DE2510514B2

DE2510514B2 - Aufwickelvorrichtung für Sicherheitsgurte mit pyrotechnisch angetriebener Schnelldreheinrichtung

Info

Publication number: DE2510514B2
Application number: DE2510514A
Authority: DE
Inventors: Guenter Herrmann; Karl-Erik Nilsson
Original assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Current assignee: Bayern Chemie Gesellschaft fuer Flugchemische Antriebe mbH
Priority date: 1975-03-11
Filing date: 1975-03-11
Publication date: 1979-05-17
Also published as: AU1185876A; FR2303570A1; JPS5915657B2; US4014479A; GB1516245A; DE2510514C3; DE2510514A1; IT1060711B; JPS51112023A; FR2303570B1; SE7602133L; SE412009B

Description

Die Erfindung betrifft" eine Aufwickelvorrichtung für Sicherheitsgurte in Fahrzeugen mit einer Schi, andreheinrichtung, die einen durch Treibgase beaufschlagbaren Drehkolbenantrieb aufweist, mit einem Gurtaufroller, der mit Hilfe der Treibgase mit der Schnelldreheinrichtung verbindbar ist und mit einem gemeinsamen, die Schnelldreheinrichtung und den Gurtaufroller aufnehmenden Gehäuse.

Wegen des geringen zur Verfügung stehenden Platzes in Kraftfahrzeugen und Flugzeugen ist man bestrebt, derartige pyrotechnisch angetriebene Aufwikkelvorrichtungen nicht oder kaum größer als mechanisch arbeitende Gurtaufrollautomaten zu machen. Ein weiteres Problem betrifft die Gewährleistung einer Gasdichtigkeit der von den Treibgasen beaufschlagten Teile bei gleichzeitig geringer Reibung. Diese Eigenschaft ist notwendig, um mit einer kleinen Treibstoffladung eine gute Wirksamkeit zu erzielen.

Durch die DE-OS 22 62 889 ist eine Aufwickelvorrichtung zum Spannen des Gurtzeuges von Flugzeug- und Fahrzeuginsassen bekannt, bei der die Aufwickelrolle für den Gurt ein als Gurtrolle ausgebildeter, von Treibgasen beaufschlagter Drehkolben ist Bei dieser Aufwickelvorrichtung kann der mit einem Flügel versehene Drehkolben nur um etwa 310° gedreht werden, was zu einer Stauung des Gurtes im allgemeinen nicht ausreicht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakt bauende Aufwickelvorrichtung für Sicherheitsgurte zu schaffen, welche den Nachteil der bekannten Vorrichtung vermeidet und eine für die Strammung des Gurtes ausreichende Umdrehung der Aufwickelrolle zuläßt

Diese Aufgabe wird bei einer Aufwickelvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Lehre gelöst

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Welle der Schnelldreheinrichtung hohl ausgeführt und nimmt die Feststofftreibladung mit Anzündeinrichtung in sich auf.

In Ausführung der Erfindung ist ein mit der Welle verbundener zweiseitiger Zapfen vorgesehen, auf dessen einem Ende der hintere Deckel der Schnelldreheinrichtung und auf dessen anderem Ende eine Seitenscheibe des Gurtaufrollers drehbar gelagert sind, wobei die Seitenscheibe als Klinkenzahnrad ausgebildet ist und eine Vielzahl von am Umfang verteilte Bohrungen aufweist

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in der hinteren Ringkammer im oberen Rand des hinteren Deckels, ein Bolzen eingesetzt ist der durch die Treibgase beaufschlagbar und dabei in eine der Bohrungen der Seitenscheibe des Gurtaufrollers einschiebbar isL

Die Erfindung gestattet die Verbindung einer üblichen mechanischen Gurtaufrollautomatik mit einem pyrotechnisch betriebenen Gurtstrammer auf kleinstem Raum, wozu die Unterbringung der Feststofftreibladung in der hohlen Welle der Schnelldreheinrichtung wesentlich beiträgt

