DE202006008239U1

DE202006008239U1 - Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem

Info

Publication number: DE202006008239U1
Application number: DE202006008239U
Authority: DE
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-05-23
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2016-05-24

Abstract

Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem, mit
einer in einem Gehäuse (12) drehbar gelagerten Welle (14), die an die Achse eines Gurtaufrollers ankoppelbar ist,
einer Antriebseinheit (30) und
einem Antriebselement (16), das sich bei Aktivierung der Antriebseinheit (30) auf einer gekrümmten Bahn bewegt,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Band (22) vorgesehen ist, dessen erstes Ende (24) an der Welle (14) befestigt und dessen zweites Ende (26) mit dem Antriebselement (16) gekoppelt ist, wobei das Band (22) vor Aktivierung der Antriebseinheit (30) wenigstens einmal um die Welle (14) gewickelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem, mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Welle, die an die Achse eines Gurtaufrollers ankoppelbar ist, einer Antriebseinheit und einem Antriebselement, das sich bei Aktivierung der Antriebseinheit auf einer gekrümmten Bahn bewegt.
Ein derartiger Gurtstraffer ist aus der EP 0 628 454 A1 bekannt. Als Antriebselement dient ein Hohlrad eines Planetengetriebes, das über mehrere Planetenräder mit einem Sonnenrad gekoppelt ist. Das Sonnenrad wiederum ist an eine Gurtspule ankoppelbar. Das Hohlrad weist einen Flügelansatz auf, der in einem ringförmigen Kanal gelagert ist, welcher das Hohlrad umgibt. Mit dem Kanal steht ein Gasgenerator in Verbindung, der bei Betätigung Druckgas erzeugt, welches den Flügelansatz beaufschlagt und dadurch das Hohlrad antreibt.
Demgegenüber schafft die Erfindung einen Gurtstraffer, der sich durch eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung auszeichnet.
Erfindungsgemäß ist hierzu bei einem Gurtstraffer der eingangs genannten Art ein Band vorgesehen, dessen erstes Ende an der Welle befestigt und dessen zweites Ende mit dem Antriebselement gekoppelt ist, wobei das Band vor Aktivierung der Antriebseinheit wenigstens einmal um die Welle gewickelt ist. Bei Aktivierung der Antriebseinheit wird das Antriebselement in Drehung versetzt und zieht das Band von der Welle ab, wodurch die Welle ebenfalls in Drehung versetzt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik greifen die zusammenwirkenden Bauteile beim erfindungsgemäßen Gurtstraffer nicht direkt aneinander an und benötigen auch keine Verzahnung. Folglich fallen Fertigungstoleranzen weniger ins Gewicht, weshalb der erfindungsgemäße Gurtstraffer einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Ein besonders geringes Baumaß läßt sich erreichen, wenn es sich bei der Bahn um eine Kreisbahn handelt.
Vorzugsweise ist das Band mehrmals um die Welle gewickelt, wodurch große Straffleistungen erreicht werden.
Eine besonders einfach ausgestaltete erste Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das zweite Ende des Bandes fest mit dem Antriebselement verbunden ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das Antriebselement eine Umlenkung auf, um die das Band herumgeführt ist. Dreht sich das Antriebselement bei Aktivierung der Antriebseinheit, bewegt sich auch die Umlenkung und nimmt das Band auf diese Weise mit.
Vorzugsweise ist das zweite Ende des Bandes, das um die Umlenkung geführt ist, gehäusefest verankert. Dadurch läßt sich der Straffweg bei gleicher Winkeldrehung gegenüber einer festen Anbringung des Bandes am Antriebselement verdoppeln.
