DE2253657A1

DE2253657A1 - Vorrichtung zum spannen von sicherheitsgurten in fahrzeugen

Info

Publication number: DE2253657A1
Application number: DE2253657A
Authority: DE
Inventors: Hellmut Bendler; Egon Dr Flach; Heinz Dr Gawlick
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1972-11-02
Filing date: 1972-11-02
Publication date: 1974-05-16
Also published as: SE398601B; JPS5739780B2; US4008780A; FR2212798A6; IT1046213B; JPS4976225A; DE2253657C2; JPS5757565A; GB1440587A

Description

OZ-Kr. 7

DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf Bez. Köln

Vorrichtung zum Spannen von Sicherheitsgurten in Fahrzeugen

Das Hauptpatent (Deutsche Patentanmeldung P 21 21 101.8) befaßt sich mit einem Sicherheitsgurt für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, der mit einer durch ein hei Überschreiten eines vorgegebenen Verzögerungswsrtes ansprechendes Auslöseglied betätigten Spannvorrichtung in Wirkverbindung steht«,

¥ie Versuche zur Erhöhung der Sicherheit der Insassen von Fahrzeugen bei Unfällen gezeigt haben, bieten'die Sicherheitsgurte dann den größtmöglichen Schutz, wenn mit ihnen die Personen fest angeschnallt sind. Da erfahrungsgemäß nun in der Praxis die Sicherheitsgurte von den Insassen im allgemeinen nicht entsprechend straff angelegt werden, ist die erfindungsgemäße Spannvorrichtung vorgesehen, welche den Sicherheitsgurt im Augenblick des Unfalles ausreichend straff anzieht.

Für diesen Zweck ist gemäß dem Bericht von H.-P. Willumeit, "Passive Preloaded Energy-Absorbing Seat Belt System", 2nd International Conference on Pas,sive Restraints, Detroit, Michigan, May 22-25, 1972, herausgegeben .als Paper no. 720433 von der Society of Automotive Engineers, Inc., Two Pennsylvania Plaza, New York, N.Y. 10001, eine Spannvorrichtung bekannt, die einen Zylinder und in diesem verschiebbar angeordneten Kolben mit Kolbenstange aufweist. Das aus dem Zylinder herausgeführte Ende der Kolbenstange steht mit dem Sicherheitsgurt in Wirkverbindung. Zwischen dem Kolben und demjenigen Zylinderende, an welchem die Kolbenstange hinausragt, ist ein seitlicher Anschlußstutzen vorgesehen, in welchen eine elektrisch zu zündende Treibladungspatrone angeordnet ist.

Wird nun bei Überschreiten eines vorgegebenen Verzögerungswertes

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von einer entsprechenden Auslösevorrichtung die Zündung der Treibladungspati-one eingeleitet, so wird der Kolben unter der Druckwirkung der in den Zylinder einströB;endcn Treibga.se verschoben, dia Kolbenstange eingezogen und damit der Gurt .straff gezogen. Um die Anzugskraft auf ein erträgliches Maß .für die Insassen zu begrenzen, ist dabei zweckmäßigerweise ein Gurtkraftbegrenzer bzw. ein Dämpfungselement zvischengeschaltet. Die eingezogene Kolbenstange wird in ihrer Endlage mittels einer als Doppelkonus ausgebildeten Arretiervorrichtung festgehalten. Selbstverständlich kann diese Spannvorrichtung auch dann in Funktion treten, wenn etwa durch ein von hinten aufprallendes Fahrzeug im vorderen Fahrzeug ein vorgegebener maximal zulässiger Beschleunigungswert überschritten wird, sofern die Auslösevorrichtung nicht nur auf Verzögerungen, sondern auch auf Beschleunigungen anspricht.

Nachteilig ist bei dieser frei zugänglich im Fahrzeug angeordneten Spannvorrichtung die seitliche Anordnung der Treibladungspatrone, da diese leicht unbeabsichtigt beschädigt oder auch von Unbefugten absichtlich entfernt werden kann, so daß die sichere Funktion der Spannvorrichtung nicht unter allen Umständen gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Machteil zu vermeiden, d.h. die Vorrichtung zum Spannen von Sicherheitsgurten in Fahrzeugen, mit einem Zylinder und in diesem verschiebbaren Kolben mit Kolbenstange, die unter der Druckwirkung einer sich umsetzenden elektrisch gezündeten Treibladungspatrone in den Zylinder einziehbar ist, so auszubilden, daß ihre einwandfreie Funktion auch bei sehr rauher Beanspruchung sicher gewährleistet ist und gewollte aber unzulässige Veränderungen zumindest erheblich erschwert werden.

Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, die Treibiadungspatrone in einer im Kolben vorgesehenen Ausnehmung in der Weise anzuordnen, daß die Treibgase kolbenstangenseitig in den Zylinder einströmen

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können. Mit dieser sicheren und geschützten Unterbringung der Treibladungspatrone im Kolben selbst - also im Inneren der Spannvorrichtung - ist auch bei sehr rauher Beanspruchung wie beispielsweise bei Baustellen- oder Mlitärfahrzeugen eine Beschädigung der Treibladungspatrone zuverlässig ausgeschlossen. Auch können Unbefugte die Treibladungspatrone nicht ohne weiteres entfernen.

Die Ausnehmung kann von der Kolbenstangenseite des Kolbens ausgehend vorgesehen sein und sich über einen Teil der Höhe des Kolbens erstrecken. Die elektrischen Zuleitungen zur Treibladungspatrone können dabei durch das kolbenstangenseitige Ende des Zylinders in bekannter ^eise gasdicht hindurchgeführt werden. Dabei ist allerdings der größtmögliche Durchmesser der Aus- · nehmung und damit auch der Treibladungspatrone durch den Abstand zwischen der Kolbenstange und dem Kolbenrand relativ beschränkt. Um erforderlichenfalls auch im Durchmesser größere Treibladungspatronen verwenden zu können, ist in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Ausnehmung von der von der Kolbenstange abgewandten Seite des Kolbens ausgeht und mit der Kolbenstangenseite des Kolbens über wenigstens einen Gasabströmkanal verbunden ist. Vorzugsweise sind dabei im Hinblick auf eine möglichst symmetrische Ausbildung des Kolbens zwei oder mehrere gleichmäßig verteilt angeordnete Gasabströmkanäle vorgesehen, die seitlich neben der in den Kolben beispielsweise eingeschraubten Kolbenstange austreten.

Die elektrisch zu zündende Treibladungspatrone ist über wenigstens eine elektrische Zuleitung mit der Auslösevorrichtung'verbunden. Eine Zuleitung genügt dann, wenn das in der Treibladungspatrone angeordnete elektrische Zündelement einen Massekontakt aufweist, so daß der elektrische Strom über die Hülse der Treibladungspatrone, die Spannvorrichtung usw. fließen kann. Im Hinblick auf eine möglichst sichere elektrische Kontaktgabe sind jedoch vorzugsweise zwei besondere elektrische Zuleitungen für

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die Treibladungspatrone vorgesehen. Um eine Beschädigung dieser Zuleitungen zuverlässig auszuschließen, müssen diese außerhalb der Spannvorrichtung abgedeckt verlegt werden. Das gestaltet sich besonders einfach, wenn gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung die wenigstens eine elektrische Zuleitung zur Treibladungspatrone an dem der Kolbenstange gegenüberliegenden eine. entsprechende Bohrung aufweisenden Befestigungsende des Zylinders aus diesem herausgeführt ist, da dann die Zuleitung unmittelbar durch das hier vorgesehene Element zur Befestigung der Spannvorrichtung an der Karosserie hindurch in den Karosseriehohlraum geführt werden kann. Es bedarf dabei nur noch einer relativ kleinen Abdeckkappe am Befestigungsende der Spannvorrichtung, um einen direkten Zugang zur Zuleitung zu vermeiden.

Erfindungsgemäß ist für die Arretierung der eingezogenen Kolbenstange des weiteren vorgesehen, diese als wenigstens eine auf die Kolbenstange aufgeschobene Tellerfeder auszubilden, die sich mit ihrem vom Kolben abgewandten äußeren Rand im Zylinder abstützt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel gezeigt und wird anhand dieses nachstehend noch näher erläutert.

Die im Längsschnitt gezeigte Spannvorrichtung weist den Zylinder 1 auf, in welchem der Kolben 2 mit der in diesen eingeschraubten Kolbenstange 3 axial verschiebbar angeordnet ist. Die Kolbenstange 3 ist durch die das eine Ende des Zylinders 1 verschliessende Schraubkappe h hindurchgeführt. Der Kolben 2 1st mit der Ausnehmung 5 versehen, die von der von der Kolbenstange 3 abgewandten Seite 6 des Kolbens 2 ausgeht und mit der Kolbenstangenseite 7 des Kolbens 2 über die beiden Gasabströmkanäle 8 verbunden ist. In der Ausnehmung 5 ist die elektrisch zu zündende Treibladungspatrone 9 eingesetzt und mittels der Verschraubung 10 gehalten, durch welche die beiden elektrischen Zuleitungen 11 hindurchgeführt sind. Um die Reibung zwischen dem Kolben 2 und

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dem Zylinder 1 möglichst gering zu halten, ist der Kolben 2 irn Bereich der Ausnehmung 5 mit verringertem Außendurchmesser ausgebildet. Das ringförmige Dichtungselement 12 gewährleistet die erforderliche Abdichtung zwischen Kolben 2 und Zylinder 1. Selbstverständlich sind auch die übrigen Verbindungen und Durchführungen so ausgebildet, daß die erforderliche gasdichte Ausführung des Druckraumes 13 gegeben ist. Die Zuleitungen 11 sind am Befestigungsende 14 des Zylinders 1 durch die Bohrung 15 hinausgeführt.