Trotz dieser gedrängten Bauweise sind in der

Schnelldreheinrichtung zwei Ringkammern mit Drehkolben vorhanden, die mit ihren durch die Treibgase beaufschlagten Rügein eine fast zweimalige Umdrehung der Gurttrommel ermöglichen. Dieser gedrängten Bauweise kommt weiterhin entgegen, daß der Gurtaufroller und die Welle der Schnelldreheinrichtung auf einem gemeinsamen Zapfen mit nur einem Spalt Zwischenraum gelagert sind Hierdurch wird eine schnelle Verbindung der beiden genannten Baugruppen durch den von den Treibgasen beaufschlagten Bolzen ermöglicht

Eine Abdichtung der Flügel- und Ringscheibe gegeneinander und gegenüber dem Mantel erfolgt nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung durch auf den Flügeln angebrachte, infolge der Erwärmung durch die Treibgase plastisch werdende oder formbare Kunststoffteile, wobei letztere ganz oder teilweise als Auflagen ausgebildet sind

Es hat sich durch Versuche ergeben, daß für einen guten Wirkungsgrad der Treibgase eine sorgfältige, auch bei hohen Temperaturen wirksame Abdichtung der Flügelflächen in den Ringkammern erforlerlich ist Durch die erfinderische Belegung der Flügelflächen mit Platten oder Bauteilen aus z. B. schäumbaren Polystyrol entsteht unter dem Einfluß der heißen Treibgase ein Schaum mit einer relativ geschlossenen Zellenstruktur, der eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet

Um den geforderten Einsatztemperaturbereich einer Aufwickelvorrichtung von —40° bis +90° sowie eine Langzeitlebensdauer von mindestens 10 Jahren unter der Voraussetzung zu gewährleisten, daß beim Abbrand des Treibstoffes keine schmirgelnden Stoffe zwischen die sich drehenden Bauteile gelangen, wird entsprechend einem weiteren Erfindungsmerkmal vorgeschlagen, daß die Feststofftreibladung aus 55 bis 75% Natriumazid (NaN₃) und 25 bis 45% Kupfer(I I)-Oxid (CuO) besteht Der Vorteil des Treibstoffes gemäß der Erfindung ist sein Einsatzbereich von —40° bis +120° und die bei der Verbrennung erfolgende Cu-Bildung, die insbesondere während des Abrollens der Zahnstange als Schmiermittel dient und ihr Festsetzen zwischem dem Gehäuse und dem Zylindermantel verhindert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Aufwickelvorrichtung entsprechend den Linien I-.' der F i g. 2 und 3;

F i g. 2 einen Schnitt entsprechend den Linien H-Il der

F i g. 2a einen Schnitt entsprechend F i g. 2 mit bei der Gurtstrammung auftretenden Rügelstellungen;

Fig.3 einen Schnitt entsprechend den Linien III-III der F i g. 1 ·.

F i g. 3a einen Schnitt entsprechend F i g. 3 mit der F i g. 2a entsprechenden Flügelstellungen;

F i g. 3b einen Schnitt entsprechend F i g. 3 beim Rückdrehen der Aufwickelvorrichtung;

Fig.4 einen Schnitt entsprechend den Linien IV-IV der F i g. 1;

Fig.5 eine perspektivische Ansicht des Mittelteils einer Schnelldreheinrichtung;

F i g. 6 einen Schnitt entsprechend F i g. 2 mit einem Abdichtungsbeutel;

Die Hauptbaugruppen einer Aufwickelvorrichtung entsprechend F i g. 1 sind eine Schnelldreheinrichtung 1 und ein Gurtaufroller 2, die zusammen in ein Gehäuse 3 eingebaut sind. Die Schnelldreheinrichtung 1 besteht aus einer Welle 4 mit Ringscheibe 5, einem vorderen Deckel 6, einem hinteren Deckel 7 und Drehflügeln 8 bis

ίο

11. Die Welle 4 ist am vorderen und hinteren Deckel drehbar gelagert und nimmt in einer Bohrung 12 je einen mit einem Bund versehenen Zapfen 13 und 14 auf, von denen der hintere Zapfen 14 doppelseitig mit einem Gegenzapfen 14a ausgeführt ist Der hintere Deckel 7 ist napfartig mit einem Mantel 15 versehen, der bis zum vorderen Deckel 6 reicht und auf diesem gelagert ist Hierdurch entstehen zwischen Welle 4 und dem Mantel

