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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurtvorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere
Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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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.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Sicherheitsgurtvorrichtung
der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche insbesondere
von einfacherem, gleichwohl aber sehr betriebssicheren Aufbau ist.
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Die
Erfindung löst
die Aufgabe durch eine Sicherheitsgurtvorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Aufgrund
dieser Ausbildung braucht das Antriebsband nur noch von zwei vorzugsweise
ebenen und parallel zueinander verlaufenden Wänden begrenzt 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 befestigt 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.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung kann innerhalb
der in Zusammenwirkung 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.
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Damit
die zwischen den beiden Einlaufstellen des Antriebsbandes auf der
Abtriebswelle vorliegenden Schlaufe von vornherein teilweise einen kreisartigen
Verlauf nimmt, ist die Anordnung eines Schlaufenformgliedes nach
Anspruch 2 zweckmäßig.
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Eine
besonders vorteilhafte bauliche Ausführungsform ist durch die Ansprüche 7 bis
9 gekennzeichnet. Auf diese Weise wird der für den Druckaufbau erforderliche
Raum durch zwei planparallel angeordnete Platten und den Schlaufeninnenraum
des Antriebsbandes gebildet.
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Eine
vorteilhafte Befestigungsmöglichkeit
für den
Gasgenerator ist in Anspruch 10 angegeben.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung entnimmt man den Patentansprüchen 11 bis 14. In diesem Fall
wird aus den beiden Trümern
des Antriebsbandes ein einziges, doppellagiges Antriebsband gebildet,
wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn zwischen diesen beiden
Lagen ein Dichtband vorgesehen ist.
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Aufgrund
der sandwichartigen Ausbildung des erfindungsgemässen Gurtstraffers eignet sich dieser
zur Vervollständigung
eines Rahmens für
die Anbringung der Gurtrolle gemäss
Anspruch 15.
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Eine
mögliche
bauliche Ausführung
des Gurtaufrollers mit Gurtstraffer ist hierbei so, wie das in der
gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung "Gurtaufroller sowie Rahmen für einen
Gurtaufroller" der
Anmelderin (
DE 199
61 108 A1 ) beschrieben ist. Der Inhalt dieser Anmeldung
wird hiermit durch Bezugnahme mit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung
gemacht.
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Eine
bevorzugte Ausführung
des Antriebsbandes ist im Anspruch 16 angegeben.
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Besonders
bevorzugt bei beiden grundlegenden Ausführungsformen der Erfindung
ist die Weiterbildung nach Anspruch 17. Hierbei muss das Antriebsband
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 Erreichen
einer weitgehend vollständigen
Gurtstraffung vollständig
frei zwischen den beiden Wänden
ausdehnen. Hierdurch wird eine optimale Belastungsverteilung und
Drehmomenterzeugung erzielt.
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Die
Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigt:
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1 eine
schematische Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers
im Ruhezustand,
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2 einen
schematischen Schnitt nach Linie II-II in 1,
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3 eine
Ansicht analog 1, jedoch nach einer Auslösung des
Gasgenerators im aufgeblähten
Zustand der Schlaufe des Antriebsbandes, die
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4a bis 4e Ansichten
einer bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers
im Ruhezustand und verschiedenen Stadien der Aufblähung der
Schlaufe des Antriebsbandes, die
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5a, 5b perspektivische
Ansichten eines geöffneten
erfindungsgemäßen Gurtstraffers im
Ruhezustand bzw. voll aufgeblähten
Zustand der Schlaufe des Antriebsbandes,
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6 eine
Explosions-Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers mit Gurtstraffer gemäß der Erfindung,
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7 eine
perspektivische Ansicht des C-förmigen
Rahmens gemäß der Erfindung
mit dem die offene Seirte des C verschließenden erfindungsgemäßen Gurtstraffers
im auseinandergenomme nen Zustand, wobei die sonstigen Einbauten
des C-förmigen
Rahmens fortgelassen sind,
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8 einen
erfindungsgemäßen Gurtaufroller
mit Gurtstraffer im zusammengebauten Zustand,
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9 eine
schematische Seitenansicht einer weiteren grundlegenden Ausführungsform
der Erfindung, wobei der Ruhezustand dargestellt ist,
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10 eine
zu 9 analoge Ansicht, wobei das Antriebsband im aufgeblähten Zustand
nach einer Zündung
des Gasgenerators gezeigt ist und
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11 eine
schematische, vergrößerte Schnittansicht
nach Linie XI-XI in 10.