In der Schraubkappe 4 sind innerhalb der Ausnehmung 16 die Tellerfedern 17 angeordnet und mittels der Verschraubung 18 ge~ halten. Die Tellerfedern 17 liegen mit ihren R5.ngflachen aneinander und sind auf die Kolbenstange 3 hinreichend stramm so aufgeschoben, daß sie mit ihrem äußeren Rand 19 vom Kolben 2 abgewandt sind. Sie erlauben dann zwar eine Bewegung der Kolbenstange 3 in Richtung des Pfeiles A, nicht aber entgegengesetzt dazu, arretieren also die in den Zylinder 1 eingezogene Kolbenstange 3.

Die anfängliche Größe des Druckraumes 13 wird in Abhängigkeit von dem Treibmittel der Treibladungspatrone 9 und seiner Reaktionszeit so festgelegt, daß unerwünschte Gasdruckspitzen vermieden werden. Als Treibmittel kann beispielsweise ein zündfähiges Gemisch verwendet werden, wie es in der DT-OS 1.646.313 beschrieben ist. Dieses Gemisch wird zusammen mit einem der bekannten elektrischen Zündelemente in einer Hülse aus Metall oder Kunststoff untergebracht, wobei bei sehr hohen Anforderungen an die Funktionssicherheit ggf. auch zwei ZündelemeniE vorgesehen werden können. Je nach Auslegung der Treibladungspatrone kann der gesamte zeitliche Ablauf des Spannvorgangs den Erfordernissen entsprechend festgelegt werden.

Die Funktion der Spannvorrichtung ist wie folgt: Nach Zündung der Treibladungspatrone 9 reißtdiese am Boden 19 auf, die Treib-

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gase strömen durch die Kanäle 8 in den Druckrauia 13 und verschieben den Kolben 2 mit der Kolbenstange 3 in Richtung des Pfeiles /u Sofern die vom Treibgas auf den Kolben 2 ausgeübte Kraft ei it der an der Kolbenstange 3 angreifenden Gurtcparmkraft im Gleichgewicht steht, kommen Kolben 2 und Kolbenstange 3 zum Stillstand. In dieser Lage v.'ird die Kolbenstange 3 mittels der· Tellerfedern 17 arretiert, so daß sie nicht herausgezogen werden kann, wenn die Insas&en des Fahrzeugen bei entsprechender Beschleunigung bzv/. Ve-TZügerui)g den Gurt über die Gurt.spannkraft hinaus belasten. Der gesamte Spannvorgang ist vorzugsweise innerhalb von venigen Millisekunden abgelaufen.

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Claims

1. Vorrichtung zum Spannen von Sicherheitsgurten in Fahrzeugen, mit einem Zylinder und in diesem verschiebbaren Kolben mit Kolbenstange, die unter der Druckwirkung einer sich umsetzenden elektrisch gezündeten Treibladungspatrone in den Z3*linder einziehbar ist, nach Anspruch 1 des Hauptpatentes (Deutsche Patentanmeldung P 21 21 101.8), dadurch gekennzeichnet , daß die Treibladungspatrone (9) in einer im Kolben (.2) vorgesehenen Ausnehmung (5) in der Weise angeordnet ist, daß die Treibgase kolbenstangenseitig (7) in den Zylinder (1) einströmen können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (5) von der von der Kolbenstange (3) abgewandten Seite (6) des Kolbens (2) ausgeht und mit der Kolbenstangenseite (7) des Kolbens (2) über wenigstens einen Gasabströmkanal (8) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine elektrische Zuleitung (11) zur Treibladungspatrone (9) an dem der Kolbenstange (3) gegenüberliegenden eine entsprechende Bohrung (15) aufweisenden Befestigungsende (14) des Zylinders (1) aus diesem herausgeführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Arretierung für die eingezogene Kolbenstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung als wenigstens eine auf die Kolbenstange (3) aufgeschobene Tellerfeder (17) ausgebildet ist, die sich mit ihrem vom Kolben (2) abgewandten äußeren Rand (19) gegenüber dem Zylinder (1) abstützt.

Troisdorf, den 31. Oktober 1972
Sc/Ro

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