15 zwei Ringkammern 16 und 17, die durch die Ringscheibe 5 voneinander getrennt sind In jede der Ringkammern sind zwei Drehflügel angeordnet, wovon die Flügel 8 und 9 fest mit der Welle 4 und der Ringscheibe 5, der Flügel 10 an den vorderen Deckel 6 (siehe F i g. 2) und der Flügel 11 an den hinteren Deckel 7 (siehe F i g. 3) angesetzt sind Da der vordere Deckel 6 fest mit dem Gehäuse 3 verbunden und der hintere Deckel 7 auf der Welle 4 und dem Bundzapfen 14 drehbar gelagert sind, ergibt es sich, daß nur der Flügel 10 in der vorderen Ringkammer 16 nicht verdrehbar ist In den Übergang zwischen dem hinteren Deckel 7 und dem Mantel 15 ist ein kleiner BoL-in 18 eingelassen. Außerdem weist der hintere Deckel einea Absatz 19 auf. Von den Ringkammern führen je eine halb in die Flügel eingelassene Bohrung durch die Deckel nach außen, und zwar in der vorderen Ringkammer die Bohrung 20 (siehe .⁷ig. 2) und in der hinteren Ringkammer die Bohrung 21 (siehe F i g. 3).

In der Bohrung 12 der Welle 4 befindet sich eine Feststofftreibladung 22, die entweder aus eingefülltem Pulver oder Granulat besteht oder eingegossen ist Vorzugsweise wird für die Treibstoffladung ein Gemisch aus 55 bis 75% Natriumazid und 25 bis 45% Kupfer(II)-Oxid verwendet Die Feststofftreibladung 22 wird durch eine Zündpille 23 angezündet die in den vorderen Zapfen 13 eingesetzt ist In die Wandung der Welle sind eine Bohrung 24 zur vorderen Ringkammer

16 (siehe Fig.2) und eine entsprechende Bohrung 25 zur hinteren Ringkammer 17 (siehe F i g. 3) angeordnet

Der Gurtaufroller 2 besteht in bekannter Weise aus einer Gurtrolle 30, auf der ein Gurt 31 aufwickelbar ist einer vorderen und hinteren Seitenscheibe 32 und 33 unu eine als Spiralfeder ausgebildete Aufrollfeder 34. Die Gurtrolle 30 ist auf dem Zapfen 14a der Schnelldreheinrichtung 1 und einem im Gehäuse 3 montierten Lagerzapfen 35 drehbar gelagert Die mit der Gurtrolle 30 in einem Stück gefertigte vordere Seitenscheibe 32 ist auf der der Schnelldreheinrichtung zugewandten Seite als Klinkenzahnrad mit Zähnen 36 und Zahnlücken 37 ausgebildet und hat eine Anzahl von am Umfang verteilter Bohrungen 38.

Entsprechend der F i g. 4 ist in einem Gehäuseansatz 3a eine auf Trägheit ansprechende und mit dem Klinkenzahnrad 32 zusammenwirkende Klinkeneinrichtt'ng X'< eingebaut Letztere weist in einem Gehäuseeinsatz 41 einen Pendel 42 auf, das in eine Bohrung 43 eingesetzt ist Das Pendel hat oben ein» konische Ausnehmung 44, in die eine halbkugelförmige Kalotte 45 einer Wippe 46 eingreift. An letztere ist weiterhin ein Steg 47 angesetzt der eine kleine Klinke 48 und diese eine Hauptklinke 49 anheben kann. Die gesamte Aufwickelvorrichtung kann mit einem Flansch 3b des Gehäuseansatzes 3a mit Hilfe eines durch eine üohrung 39 zu steckenden, nicht dargestellten Bolzens montiert werden.

