DE2931164A1

DE2931164A1 - Rotationskraftelement

Info

Publication number: DE2931164A1
Application number: DE19792931164
Authority: DE
Inventors: Hellmut Bendler
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1979-08-01
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1981-02-19
Also published as: GB2054743A; IT1128552B; GB2054743B; IT8049379A0; FR2462916A1; US4444010A; JPS5623972A; SE8005491L

Description

DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf Bez. Köln

Rotationskraftelement

Die Erfind\mg befaßt sich mit einem Rotationskraftelement mit der Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Aus der DE-OS 26 4A 315 ist eine Rotationskräftelement insbesondere für Sicherheitsgurte bekannt, das als Spannvorrichtung oder Sückstrammer dient, um in einer TJnfallsituation einen lose angelegten Sicherheitsgurt aufzurollen und damit zu straffen, bis er hinreichend eng am Körper der zu schützenden Person anliegt. Das Rotationskraftelement wird mittels eines z. B. bei Überschreiten eines vorgegebenen Verzögerungswertes ansprechenden Sensors ausgelöst. Ein derartiger Sensor ist

z. B. in der DE-OS 22 07 831 beschrieben. Das Rotationskraftelement weist einen Druckgasgenerator und eine z. B. mit einem Gurtwickelautomaten verbindbare Welle auf. Als Antriebseinrichtung für die Welle dient vorzugsweise ein 5 Turbinenrad.

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Der die drehbare Antriebseinrichtung betätigende Druckgas generator kann beispielsweise eine unter entsprechend hohem Innendruck stehende Preßluftflasche sein. Im Hinblick auf einen möglichst kleinen Raumbedarf ist für den Druckgasgenerator jedoch vorzugsweise eine Treibsatzladung, ein pyrotechnischer Satz od. dgl,, vorgesehen^ die elektrisch oder mechanisch durch Schlag zündbar sind und die Druckgase erst bei ihrer Umsetzung erzeugen. Die Treibsatzladung kann beispielsweise entsprechend den in der DE-IS 16 3-6 313 angegebenen Gemischen zusammengesetzt sein»

Die Druckgase können direkt auf die drehbare Antriebseinrichtung einwirken* Im Hinblick auf die Erzielung eines möglichst großen Drehmomentes ist jedoch vorteilhaft, eine indirekte Einwirkung vorzusehen, indem zwischen dem Druckgasgenerator wad der Antriebseinrichtung eine Flüssigkeit, Suspension od. dgl. in einem entsprechenden Behälter, Zylinder od. dgl. angeordnet wird,, die durch die Druckgase beschleunigt wird und als fluider Massestrahl hoher kinetischer Energie auf die Antriebseinrichtung auftrifft. Als besonderes vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, das fluide Medium in einem zwischen Druckgasgenerator und Antriebseinrichtung angeordnetem Rohr unterzubringen, das wegen der im allgemeinen beengten Raumverhältnisse in der Regel gekrümmt, z. B. als Rohrschlange, ausgebildet ist, aber auch mehr oder weniger gerade sein kann.

Als unbefriedigend wird hierbei empfunden, daß die Flüssigkeit, Suspension od. dgl. auch über sehr lange Zeiträume hinweg wie 10 Jahre und mehr völlig dicht in dem Rohr eingeschlossen sein muß und es z. B. eines unerwünscht großen Ausgleichsraumes bedarf, um in dem vorgegebenen Temperaturbereich dem unterschiedlichen Ausdeh-

