DE2815647C2 - Zugvorrichtung für ein linear verschiebbares Organ und Verwendung hierfür - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zugvorrichtung für ein linear verschiebbares Organ, mit einem festen Rahmen und mit einem mit dem zu verschiebenden Organ verbundenen beweglichen Element, zwischen denen eine Zugvorrichtung zur linearen Verschiebung des beweglichen Elements in Gestalt eines biegsamen, unter Druck setzbaren länglichen Behälters angeordnet ist, der so aufgewickelt ist, daß sein in drucklosem Zustand verminderter Querschnitt unter der Wirkung des Druckmittels ausdehnbar ist, und der mit gesonderten Abschnitten mit dem Rahmen bzw. mit dem beweglichen Element verbunden ist.

Eine derartige Vorrichtung zeigt die US-PS 34 81 253 in der Anwendung für eine Drehbewegung. Die unter Druck setzbaren länglichen Behälter bestehen aus elastischen Hüllen, die im Inneren von Bändern angeordnet sind, die ihrerseits am Gehäuse und an dem beweglichen Element befestigt sind. Die Ausdehnung der länglichen Behälter kann nur innerhalb eines begrenzten Volumens zwischen einer Nabe und dem Gehäuse stattfinden. Die länglichen Behälter können die Nabe nicht vollständig umgeben. Für die Einleitung des Druckfluids sind keine besonderen Maßnahmen vorgesehen.

Die US-PS 40 14479 zeigt eine elektrische Zündvorrichtung für die Spannvorrichtung eines Sichertieitsgur-

to tes. Dabei betreiben pyrotechnische Gase einen Drehkolben und winden den Gurt auf. Ein Nachteil ist hierbei, daß aus der Vorrichtung Gase ins Freie abströmen können.
Die FR-PS 21 69 381 zeigt einen elektrischen Zünder, der von einem Sensor beaufschlagt wird, der im Augenblick eines Aufpralls des Fahrzeugs ein Signal an eine Spannvorrichtung eines Sicherheitsgurtes abgibt

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Zugvorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die bei geringen Abmessungen eine außerordentlich kurze Wirkzeit und einen ausreichenden Zugweg bei hohem Energiewirkungsgrad erreicht

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptanspruch angeführten Merkmale. Die Unteransprüche kennzeichnen zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine Wirkzeit von ca. 8 ins erreicht Die Energieausbeute ist dabei sehr hoch, weil durch die Anordnung des Gastreibsatzes innerhalb des biegsamen Rohres jegliche Todräume vermieden werden und die gesamte Gasmenge zur Verformung des biegsamen Rohres zur Verfügung steht Die Geräuschentwicklung ist auf ein Minium beschränkt, weil die sehr schnelle Verbrennung der pyrotechnischen Zusammensetzung im Inneren des Gastreibsatzes vor sich geht und dieser im Inneren des biegsamen Rohres angeordnet ist

Dazu kommt noch, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders einfach ist und ihr Verkaufspreis gering ist, da kein Teil eine genaue C;arbeitung erfordert und insbesondere das Rohr ein handelsübliches Element ohne irgendwelche Anpassung sein kana Diese Art der Zugvorrichtung führt überdies zu einer Zugkraftanpassung, die sich aus der Zunahme des wirksamen Hebelarmes ergibt, wenn das Volumen der Expansionskammer zunimmt

Die Zugvorrichtung nach der Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil als Spannvorrichtung für einen Sicherheitsgurt verwenden, die durch einen bekannten Kollisionsdetektor betätigbar ist

Die Rückzuglänge ist umso größer, je größer die Anzahl der Windungen ist, wobei der mittlere Windungsd'irchmesser einer unter Druck stehenden Windung nicht nur von der Ausdehnung des Querschnitts des biegsamen Rohrs abhängt, sondern auch von der Zahl der Windungen zwischen der mittleren Achse und dieser Windung, wobei die inneren Windungen ihrerseits ausgedehnt werden. Die spiralförmige Wicklung ermöglicht daher eine Verstärkung des Rückzugs gegenüber einer schraubenförmigen Wicklung. Es ist folglich von