Die F i g. 5 und 6 zeigen verschiedene Ausführungsformen für eine Dichtung zwischen den sich drehenden Teilen der Schnelldreheinrichtung 1. In der perspektivischen Ansicht der F i g. 8 sind auf den Flügeln 8 und 9

dreieckige Auflagen aus Kunststoff 65 aufgebracht. Diese vorzugsweise aus schäumbaren Polystyrol bestehenden Auflagen dichten die sich drehenden Flügel bei Einwirkung von durch Bohrungen 66, von denen nur die beim Flügel 9 befindliche zu sehen ist, durchströmenden heißen Treibgasen, in dem sie entweder teigig werden oder schäumen, wobei sie in beiden Fällen die äußeren Dichtkanten 67 und 68 der Flügel 8 und 9 abdichten. Auf den mit den Deckeln verbundenen Flügeln 10 und 11 kann entsprechend dem für den Flügel 11 gezeigten Beispiel eine viereckige, die gesamte Flügelfläche bedeckende Kunststoffauflage 69 verwendet werden. Eine weitere Ausführungsform der Abdichtung zeigt die F i g. 9, die der F i g. 2 entspricht. Hier ist zwischen die Flügel 8 und 10 ein Kunststoffbeutel 70 eingelegt, der zur Bohrung 24 hin offen ist. Der Beutel 70 ist an seiner Knickstelle 71 so dünn, daß er dort beim Auftreffen der durch die Treibladung 22 entwickelten heißen Treibgase reißt, wodurch die beiden Beutelteile beim Drehen der Flügel 8 und/oder 10 bei diesen verbleiben und sie abdichten.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Aufwikkelvorrichtung ist wie folgt:

Bei einem Aufprall des Fahrzeuges bewirkt ein nicht dargestellter Sensor einen Impuls in der Zündpille 23, die die in der Welle 4 befindliche Treibladung 20 anzündet. Die entwickelten Treibgase strömen gleichzeitig durch die Bohrungen 24 und 25 in die beiden Ringkammern 16 und 17 zwischen die Flügel 8 und 10 (F i g. 2) bzw. 9 und 11 (Fig. 3). In der Ringkammer 17 wird sofort der kleine Bolzen 18 beaufschlagt, der in eine der Bohrungen 38 im Klinkenzahnrad 32 einschnellt und damit die Schnelldreheinrichtung t mit dem Gurtaufroller 2 verbindet. Die Treibgase bewirken in der Ringkammer 16 eine Verdrehung des Flügels 8 in Pfeilrichtung 86 (F i g. 2) und in der Ringkammer 17 eine Verdrehung des an dem hinteren Deckel 7 angesetzten Flügels 11 in Pfeilrichtung87(F i g. 3), wobei gleichzeitig

■> der mit dem Flügel 8 über die Ringscheibe 5 fest verbundene Flügel 9 ebenfalls mitdreht. In der Stellung der F i g. 2a hat der Flügel 8 gegenüber dem einzigen verdrehfesten Flügel 10 etwa eine halbe Umdrehung in der Ringkammer 16 in Richtung des Pfeiles 86

ίο zurückgelegt. Die Fig.3a entspricht dieser Drehstellung mit dem Flügel 9 in der Ringkammer 17. Hieraus ist ersichtlich, daß der Flügel 11 und damit die Gurtrolle 30 in der gleichen Zeit eine nahezu volle Umdrehung vollführt hat, wobei der Gurt 31 in Richtung eines

ι ί Pfeiles 88 eingezogen wird.

Die Schnelldreheinrichtung kann maximal den Gurt so weit strammen, bis der Flügel 8 an dem feststehenden Flügel 10 und der Flügel 11 am Flügel 9 nach nicht ganz zwei Umdrehungen zur Ruhe kommt. Dieser Fall ist in

