Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurtvorrichtung für Fahrzeuge, ins
besondere Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Mit einem oder mehreren Antriebsbändern arbeitende Gurtstraffer sind
aus der EP 0 581 288 B1 und der DE 44 44 775 A1 bekannt. Bei diesen
bekannten Gurtstraffern ist es erforderlich, das Antriebsband innerhalb
eines abgeschlossenen Gehäuses unterzubringen und mit dem von der
Abtriebswelle abgewandten Ende am Gehäuse dicht zu befestigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Sicherheitsgurtvor
richtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche insbeson
dere von einfacherem, gleichwohl aber sehr betriebssicheren Aufbau ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils
des Anspruches 1 vorgesehen.
Aufgrund dieser Ausbildung braucht das Antriebsband nur noch von zwei
vorzugsweise ebenen und parallel zueinander verlaufenden Wänden be
grenzt zu sein, so daß ein allseits geschlossenes, gasdichtes Gehäuse, an
dem ein Ende des Antriebsbandes befestigt werden muß, vermieden wird.
Dadurch, daß beide Enden des Antriebsbandes an der Abtriebswelle befe
stigt und in gleichem Sinne auf diese aufgewickelt sind, wird eine ge
schlossene Schlaufe des Antriebsbandes gebildet, die lediglich noch an
einer geeigneten Stelle gehäusefest abzustützen ist, um ein Abwickeln der
beiden Trümer des Antriebsbandes von der Abtriebswelle zu vermeiden.
Durch die Ausführungsform nach Anspruch 2 kann innerhalb der in Zu
sammenwirkung mit den an den Seitenkanten anliegenden Wänden ein
die Schlaufe aufblähender Druck beispielsweise durch einen Gasgenerator
aufgebaut werden. Durch das Aufblähen der Schlaufe und das Abstützen
des Antriebsbandes an den Moment-Aufnahmemitteln wird eine Zugkraft
auf die an der Abtriebswelle einlaufenden Bandbereiche ausgeübt, welche
das Antriebsdrehmoment für die Abtriebswelle erzeugen.
Damit die zwischen den beiden Einlaufstellen des Antriebsbandes auf der
Abtriebswelle vorliegenden Schlaufe von vornherein teilweise einen kreis
artigen Verlauf nimmt, ist die Anordnung eines Schlaufenformgliedes nach
Anspruch 3 zweckmäßig.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Ansprüche 4 bis 7 definiert.
Eine besonders vorteilhafte bauliche Ausführungsform ist durch die An
sprüche 8 bis 10 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird der für den Druck
aufbau erforderliche Raum durch zwei planparallel angeordnete Platten
und den Schlaufeninnenraum des Antriebsbandes gebildet.
Eine vorteilhafte Befestigungsmöglichkeit für den Gasgenerator ist in An
spruch 11 angegeben.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung entnimmt man
den Patentansprüchen 12 bis 15. In diesem Fall wird aus den beiden
Trümern des Antriebsbandes ein einziges, doppellagiges Antriebsband ge
bildet, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn zwischen diesen beiden
Lagen ein Dichtband vorgesehen ist.
Eine Kupplung, die gemäß Anspruch 16 besonders für die Zwecke der Er
findung geeignet ist, entnimmt man der DE 199 07 962 A1.
Aufgrund der sandwichartigen Ausbildung des erfindungsgemäßen Gurt
straffers eignet sich dieser zur Vervollständigung eines Rahmens für die
Anbringung der Gurtrolle gemäß Anspruch 17.
Eine bevorzugte Ausführung des Antriebsbandes ist im Anspruch 18 an
gegeben.
Besonders bevorzugt bei beiden grundlegenden Ausführungsformen der
Erfindung ist die Weiterbildung nach Anspruch 19. Hierbei muß das An
triebsband zwar zur Vermeidung eines selbständigen Abwickelns von der
Abtriebswelle irgendwo, und zwar vorzugsweise von innen, gehäusefest
abgestützt werden, doch kann es sich ansonsten zumindest bis zum Er
reichen einer weitgehend vollständigen Gurtstraffung vollständig frei zwi
schen den beiden Wänden ausdehnen. Hierdurch wird eine optimale Bela
stungsverteilung und Drehmomenterzeugung erzielt.