Eine variable Übersetzung läßt sich beim erfindungsgemäßen Gurtstraffer auf einfache Weise dadurch realisieren, daß ein Adapterband vorgesehen ist, das an einem an das erste Ende angrenzenden Abschnitt des Bandes anliegt und mit diesem um die Welle gewickelt ist. Während des Straffvorgangs wird das Adapterband zusammen mit dem Band von der Welle abgezogen, wodurch sich das auf die Welle ausgeübte Drehmoment aufgrund des kleiner werdenden Hebelarms (Abstand zwischen dem Angriffspunkt der Kraft und der Drehachse der Welle) reduziert.
Vorteilhaft besteht das Adapterband aus einem flexiblen Material und läßt sich daher besonders einfach um die Welle wickeln.
Zur Lenkung des Bandes kann das Gehäuse eine feststehende Führung aufweisen, an der das Band zumindest nach einer Aktivierung der Antriebseinheit anliegt.
Das Antriebselement umfaßt gemäß einer Ausführungsform einen Abschnitt, der die Form eines Kreisbogens aufweist. Ebenso kann der Abschnitt die Form eines Vollkreises aufweisen. Bei beiden Ausgestaltungen ist der Abschnitt insbesondere auf einer Kreisbahn um die Welle angeordnet.
Eine besonders einfache Möglichkeit des Antriebs ergibt sich dadurch, daß das Antriebselement einen Flügelansatz aufweist, der in einer Ausnehmung angeordnet ist, die die Bahn zumindest teilweise umgibt. Auf diesen Flügelansatz wirkt die Antriebseinheit bei Aktivierung ein und versetzt so das Antriebselement in Drehung.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist das Antriebselement wenigstens einen Schubkörper auf, der in einer gekrümmt verlaufenden Führung im Gehäuse angeordnet ist. Bei Aktivierung der Antriebseinheit bewegt sich der Schubkörper entlang der Führung und wirkt dabei derart auf das Band ein, daß dieses von der Welle abgezogen wird. Insbesondere hat die Führung Kreisbogenform.
Der Schubkörper kann die Form eines Kreiszylinders aufweisen. Dadurch wird die Gefahr eines Verkantens in der gekrümmten Führung, in der der Zylinder stehend angeordnet ist, größtenteils vermieden.
Insbesondere wird die Umlenkung, um die das Band herumgeführt ist, durch eine Außenfläche des Schubkörpers gebildet. Das zweite Ende des Bandes ist dann vorzugsweise gehäusefest verankert. Alternativ kann das zweite Ende des Bandes fest mit dem Schubkörper verbunden sein.
Die Antriebseinheit weist bevorzugt ein Kraftübertragungselement auf, das entweder direkt mit dem Antriebselement in Eingriff steht oder bei Aktivierung der Antriebseinheit mit diesem in Kontakt gerät und es mit der Antriebskraft beaufschlagt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Kraftübertragungselement mehrere Kugeln. Die vorderste dieser in einer Reihe angeordneten Kugeln greift bei Aktivierung der Antriebseinheit am Antriebselement an.
Vorteilhaft ist am Gehäuse eine Umlenkrolle für das Band vorgesehen, durch die während eines Straffvorgangs der Reibungswiderstand gegenüber einer starren Umlenkung reduziert werden kann.
Um ein besonders rasches Ansprechen des Gurtstraffers zu gewährleisten, umfaßt die Antriebseinheit vorzugsweise einen pyrotechnischen Antrieb. Alternativ könnte jedoch auch ein elektrischer oder mechanischer Antrieb zum Einsatz kommen.
Die Ausnehmung kann zumindest abschnittsweise als Druckkammer und der Flügelansatz als Druckfläche ausgebildet sein. Bei Aktivierung des pyrotechnischen Antriebs baut sich in der Druckkammer ein Druck auf, der auf den Flügelansatz wirkt und diesen in Rotation versetzt.