2(i den F i g. 2a und 3a gestrichelt eingezeichnet, wobei die Flügel in der Endstellung mit 8a, 9a und 11a bezeichnet sind. Die Drehung der Flügel in den Ringkammern 16 und 17 wird auf dem letzten Teil des Verdrehungsweges dadurch gedämpft, daß die in den Ringkammern

r> befindliche Luft zwischen den Flügel komprimiert wird, bevor sie aus den kleinen Bohrungen 20 und 21 entweichen kann. Mit der Größe dieser Bohrungen kann man somit die Dämpfung des Gurtstrammers veariieren. Es ist unwahrscheinlich, daß der volle Umdrehungs-

i<> winkel von etwa 620° zur Strammung des Gurtes ausgenutzt werden muß. Wenn ein kleinerer Umdrehungswinkel zur Strammung des Gurtes ausreicht, werden die Treibgase ihre Energie auf dem kürzeren Verdrehungsweg mit einer größeren Kraft abgeben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aufwickelvorrichtung fur Sicherheitsgurte in Fahrzeugen mit einer Schnelldreheinrichtung, die einen durch Treibgase beaufschlagbaren Drehkolbenantrieb aufweist, mit einem Gurtaufroller, der mit Hilfe der Treibgase mit der Schnelldreheinrichtung verbindbar ist und mit einem gemeinsamen, die Schnelldreheinrichtung und den Gurtaufroller aufnehmenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnelldreheinrichtung (1) aus zwei in ihren Umrissen durch eine Welle (4), einen Mantel (15), einen vorderen und einen hinteren Deckel (6, 7) begrenzten und durch eine zwischen der Welle (4) und dem Mantel vorgesehene is Ringscheibe (5) voneinander getrennten Ringkammern (16, 17), sowie aus je zwei jeweils die volle Umdrehungsfläche der Ringkammern einnehmenden Flügels (S bis 11) besteht, wobei in beiden Ringkammprn je ein Flügel (erster Flügel 8, zweiter Flügel 9) fcsi mit der Welle (4) und der Ringscheibe (S), und in in der vorderen Ringkammer (16) der dritte Flügel (10) fest mit dem vorderen Deckel (6) und in der hinteren Ringkammer (17) der vierte Flügel (11) fest mit dem hinteren Deckel (7) und dieser mit dem Mantel (15) verbunden sind, und daß die durch eine Feststofftreibkdung (22) in Pulveroder Granulatform erzeugten Treibgase durch Bohrungen (24, 25) in der Welle in die beiden Ringkammern (16, 17) gelangen, wobei in der vorderen Ringkammer (16) der erste Flügel (8) und in der hinteren Ringkammer (17) der vierte Flügel (11) beaufschlagbar rnd un. "jhängig voneinander oder zusammen mit dem mit ihnen verbundenen Teilen solange drehbar sind, bis 1er erste Flügel (8) am dritten Flügel (10) und der vierte Flüqel (11) am zweiten Flügel (9) anstoßen (F i g. 2a und 3b).

2. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (4) der Schnelldreheinrichtung (1) hohl ausgeführt ist und die Feststofftreibladung (22) mit Anzündeinrichtung (23) in sich aufnimmt

3. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit der Welle (4) verbundenen zweiseitigen Zapfen (14), auf dessen einem Ende der hintere Deckel (7) der Schnelldreheinrichtung (1) und auf dessen anderen Ende (i4a) eine Seitenscheibe (32) des Gurtaufrollers (2) drehbar gelagert sind, wobei die Seitenscheibe (32) als Klinkenzahnrad ausgebildet ist und eine Vielzahl so von am Umfang verteilte Bohrungen (38) aufweist

4. Aufwickelvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der hinteren Ringkammer (17), im oberen Rand des hinteren Deckels (7), ein Bolzen (18) eingesetzt ist, der durch r> Hie Treibgase beaufschlagbar und dabei in eine der Bohrungen (38) der Seitenscheibe (32) des Gurtaufrollers (2) einschiebbar ist

5. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung der so Flügel (8 bis U) und Ringscheibe (S) gegeneinander und gegenüber dem Mantel (15) durch auf den Flügeln angebrachte, infolge der Erwärmung durch die Treibgase plastisch werdende oder formbare Kunststoffteile (65,69,70) erfolgt (F i g. 8 und 9).

6. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffteile (65, 69) ganz oder teilweise als Auflagen ausgebildet sind.

7. Aufwickelvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststofftreibladung aus 55 bis 75% Natriumazid (NaN₃) und 25 bis 45% Kupfer(ll}-Oxid (CuO) besteht