Vorteil, wenn die Spirale wenigstens IV₂ Windungen aufweist Wenn die Zugkräfte sehr hoch sind und das biegsame Rohr einen geringen Querschnitt hat, können die Reibungskräfte zwischen den Windungen die Ausdehnung der inneren Windungen behindern. Es kann dann zweckmäßig sein, eine Einrichtung zur Verminderung der Reibung zu verwenden, etwa einen äußeren Überzug des biegsamen Rohrs oder ein Gleitband zwischen den Windungen, das aus einem Material mit gerin-

gem Reibungskoeffizienten hergestellt werden oder Rollelemente, stwa Nadeln, enthalten kann.

Weiter Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt

F i g. 1 einen teilweisen Längsschnitt einer Rückzug— Vorrichtung nach der Erfindung;

F i g. 2 einen Querschnitt H-II der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig.3 eine svhematische Vorderansicht einer beispielsweisen Anordnung der erfindungsgemäßen Zugvorrichtung bei einer mit Sicherheitsgurt arbeitenden Schutzvorrichtung.

Die in F i g. 1 und 2 gezeigte Rückzugvorrichtung soll einen Sicherheitsgurt 1 zurückziehen, der an einer Befestigungsöse 2 befestigt ist, an der ein Bügel 3 mit zentraler Schraube 4 befestigt ist, der das Ende eines biegsamen Rohrs 5 einklemmt Dieses Rohr besteht aus einer metallischen Wand 6, die eine zentrale Einlage bildet, die innen und außen mit einer Schicht aus Neoprengummi bedeckt ist Ein einen derartigen Aufbau aufweisendes Rohr 5 ist an sich bekannt und kann Drücke von einigen 100 bar aushalten. Der normale Querschnitt ist kreisförmig. Dieses Rohr 5 ist aber ausreiche·.«! biegsam, um am Ende so zusammengedrückt zu werden, daß es seine Innenfläche aufeinanderlegt, was eine absolute Dichtheit gegen hohen Druck trotz der flachen Leitungsdrähte 7 ermöglicht, die das Ende des vom Bügel 3 eingeklemmten Rohrs 5 durchqueren.

Die Leitungsdrähte 7 verbinden einen nicht gezeigten Aufprallsensor oder Kollisionsdetektor mit einem Gastreibsatz 8, der innerhalb des Rohrs 5 angeordnet ist und aus 1 g Zirkonzündpulver und 2,5 g Nitrozellulospulver besteht, wobei das Ganze in einem Beutel enthalten ist Das andere Ende des biegsamen Rohrs 5 ist mit einer rohrförmigen mittleren Aufwickelachse 9 verbunden, wobei die größte Länge des Rohrs unter axialer Spannung spiralförmig so aufgewickelt ist, daß das Rohr vollständig zusammengedrückt wird, damit eine am biegsamen Rohr befestigte Blockierklemme 10 sich über einen Festlegungsvorsprung 11 zweier Flansche 12 und 13 eines Rahmens bewegen kann. Das Rohr 5 bildet zwei Windungen mit abgeflachtem Querschnitt, bildet nur einen auf eine winzige längliche Öffnung reduzierten inneren Kanal 14 mit 1 mm freier Höhe und wird durch die Klemmung der einen geringen Widerstand aufweisenden Blockierklemme 10 aufgewickelt gehalten. Diese Blockierklemme 10 stützt sich an zwei V-förmigen Ausschnitten der Flansche 12 und 13 ab. Das innere Ende des biegsamen Rohrs dringt in einen Schlitz der rohrförmigen Aufwickelachse 9 ein und wird durch Klemmwirkung mittels einer Schraube 15 verschlossen. Die rohrförmige Aufwickelachse 9 dringt in die beiden Flansche 12, 13 durch eine kreisförmige Öffnung mit einem Vorsprung ein, der dem Schlitz in der Aufwickelachse 9 entspricht und ist an den beiden Flanschen durch zwei gegenüber dem Schlitz gelegene Schweißnähte 16 befestigt, um die für das Klemmen des biegsamen Rohrs 5 erforderliche Elastizität der Aufwickelachse zu ermöglichen.