Bevorzugt wird die Erfindung in Zusammenhang mit einer Sicherheits
gurtvorrichtung nach, Anspruch 20 verwendet.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung be
schrieben; in dieser zeigt:
Fig. 1 eine schematische Prinzipdarstellung eines erfindungsgemä
ßen Gurtstraffers im Ruhezustand,
Fig. 2 einen schematischen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht analog Fig. 1, jedoch nach einer Auslösung des
Gasgenerators im aufgeblähten Zustand der Schlaufe des An
triebsbandes, die
Fig. 4a bis 4e Ansichten einer bevorzugten Weiterbildung eines erfin
dungsgemäßen Gurtstraffers im Ruhezustand und verschie
denen Stadien der Aufblähung der Schlaufe des Antriebsban
des, die
Fig. 5a, 5b perspektivische Ansichten eines geöffneten erfindungsgemä
ßen Gurtstraffers im Ruhezustand bzw. voll aufgeblähten Zu
stand der Schlaufe des Antriebsbandes,
Fig. 6 eine Explosions-Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gurt
aufrollers mit Gurtstraffer gemäß der Erfindung,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des C-förmigen Rahmens gemäß
der Erfindung mit dem die offene Seite des C verschließenden
erfindungsgemäßen Gurtstraffers im auseinandergenomme
nen Zustand, wobei die sonstigen Einbauten des C-förmigen
Rahmens fortgelassen sind,
Fig. 8 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit Gurtstraffer im
zusammengebauten Zustand,
Fig. 9 eine schematische Seitenansicht einer weiteren grundlegen
den Ausführungsform der Erfindung, wobei der. Ruhezustand
dargestellt ist,
Fig. 10 eine zu Fig. 9 analoge Ansicht, wobei das Antriebsband im
aufgeblähten Zustand nach einer Zündung des Gasgenerators
gezeigt ist und
Fig. 11 eine schematische, vergrößerte Schnittansicht nach Linie
XI-XI in Fig. 10.
Nach den Fig. 1, 2 weist ein erfindungsgemäßer Gurtstraffer 16 zwei im
Abstand angeordnete und parallel zueinander verlaufende Platten 30, 31
auf, die aus Stahl oder Aluminium bestehen. Die Platten 30, 31 sind
durch an den vier Ecken vorgesehene Bolzen 32 und Abstandshalter 33
miteinander verbunden.
Im in Fig. 1 und 2 unteren Bereich des Plattenpaares 30, 31 ist zwischen
den beiden Platten 30, 31 eine Abtriebswelle 17 drehbar gelagert, und von
ihr erstreckt sich nach Fig. 2 koaxial ein Abtriebsachsstummel 17', der in
der weiter unten dargestellten Weise über eine Kupplung mit der Gurtrolle
eines Gurtaufrollers drehfest verbindbar ist.
Oberhalb der drehbar gelagerten Abtriebswelle 17 ist an der Platte 30 mit
Bolzen 32 ein Gasgenerator 24 so angebracht, daß seine Gasaustrittsöff
nungen 26 zwischen den Platten 30, 31 münden.
Um den Gasgenerator 24 ist ein flexibles Antriebsband 19 herumgelegt,
welches mit seinen Seitenkanten 20, 21 an den Innenwänden 22, 23 der
Platten 30, 31 dicht anliegt. Der Gasgenerator 24 ist kreiszylindrisch aus
gebildet, wobei die Zylinderachse 41 parallel zur Drehachse 42 der Ab
triebswelle 17 verläuft. Aufgrund dieser Ausbildung erstreckt sich auch
die Erzeugende des Antriebsbandes 19 parallel zur Drehachse 42 bzw.
senkrecht zu den Wänden 22, 23 der Platten 30, 31.
Vom Gasgenerator 24 gelangen die beiden Parten des Antriebsbandes 19
auf den Umfang der Abtriebswelle 17, wo sie bis zu Befestigungsstellen 29
bzw. 35 reichen, an denen das jeweilige Bandende fest am Umfang der
kreiszylindrischen Abtriebswelle 17 angebracht ist. Die Befestigungsstel
len 29, 35 sind vorzugsweise um 180° gegeneinander versetzt.
Nach Fig. 1 sind die Endbereiche des Antriebsbandes 19 nur geringfügig
auf die Abtriebswelle 17 aufgewickelt. Grundsätzlich können die Endbe
reiche des Antriebsbandes 19 jedoch mehrere Male um den Umfang der
Abtriebswelle 17 herumgewickelt sein.