Der Mittelpunkt der Kreisbahn ist vorzugsweise gegenüber der Drehachse der Welle versetzt. Es wäre jedoch auch denkbar, daß der Mittelpunkt der Kreisbahn und die Drehachse der Welle zusammenfallen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:
1 eine Schnittansicht eines Gurtstraffers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Einbauzustand vor einer Aktivierung;
2 eine Schnittansicht des Gurtstraffers aus 1 nach Beendigung eines Straffvorgangs;
3 eine Schnittansicht eines Gurtstraffers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung im Einbauzustand;
4 eine Schnittansicht des Gurtstraffers aus 3 nach Beendigung eines Straffvorgangs;
5 eine Schnittansicht eines Gurtstraffers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung im Einbauzustand;
6 eine Schnittansicht des Gurtstraffers aus 5 nach einer Aktivierung;
7 eine Schnittansicht eines Gurtstraffers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung im Einbauzustand; und
8 eine Schnittansicht des Gurtstraffers aus 7 nach Beendigung eines Straffvorgangs.
1 zeigt einen Gurtstraffer 10 mit einem Gehäuse 12, das mit dem Rahmen eines in der Figur nicht gezeigten Gurtaufrollers verbunden, insbesondere einstückig mit diesem ausgeführt ist. Im Inneren des Gehäuses 12 ist eine Welle 14 drehbar gelagert, die in einem Rückhaltefall an die Achse des Gurtaufrollers ankoppelbar ist. Die Drehachse der Welle 14 ist mit A bezeichnet.
Weiterhin umfaßt der Gurtstraffer 10 ein Antriebselement 16, das einen Abschnitt 18 in Form eines Vollkreises sowie einen radial von diesem abstehenden Flügelansatz 20 aufweist. Das Antriebselement 16 kann sich auf einer gekrümmten Bahn, hier insbesondere einer Kreisbahn K um den Mittelpunkt M, bewegen, um die Welle 14 anzutreiben. Zu diesem Zweck ist ein Band 22 vorgesehen, dessen erstes Ende 24 an der Welle 14 befestigt ist. Das zweite Ende 26 des Bandes 22 ist an einem Mitnehmer 28 festgelegt, der am Antriebselement 16 angebracht ist. Dadurch ist das zweite Ende 26 des Bandes 22 fest mit dem Antriebselement 16 verbunden. In dem in 1 gezeigten Einbauzustand ist das Band 22 mehrmals um die Welle 14 gewickelt. Wie aus der Figur ersichtlich ist, fällt der Mittelpunkt M der Kreisbahn K nicht mit der Drehachse A der Welle 14 zusammen.
Es ist eine Antriebseinheit 30 vorgesehen, die bei der gezeigten Ausführungsform einen pyrotechnischen Antrieb 32 umfaßt, der über eine Bohrung 34 im Gehäuse 12 mit einer im Gehäuse 12 ausgebildeten, teilringförmigen Ausnehmung 36 in Verbindung steht, die die Kreisbahn K zumindest teilweise umgibt. In der Ausnehmung 36 ist der Flügelansatz 20 angeordnet.
Im normalen Fahrbetrieb ist der Gurtstraffer 10 nicht mit der Achse des Gurtaufrollers verbunden. In einem Rückhaltefall wird die Welle 14 an die Gurtaufrollerachse angekoppelt und gleichzeitig oder bereits zuvor der pyrotechnische Antrieb 32 aktiviert. Dieser erzeugt ein Druckgas, das über die Bohrung 34 in den als Druckkammer 38 ausgebildeten, in Drehrichtung gesehen hinter dem Flügelansatz 20 angeordneten Abschnitt der Ausnehmung 36 strömt. Das Druckgas beaufschlagt den Flügelansatz 20, der hier als Druckfläche dient, und versetzt das Antriebselement 16 in eine Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn. Zur Abdichtung der Druckkammer 38 weist der Flügelansatz 20 eine Dichtung 40 auf. Eine weitere Dichtung 42 ist zwischen dem Abschnitt 18 des Antriebselements 16 und dem Gehäuse 12 vorgesehen.