Wenn der Ko!|isignsdetektor im Betrieb einen elektrischen Impuls in die Leitungsdrähte 7 schickt, gibt der pyrotechnische Gastreibsatz 8 eine Gasmenge mit hoher Temperatur frei, die im biegsamen Rohr 5 mit einem Innendurchmesser von 19 mm einen Druck von 200 bar erzeugt. Sobald aber dieser Druck einen Wert von 30 bar erreicht, wird die Blockierklemme 10 gebrochen und es erfolgt die Zu^ ückziehung des Rohrs, da entsprechend dem kreisförmigen Querschnitt des Rohrs 5 die Zunahme der Radien an jeder Stelle der mittleren Faser der Windungen eine Bewegung der Befestigungsöse 2 erzeugt Die mit der Druckzunahme verbundene Zunahme des Volumens und des Innenquerschnitts entwickelt eine große Arbeit, die die Erzeugung von im wesentlichen konstanten Zugkräften von über 3500 N ermöglicht Da die Windungen des biegsamen RohFS 5 in Querrichtung nur durch die beiden Flansch 12 und 13 geführt werden, wird der Druck im Rohr 5 vorteilhaft in Abhängigkeit von der Zugkraft so eingestellt, daß der Querschnitt der Windungen auch am Ende der Zurückziehung noch eine abgeflachte Zone aufweist, die ein besseres Übereinanderlegen der Windungen ermöglicht Wenn die Windungen des biegsamen Rohrs 5 zur Erzielung einer maximalen Rückzuglänge einen kreisförmigen Querschnitt einnehmen sollen, ist es vorteilhaft, entweder zwei seitliche Flansche von insgesamt kegelstumpfförmiger Form vorzusehen zur Sicherstellung der Zentrierung der äußeren Windungen, oder den Abstand der Flansche 12, 13 gleichzeitig mit der Ausdehnung des biegsamen Rohrs 5 zu verminderi

Wenn der Innendurchmesser des Rohrs 5 weniger als 20 mm beträgt und das Rohr auf eine rohrförmige Aufwickelachse 9 mit 20 mm Durchmesser gewickelt wird, ist bei derartigen Zugkräften die Ausdehnung der inneren Windung des biegsamen Rohrs sehr unvollständig und es kann dann vorteilhaft sein, entweder die Wicklung auf eine Windung zu beschränken, was die Erzielung einer Rückzuglänge in der Größenordnung von 75 mm ermöglicht oder die Durchmesser zu vergrößern oder ein zwischen den Windungen angeordnetes Gleitband zu verwenden.

Eine Ausführungsvariante der in F: g. 1 und 2 gezeigten Zugvorrichtung kann darin bestehen, daß der Gastreibsatz in dem Ende des Rohrs angeorndet wird, das mit der rohrförmigen Aufwickelachse 9 verbunden ist und dessen verbleibender Hohlraum durch ein warmhärtendes Kunstharz verschlossen wird, das zur Erhöhung der Abdichtung dieses Endes des biegsamen Rohrs beiträgt

Dk- Anwendung der in F i g. 1 und 2 gezeigten Rückzugvorrichtung ist in Verbindung mit F i g. 3 beschrieben, die einen Sicherheitsgurt darstellt, der zwei Hauptstränge 20 und 21 aufweist, die sich in Brust- bzw. Bekke:.'age befinden. Eine derartige Anordnung wird Dreipunktgurt bezeichnet Diese Ausführung verwendet eine an sich bekannte Wickelvorrichtung 22, die z. B. von der Bauart mit Spiralfeder sein könnte, wobei die Wickeltrommel des Sicherheitsgurts von der Spiralfeder zurückgestellt wird und mit einem Sperrad mit asymmetrischen Zähnen versehen ist, in die eine von ^;ner Trägheitsmasse gesteuerte Klinke einrasten