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Nach
den 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.
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Im
in 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 2 koaxial
ein Abtriebsachsstummel 17',
der in der weiter unten dargestellten Weise über eine Kupplung mit der Gurtrolle eines
Gurtaufrollers drehfest verbindbar ist.
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Oberhalb
der drehbar gelagerten Abtriebswelle 17 ist an der Platte 30 mit
Bolzen 32 ein Gasgenerator 24 so, angebracht,
daß seine
Gasaustrittsöffnungen 26 zwischen
den Platten 30, 31 münden.
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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 ausgebildet,
wobei die Zylinderachse 41 parallel zur Drehachse 42 der
Abtriebswelle 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.
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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 Befestigungsstellen 29, 35 sind
vorzugsweise um 180° gegeneinander
versetzt.
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Nach 1 sind
die Endbereiche des Antriebsbandes 19 nur geringfügig auf
die Abtriebswelle 17 aufgewickelt. Grundsätzlich können die
Endbereiche des Antriebsbandes 19 jedoch mehrere Male um den
Umfang der Abtriebswelle 17 herumgewickelt sein.
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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 herumgelegten Bereich entgegengesetzter Krümmung eine
Wendelinie 28.
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Aufgrund
dieser Ausbildung bildet das Antriebsband 19 zwischen den
Einlaufstellen 36, 37 auf der Abtriebswelle 17 eine
im Ruhezustand nach 1 noch kleine geschlossene Schlaufe 25.
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Die
Gasauslaßöffnungen 26 des
Gasgenerators 24 münden
innerhalb der Schlaufe 25.
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Die
Arbeitsweise des beschriebenen Gurtstraffers ist wie folgt:
Wenn
der Gasgenerator 24 aufgrund von unfallbedingten Beschleunigungen
gezündet
wird, treten aus den Gasauslaßöffnungen 26 Gasstrahlen
in das Innere der Schlaufe 25 nach den 1 und 2 ein, worauf
die Schlaufe 25 unter Ausübung eines Drehmomentes auf
die Abtriebswelle 17 in Pfeilrichtung sich aufbläht, bis
sie beispielsweise die in 3 rein schematisch
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 dichtendem Gleiteingriff mit den Wänden 22, 23 der
Platten 30, 31, so daß innerhalb der Schlaufe 25 der
erforderliche Druck aufgebaut werden kann (2). Wesentlich
ist, daß das
Antriebsband 19 so um den gehäusefesten Gasgenerator 24 herumgelegt
ist, daß das
Antriebsband 19 sich während
des Aufblähens
gemäß 3 bei 43 am
Gasgenerator 24 abstützen
kann. Diese Abstützung
ist erforderlich, um das beim Aufblähen des Antriebsbandes 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 Drehung zu versetzen.
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Mit
der Abtriebswelle 17 dreht sich über die Kupplung 18 (6)
zur Gurtrolle 14 führende
Abtriebsachsstummel 17',
welcher in der weiter unten beschriebenen Weise über die Kupplung 18 die
Gurtrolle 14 in Aufwickelrichtung 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.
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Nach
den 4a bis 4e und 5a, 5b ist
neben der Abtriebswelle 17 zwischen den Platten 30, 31 noch
ein im Querschnitt annähernd kreuzförmiges Schlaufenformglied 27 angeordnet, welches
nach den 4a und 5a im
Ruhezustand des Gurtstraffers 16 den an die Wendelinie 28 anschließenden 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 4a ersichtliche
Form der Schlaufe 25 erzielt, welche sich für den anschließenden 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.