Mit dem Antriebselement 16 bewegt sich auch der Mitnehmer 28, an dem das zweite Ende 26 des Bandes 22 festgelegt ist. Dadurch wird das Band 22 von der Welle 14 abgezogen und dabei die Welle 14 entgegen dem Uhrzeigersinn in Drehung versetzt. Das von der Welle 14 abgezogene Band 22 legt sich an einer feststehenden Führung 44 des Gehäuses an.
Die 3 und 4 zeigen einen Gurtstraffer 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Dabei tragen gleiche oder funktionsgleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen, und im folgenden wird nur auf die Unterschiede zum bisher beschriebenen Gurtstraffer 10 eingegangen.
Beim Gurtstraffer 10 der 3 und 4 ist das Band 22 nicht fest mit dem Antriebselement 16 verbunden, sondern lediglich um eine am Antriebselement 16 angebrachte Umlenkung 46 herumgelegt. Das zweite Ende 26 des Bandes 22 ist an der Führung 44 befestigt, also gehäusefest verankert. Wenn sich nach Aktivierung des pyrotechnischen Antriebs 32 das Antriebselement 16 um den Mittelpunkt M dreht, wird die Umlenkung 46 mitgenommen. Das Band 22 gleitet dabei um die Umlenkung 46. Durch diese Ausgestaltung läßt sich gegenüber der Ausführungsform der 1 und 2 der doppelte Straffweg erzielen.
Die 5 und 6 zeigen einen Gurtstraffer 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Bei diesem ist das zweite Ende 26 des Bandes 22, ähnlich wie in den 1 und 2, fest mit dem Antriebselement 16 verbunden, hier teilweise in dessen Innerem geführt. Der Abschnitt 18 des Antriebselements 16, der auf der Kreisbahn K angeordnet ist, weist, abweichend von den bisher gezeigten Figuren, die Form eines Kreisbogens auf. Auch dieser bewegt sich bei Aktivierung des pyrotechnischen Antriebs 32 auf der Kreisbahn K um den Mittelpunkt M. Zur Erzielung eines während des Straffprozesses variablen Drehmoments ist ein Adapterband 48 vorgesehen, das aus einem flexiblen Material besteht und an einem Abschnitt 50 des Bandes 22, der an dessen erstes Ende 24 angrenzt, anliegt. Das Adapterband 48 ist mit dem Abschnitt 50 des Bandes 22 um die Welle 14 gewickelt. Durch diese Ausgestaltung wird ein sich während der Straffbewegung verringerndes Drehmoment erzielt, da der Angriffspunkt der auf die Welle 14 wirkenden Kraft einen Abstand a von der Drehachse A der Welle 14 aufweist, der sich im Verlauf der Straffbewegung immer weiter verringert, je mehr das Adapterband 48 mit dem Band 22 von der Welle 14 abgezogen wird (6).
In den 7 und 8 ist ein Gurtstraffer 10 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dieser unterscheidet sich von den bisher gezeigten Ausführungsformen in erster Linie dadurch, daß das Antriebselement 16 einen Schubkörper 52 in Form eines Kreiszylinders aufweist, der in einer gekrümmt verlaufenden Führung 54 im Gehäuse angeordnet ist. Die Führung 54 weist bei der gezeigten Ausgestaltung die Form eines Kreisbogens auf; daher bewegt sich der Schubkörper 52 bei Aktivierung des Gurtstraffers 10 auf einer Kreisbahn. Das erste Ende 24 des Bandes 22 ist wiederum an der Welle 14 befestigt, während das zweite Ende 26, ähnlich wie bei der Ausgestaltung gemäß den 3 und 4, gehäusefest verankert ist. Der Schubkörper 52 weist eine Umlenkung 46 für das Band 22 auf, die durch seine gewölbte Außenfläche gebildet wird. Zusätzlich ist das Band 22 um eine Umlenkrolle 56 herumgeführt, die drehbar am Gehäuse 12 gelagert ist und so den Reibungswiderstand beim Abwickeln des Bandes 22 reduziert. Durch die kreiszylindrische Form des Schubkörpers wird eine gleichmäßige Verteilung der Schubkraft auf das Band 22 erreicht.