Gemäß F i g. 3 läuft der obere Teil des Bruststrangs in einer Führungsöse 23, die mit einem hinter der Vorder tür des Fahrzeugs gelegenen senkrechten Holm 24 verbunden ist, und ist an der Trommel der Wickelvorrichtung 22 befestigt

Das das untere äußere Ende 25 des Sicherheitsgurts ist unmittelbar am gleichen senkrechten Holm 24 befestigt Der Verbindungsbereich der beiden Strangs ist in eine Fühmngs- und Befestigungsöse 26 eingelassen, die über ein biegsames Teil 27 mit einer Rücklaufsperre 28 verbunden ist. die von einem Seil 29 durchquert wird, dessen eines Ende am Boden 30 des Fahrzeugs befestigt ist und dessen anderes Ende mit einer Spannvorrichtung 31 nach der Erfindung verbunden ist, wobei die beiden

Flansche 12 und 13 des Rahmens dieser Zugvorrichtung an den Boden des Fahrzeugs geschraubt sind.

Beim normalen Betneb des Fahrzeugs können die Stränge des Sicherheitsgurts langsam verschoben werden, wobei sich der Sicherheitsgurt von der Wickeltrommel der Wickelvorrichtung 22 abwickelt und ständig an der zu schützenden Person durch die Spiralfeder angelegt ist. Bei einem Zusammenstoß wird die Wickelvorrichtung 22 des Sicherheitsgurts blockiert und ein nicht gezeigter Detektor, der z. B. mit einer Trägheitsmasse arbeitet, kann den Gastreibsatz 8 zünden, der die Zurückziehung einer Spannvorrichtung .31 auslöst, deren biegsames Rohr den Zug herbeiführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zugvorrichtung für ein linear verschiebbares Organ, mit einem festen Rahmen und mit einem mit dem zu verschiebenden Organ verbundenen beweglichen Element, zwischen denen eine Zugvor-. richtung zur linearen Verschiebung des beweglichen Elements in Gestalt eines biegsamen, unter Druck setzbaren länglichen Behälters angeordnet ist, der so aufgewickelt ist, daß ein in drucklosem Zustand verminderter Querschnitt unter der Wirkung des Druckmittels ausdehnbar ist, und der mit gesonderten Abschnitten mit dem Rahmen bzw. mit dem beweglichen Element verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

daß der längliche Behälter aus wenigstens einem spiralförmig gewundenen, biegsamen Rohr (3) besteht,

daß das Rohr (5) eine metallische Wand (6) und wenigstens eine Wand aus gummi- oder kunststoffartigem Material aufweist und in Verbindung mit einem Gastreibsatz (8) zur Druckerzeugung steht, der innerhalb des biegsamen Rohres (5) angeordnet isL

2. Vorrichtung nach Aaspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (6) in an sich bekannter Weise aus geflochtenen Metallfaden besteht, die innen von einer Wand aus gummi- oder kunststoffartigem Material bedeckt sind.

3. Vorrichfting nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündung des Gastreibsatzes (8) in an sich bekannter Weise elektrisch erfolgt

4. Vorrichtung nach einem d?r Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Rohr (5) wenigstens 1V₂ Windungen enthält und mit einer Einrichtung zur Verminderung der Reibung zwischen den Windungen versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickelachse (9 für das biegsame Rohr (5) fest mit dem Rahmen (Flansche 12,13) verbunden ist

6. Die Verwendung einer Zugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Spannvorrichtung für einen Sicherheitsgurt, insbesondere in Kraftfahrzeugen, wobei die Zugvorrichtung in bekannter Weise durch einen Kollisionsdektektor ausgelöst wird.