Während der an der Befestigungsstelle 35 angebrachte Endbereich des
Antriebsbandes 19 in praktisch gleichem Krümmungssinn von der Ab
triebswelle 17 auf den Gasgenerator 24 übergeht, befindet sich zwischen
dem auf die Abtriebswelle 17 aufgewickelten und bei 29 befestigten End
bereich des Antriebsbandes 19 und dem um den Gasgenerator 24 herum
gelegten Bereich entgegengesetzter Krümmung eine Wendelinie 28.
Aufgrund dieser Ausbildung bildet das Antriebsband 19 zwischen den
Einlaufstellen 36, 37 auf der Abtriebswelle 17 eine im Ruhezustand nach
Fig. 1 noch kleine geschlossene Schlaufe 25.
Die Gasauslaßöffnungen 26 des Gasgenerators 24 münden innerhalb der
Schlaufe 25.
Die Arbeitsweise des beschriebenen Gurtstraffers ist wie folgt:
Wenn der Gasgenerator 24 aufgrund von unfallbedingten Beschleunigun
gen gezündet wird, treten aus den Gasauslaßöffnungen 26 Gasstrahlen in
das Innere der Schlaufe 25 nach den Fig. 1 und 2 ein, worauf die Schlaufe
25 unter Ausübung eines Drehmomentes auf die Abtriebswelle 17 in Pfeil
richtung sich aufbläht, bis sie beispielsweise die in Fig. 3 rein schema
tisch wiedergegebene Form aufweist, wo das Antriebsband 19 vollständig
von der Abtriebswelle 17 abgewickelt ist. Beim Aufblähen der Schlaufe 25
befinden sich die Seitenkanten 20, 21 des Antriebsbandes 19 in dichten
dem Gleiteingriff mit den Wänden 22, 23 der Platten 30, 31, so daß inner
halb der Schlaufe 25 der erforderliche Druck aufgebaut werden kann
(Fig. 2). Wesentlich ist, daß das Antriebsband 19 so um den gehäusefesten
Gasgenerator 24 herumgelegt ist, daß das Antriebsband 19 sich während
des Aufblähens gemäß Fig. 3 bei 43 am Gasgenerator 24 abstützen
kann. Diese Abstützung ist erforderlich, um das beim Aufblähen des An
triebsbandes 19 auftretende Reaktionsmoment auf das Gehäuse des
Gurtstraffers 16 zu übertragen. Ohne diese Abstützung würde sich das
Antriebsband 19 von der Abtriebswelle 17 abwickeln, ohne diese in Dre
hung zu versetzen.
Mit der Abtriebswelle 17 dreht sich über die Kupplung 18 (Fig. 6) zur
Gurtrolle 14 führende Abtriebsachsstummel 17', welcher in der weiter
unten beschriebenen Weise über die Kupplung 18 die Gurtrolle 14 in Auf
wickelrichtung um einen solchen Betrag verdreht, daß der zunächst lose
an einem angeschnallten Insassen anliegende Sicherheitsgurt so gestrafft
wird, daß ein sicherer Halt des Insassen gewährleistet ist.
Nach den Fig. 4a bis 4e und 5a, 5b ist neben der Abtriebswelle 17 zwi
schen den Platten 30, 31 noch ein im Querschnitt annähernd kreuzförmi
ges Schlaufenformglied 27 angeordnet, welches nach den Fig. 4a und 5a
im Ruhezustand des Gurtstraffers 16 den an die Wendelinie 28 anschlie
ßenden Schlaufenteil 25' in eine Form bringt, die annähernd symmetrisch
zu dem auf die Abtriebswelle 17 aufgewickelten Schlaufenteil 25" ist. Auf
diese Weise wird im Ruhezustand des Gurtstraffers 16 die aus Fig. 4a er
sichtliche Form der Schlaufe 25 erzielt, welche sich für den anschließen
den Aufblähvorgang optimal eignet. Das Schlaufenformglied 27 stellt
gleichzeitig das Moment-Aufnahmemittel dar, welches das beim Aufblähen
des Antriebsbandes 19 auftretende Reaktionsmoment auf die Platte 30,
d. h. das Gehäuse überträgt.
Die Achsen 38, 39, 40 der Abtriebswelle 17, des Gasgenerators 24 und des
Schlaufenformgliedes 27 liegen an den Ecken eines gleichschenkligen
Dreiecks.
In den Fig. 4b, 4c und 4d ist dann gezeigt, wie sich nach einer Zündung
des Gasgenerators die Schlaufe 25 unter Drehung der Abtriebswelle 17
entgegen dem Uhrzeigersinn kontinuierlich aufbläht, bis sie schließlich die
in den Fig. 4e und 5b dargestellte größte Form erreicht, wo das Antriebs
band 19 zur Anlage an den Abstandshaltern 33 kommt. Die Ladung des
Gasgenerators 24 ist so zu bemessen, daß sie nach Erreichung der Form
der Schlaufe 25, wie sie in den Fig. 4e und 5b dargestellt ist, gerade er
schöpft ist.
