 to 24, characterized in that the housing ( 1 ) has a stop for a movement end position of each piston ( 22 , 32 ).