Die Antriebseinheit 30 weist bei der gezeigten Ausgestaltung ein Kraftübertragungselement 58 auf, das zwischen dem pyrotechnischen Antrieb 32 und dem Antriebselement 16 (in Form des Schubkörpers 52) angeordnet ist. Bei der gezeigten Ausgestaltung wird das Kraftübertragungselement 58 durch eine Reihe von Kugeln 60 gebildet, die im Einbauzustand (7) in einem den Druckraum 38 umgebenden Rohr 62 magaziniert sind. Bei Zündung des pyrotechnischen Antriebs 32 entsteht im Druckraum 38 ein Überdruck, der die Kugeln durch das Rohr 62 auf den Schubkörper 52 schiebt. Dabei dient die letzte, dem Schubkörper 52 ab- und dem pyrotechnischen Antrieb 32 zugewandte Kugel 60 zur Abdichtung des Druckraums 38.
Natürlich liegt es im Ermessen des Fachmanns, alle beschriebenen Merkmale sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander einzusetzen, um die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen.

Claims

Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem, mit einer in einem Gehäuse (12) drehbar gelagerten Welle (14), die an die Achse eines Gurtaufrollers ankoppelbar ist, einer Antriebseinheit (30) und einem Antriebselement (16), das sich bei Aktivierung der Antriebseinheit (30) auf einer gekrümmten Bahn bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Band (22) vorgesehen ist, dessen erstes Ende (24) an der Welle (14) befestigt und dessen zweites Ende (26) mit dem Antriebselement (16) gekoppelt ist, wobei das Band (22) vor Aktivierung der Antriebseinheit (30) wenigstens einmal um die Welle (14) gewickelt ist.
Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Bahn um eine Kreisbahn (K) handelt.
Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (22) mehrmals um die Welle (14) gewickelt ist.
Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (26) des Bandes (22) fest mit dem Antriebselement (16) verbunden ist.
Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (16) eine Umlenkung (46) aufweist, um die das Band (22) herumgeführt ist.
Gurtstraffer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (26) des Bandes (22) gehäusefest verankert ist.
Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Adapterband (48) vorgesehen ist, das an einem an das erste Ende (24) angrenzenden Abschnitt (50) des Bandes (22) anliegt und mit diesem um die Welle (14) gewickelt ist.
Gurtstraffer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Adapterband (48) aus einem flexiblen Material besteht.
Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) eine feststehende Führung (44) aufweist, an der das Band (22) zumindest nach einer Aktivierung der Antriebseinheit (30) anliegt.
Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (16) einen Abschnitt (18) umfaßt, der die Form eines Kreisbogens aufweist.
Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (16) einen Abschnitt (18) umfaßt, der die Form eines Vollkreises aufweist.
Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (16) einen Flügelansatz (20) aufweist, der in einer Ausnehmung (36) angeordnet ist, die die Bahn zumindest teilweise umgibt.
Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (16) wenigstens einen Schubkörper (52) aufweist, der in einer gekrümmt verlaufenden Führung (54) im Gehäuse (12) angeordnet ist.
Gurtstraffer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubkörper (52) die Form eines Kreiszylinders aufweist.
Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 5 und 6 und einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkung (46) durch eine Außenfläche des Schubkörpers (52) gebildet wird.
Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (30) ein Kraftübertragungselement (58) aufweist.
Gurtstraffer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement (58) mehrere Kugeln (60) umfaßt.
Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (12) eine Umlenkrolle (56) für das Band (22) vorgesehen ist.
Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (30) einen pyrotechnischen Antrieb (32) umfaßt.
Gurtstraffer nach den Ansprüchen 12 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (36) zumindest abschnittsweise als Druckkammer (38) und der Flügelansatz (20) als Druckfläche ausgebildet ist.
Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt (M) der Kreisbahn (K) gegenüber der Drehachse (A) der Welle (14) versetzt ist.