Während des Aufblähens der Schlaufe 25 aus der Position nach Fig. 4a,
5a in die Position der Fig. 4e, 5b wird das gewünschte Drehmoment auf
die Abtriebswelle 17 in Pfeilrichtung ausgeübt, wobei sich das Antriebs
band zumindest so lange am Schlaufenformglied 27 abstützt, bis das An
triebsband 19 mit den gehäusefesten Abstandshaltern 33 in Berührung
kommt (Fig. 4e).
Fig. 6 zeigt links den Gurtstraffer 16 in der zusammengesetzten Form in
Sandwich-Bauweise. Wie man weiter aus den Fig. 7 und 8 erkennt, kann
mittels des Gurtstraffers 16 ein C-förmiger Rahmen 34 auf der offenen
Seite verschlossen werden.
Die konkrete bauliche Ausführung ist hierbei so, wie das in der gleichzei
tig eingereichten Patentanmeldung "Gurtaufroller sowie Rahmen für einen
Gurtaufroller" der Anmelderin (unser Zeichen T 3020) beschrieben ist. Der
Inhalt der betreffenden Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme mit
zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht.
Nach Fig. 6 und 8 ist zwischen der geschlossenen Seite des C-Rahmens 34
und dem Gurtstraffer 16 die Gurtrolle 14 angeordnet, auf die der Sicher
heitsgurt 11 mehr oder weniger weit aufgewickelt ist. Der C-Rahmen 34 ist
in geeigneter Weise am nur schematisch angedeuteten Fahrzeugchassis
12 befestigt.
Nach Fig. 6 ist an der dem Gurtstraffer 16 zugewandten Stirnseite der
Gurtrolle 14 eine Kupplung 18 untergebracht, wie sie in der
DE 199 07 962 A1 beschrieben ist. Der Offenbarungsinhalt dieser Schrift wird
durch Bezugnahme auch in die vorliegende Beschreibung übernommen.
In einem Gehäuse 15, das auf der vom Gurtstraffer 16 abgewandten
Stirnseite der Gurtrolle 14 angeordnet ist, sind eine übliche Spiralfederan
ordnung, die die Gurtrolle 14 in Gurtaufwickelrichtung vorspannt, sowie
ein Sperrmechanismus untergebracht, der den Gurtauszug bei versuch
tem schnellen Gurtauszug sowie bei Beschleunigungen, insbesondere bei
Unfällen sperrt. Die Gesamtausbildung kann dabei so sein, wie das in der
DE 199 07 962 A1 beschrieben ist. Zu dem Sperrmechanismus gehören
eine Außenzahnung 44 an der Gurtrolle 14 und eine damit zusammenar
beitende Innenverzahnung 45 am C-Rahmen 34.
Die in den Fig. 6 und 8 dargestellten Elemente bilden zusammen den
Gurtaufroller 13.
Bevorzugt ist das Moment-Aufnahmemittel, das durch den Gasgenerator
24 und/ oder das Schlaufenformglied 27 gebildet ist, im Innern der
Schlaufe 25 angeordnet. Grundsätzlich kann die Reaktionsmoment-
Abstützung aber auch dadurch herbeigeführt werden, daß das Moment-
Aufnahmemittel an geeigneter Stelle außerhalb der Schlaufe angeordnet
wird.
Nach Fig. 9 ist das doppellagig um die Abtriebswelle 17 herumgelegte An
triebsband 19 in Form zweier aufeinanderliegender Trümer 19', 19" zu ei
nem zwischen den Wänden 22, 23 (Fig. 11) sich erstreckenden Halter 46
mit zumindest annähernd kreisförmigen Querschnitts geführt, wobei die
beiden Trümer 19', 19" durch Herumlegen um den Halter 46 zusammen
geführt sind. Bei der Herstellung wird das Trum 19' bei 48 in die Ab
triebswelle 17 eingehängt sowie um die Abtriebswelle 17 herum zum Hal
ter 46 geführt, wo es dann zur Bildung des zweiten Trums 19" um den
Halter 46 um im wesentlichen 180° herumgelegt und zur Abtriebswelle 17
zurückgeführt wird. Es verläuft dann um die Abtriebswelle 17 herum bis
zu einer Befestigungsstelle 49, die gegenüber der Befestigungsstelle 48 für
das Trum 19' winkelmäßig so versetzt ist, daß sie für das Trum 19" radial
von außen zugänglich ist. An der Befestigungsstelle 49 wird das zweite
Trum 19" eingehängt, so daß nunmehr ein doppellagiges Antriebsband 19
zwischen der Befestigungsstelle 48 und dem Halter 46 vorliegt.