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Die
Achsen 38, 39, 40 der Abtriebswelle 17, des
Gasgenerators 24 und des Schlaufenformgliedes 27 liegen
an den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks.
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In
den 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 4e und 5b dargestellte
grösste
Form erreicht, wo das Antriebsband 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 4e und 5b dargestellt
ist, gerade erschöpft
ist.
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Während des
Aufblähens
der Schlaufe 25 aus der Position nach 4a, 5a in
die Position der 4e, 5b wird
das gewünschte
Drehmoment auf die Abtriebswelle 17 in Pfeilrichtung ausgeübt, wobei
sich das Antriebsband zumindest so lange am Schlaufenformglied 27 abstützt, bis
das Antriebsband 19 mit den gehäusefesten Abstandshaltern 33 in
Berührung
kommt (4e).
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6 zeigt
links den Gurtstraffer 16 in der zusammengesetzten Form
in Sandwich-Bauweise. Wie
man weiter aus den 7 und 8 erkennt, kann
mittels des Gurtstraffers 16 ein C-förmiger Rahmen 34 auf
der offenen Seite verschlossen werden.
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Nach 6 und 8 ist
zwischen der geschlossenen Seite des C-Rahmens 34 und dem
Gurtstraffer 16 die Gurtrolle 14 angeordnet, auf
die der Sicherheitsgurt 11 mehr oder weniger weit aufgewickelt ist.
Der C-Rahmen 34 ist in geeigneter Weise am nur schematisch
angedeuteten Fahrzeugchassis 12 befestigt.
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Nach
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.
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In
einem Gehäuse
15,
das auf der vom Gurtstraffer
16 abgewandten Stirnseite
der Gurtrolle
14 angeordnet ist, sind eine übliche Spiralfederanordnung,
die die Gurtrolle
14 in Gurtaufwickelrichtung vorspannt,
sowie ein Sperrmechanismus untergebracht, der den Gurtauszug bei
versuchtem 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 zusammenarbeitende Innenverzahnung
45 am C-Rahmen
34.
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Die
in den 6 und 8 dargestellten Elemente bilden
zusammen den Gurtaufroller 13.
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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.
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Nach 9 ist
das doppellagig um die Abtriebswelle 17 herumgelegte Antriebsband 19 in Form
zweier aufeinanderliegender Trümer 19', 19'' zu einem zwischen den Wänden 22, 23 (11)
sich erstreckenden Halter 46 mit zumindest annähernd kreisförmigen Querschnitts
geführt,
wobei die beiden Trümer 19, 19'' durch Herumlegen um den Halter 46 zusammengeführt sind.
Bei der Herstellung wird das Trum 19' bei 48 in die Abtriebswelle 17 eingehängt sowie
um die Abtriebswelle 17 herum zum Halter 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.
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Zwischen
die beiden Trümer 19', 19'' ist ein Dichtband 47 eingelegt,
welches nach 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 9 und 10 dargestellt – ein Stück um dieses
herumgelegt ist.
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Der
Halter 46 ist in geringem Abstand von der Abtriebswelle 17 angeordnet,
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.
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Die
Arbeitsweise der Ausführungsform
nach den 9 bis 11 ist
wie folgt:
Im Ruhezustand nehmen die einzelnen Bauelemente der
beschriebenen Ausführungsform
die in 9 dargestellte Position an, wo das Antriebsband 19 maximal
auf die Abtriebswelle 17 aufgewickelt ist.
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Bei
einem Unfall zündet
der Gasgenerator 24, so daß durch die Gasauslaßöffnungen 26 Druckgas
in den durch die Abtriebswelle 17, das Antriebsband 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 Antriebsbandes 19 ausübt. Hierbei
bläht sich
das Antriebsband 19 unter Drehung der Abtriebswelle 17 entgegen
dem Uhrzeigersinn bis in die in 10 wiedergegebene
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.
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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 Antriebsbandes 19 gewährleistet.
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- 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