Zwischen die beiden Trümer 19', 19" ist ein Dichtband 47 eingelegt, wel
ches nach Fig. 11 seitlich mit den Wänden 22, 23 in dichtendem Kontakt
steht, einseitig zwischen den Befestigungsstellen 48, 49 bei 50 am Umfang
der Abtriebswelle 17 befestigt ist und bis zum Halter 46 geführt ist, wo es
entweder befestigt oder - wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt - ein Stück
um dieses herumgelegt ist.
Der Halter 46 ist in geringem Abstand von der Abtriebswelle 17 angeord
net, wobei der Gasgenerator 24 mit den Gasauslaßöffnungen 26 so ange
ordnet ist, daß die Gasauslaßöffnungen 26 in dem Spalt zwischen dem
Halter 46 und dem Umfang der Abtriebswelle 17 münden. Zwischen dem
Gasgenerator und dem Umfang der Abtriebswelle 17 bzw. dem Halter 46
sind geeignete Dichtmittel 51 vorgesehen, die in Zusammenwirkung mit
den Seitenwänden 22, 23 den Raum zwischen der Abtriebswelle 17, dem
Halter 46 und dem Gasgenerator 24 abdichten.
Die Arbeitsweise der Ausführungsform nach den Fig. 9 bis 11 ist wie folgt:
Im Ruhezustand nehmen die einzelnen Bauelemente der beschriebenen
Ausführungsform die in Fig. 9 dargestellte Position an, wo das Antriebs
band 19 maximal auf die Abtriebswelle 17 aufgewickelt ist.
Bei einem Unfall zündet der Gasgenerator 24, so daß durch die Gasaus
laßöffnungen 26 Druckgas in den durch die Abtriebswelle 17, das An
triebsband 19 sowie die Dichtmittel 51 und die Wände 22, 23 gebildeten
Druckraum 52 einströmt und eine Druckkraft auf das sich zwischen der
Abtriebswelle 17 und dem Halter 46 erstreckende Stück des Antriebsban
des 19 ausübt. Hierbei bläht sich das Antriebsband 19 unter Drehung der
Abtriebswelle 17 entgegen dem Uhrzeigersinn bis in die in Fig. 10 wieder
gegebene Position auf, wobei die Gurtstraffung in der gewünschten Weise
erfolgt. Am Beginn der Auslösung wird wie bei dem eingangs geschilderten
Ausführungsbeispiel eine Kupplung 18 zwischen der Abtriebswelle 17 und
der Gurtrolle eingerückt.
Bei allen Ausführungsformen sollen die Halterungen für die Wände 22, 23
so angeordnet und ausgebildet sein, daß das Antriebsband 19 - ob nun
einlagig oder doppellagig - weitgehend frei und ungehindert durch Gehäu
seelemente sich aufblähen kann. Auf diese Weise ist eine optimale
Drehmomenterzeugung unter schonendster Beanspruchung des Antriebs
bandes 19 gewährleistet.
Bezugszeichenliste
11
Sicherheitsgurt
12
Fahrzeugchassis
13
Gurtaufroller
14
Gurtrolle
15
Gehäuse
16
Gurtstraffer
17
Abtriebswelle
17
' Abtriebsachsstummel
18
Kupplung
19
flexibles Antriebsband
20
Seitenkante
21
Seitenkante
22
Wand
23
Wand
24
Gasgenerator
25
Schlaufe
25
' Schlaufenteil
25
" Schlaufenteil
26
Gasauslaßöffnung(en)
27
Schlaufenformglied
28
Wendelinie
29
Befestigungsstelle
30
Platte
31
Platte
32
Bolzen
33
Abstandshalter
34
Rahmen
35
Befestigungsstelle
36
Einlaufstelle
37
Einlaufstelle
38
Achse
39
Achse
40
Achse
41
Zylinderachse
42
Drehachse
43
Abstützstelle
44
Außenzahnung
45
Innenverzahnung
46
Halter
47
Dichtband
48
Befestigungsstelle
49
Befestigungsstelle
50
Befestigungsstelle
51
Dichtmittel
52
Druckraum