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Λ nungsverhalten von Rohr und Flüssigkeit, Suspension od.dgl Rechnung zu tragen. Dieser Ausgleichsraum kann als entsprechend langer zusätzlicher Rohrabschnitt ausgeführt sein, der l>ei der minimalen Temperatur frei von Flüssigkeit, Suspension od. dgl. ist, bei der maximalen Temperatur jedoch im wesentlichen mit dem Fluid ausgefüllt ist, wobei aber auch unter Berücksichtigung der dabei erfolgenden Kompression des im Rohr eingeschlossenen Gases - in der Regel Luft - der dichte Verschluß des Rohres nicht beschädigt werden darf. Weiterhin kann es bei In-Funktion-Treten dieser Rotationskraftelemente z. B. zu Verunreinigungen in der Umgebung kommen, etwa wenn als Flüssigkeit Wasser mit zugesetztem Frostschutz-, Korrosionsschutzmittel od. dgl. verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Rotationskraftelement der im Oberbegriff dee Anspruchs Λ angegebenen Art insbesondere die vorstehend angeführten Nachteile zu vermeiden und dieses so auszubilden, daß es bei möglichst geringem Fertigungsaufwand, hoher Funktionszuverlässigkeit auch über längere Zeiträume hinweg und unter sehr gegensätzlichen Bedingungen sowie ohne nachteilige Nebenwirkungen in seiner Umgebung die Erzeugung eines hohen Drehmomentes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst entsprechend dem Kennzeichen des Anspruchs 1. Die der Antriebseinrichtung zugeordneten separaten Beschleunigungskörper vorgegebener Gestalt sind aus festem,, bei den hier auftretenden Kräften -zumindest im wesentlichen formstabilen Material. Beispielsweise können sie aus Metall wie Blei, Aluminium od. dgl. hergestellt werden und eine scheiben-, pfropfen-, zylinderförmige od„ dgl. Gestalt erhalten. Diese Beschleunigungskörper sind einfach z. B. durch spanlose Formgebung herstellbar und zuverlässig in dem rohrförmigen

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Λ Element anordbar, das nicht mehr nach außen dicht abgeschlossen sein muß, sondern nur noch so auszubilden ist, daß die Beschleunigungskörper nicht unbeabsichtigt aus dem rohrförmigen Element herausfallen, -rutschen od. dgl. können. Die Anzahl der in dem rohrförmigen Element hin- ' tereinander angeordneten Beschleunigungskörper richtet sich nach den Bedingungen des jeweiligen Einzelfalles, d. h. nach der Größe des zu erzeugenden Drehmomentes, der geforderten Rotationsbewegung der Antriebseinrichtung, der zulässigen Baugröße des Rotationskraftelemente's usw". So kann es'Falle geben, in'denen ein einziger oder auch : zwei vorgeformte Beschleunigungskörper für die geforderte Eunktion des Rotationskfaftelementes genügen'mögen. Bevorzugt werden jedoch mehrere, insbesondere eine größere Anzahl von separaten Beschieunigungskörpern vorgesehen. :

Bei dem rohrförmigen Element handelt es sich vorzugsweise um ein Rohr, beispielsweise ein handelsübliches Druckrohr aus Stahl od. dgl. Bevorzugt ist dessen lichter Querschnitt klein in Relation zu seiner Länge. Weiterhin ist der lichte Querschnitt vorzugsweise kreisförmig, kann aber bei entsprechend im Querschnitt angepaßten Beschleunigungskörpern z. B. auch oval, quadratisch oder rechteckig, ggf. mit abgerundeten Schmalseiten, sein Das Rohr kann gerade sein, ist im Hinblick auf die allgemeinen geforderte kleine Baugröße jedoch bevorzugt mehr oder weniger gekrümmt ausgeführt, z, B. spiral-, kegelstumpf-, schraubenlinienförmig od. dgl. aufgewickelt Um bei Punktionsauslösung infolge- der dynamischen Stoßbeanspruchung durch die unter Druckgaseinwirkung stark beschleunigten Beschleunigungskörper eine unerwünschte !Formänderung der gekrümmten Rohrbereiche auszuschließen, werden diese zweckmäßig zusätzlich gegeneinander oder gegenüber benachbarten Bauteilen fixiert, indem sie z. B.

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miteinander punktuell verklebt, verlötet, verschweißt, mit einer äußeren Stützhülse umgeben oder an anderen Teilen angeschraubt od. dgl. werden. Als rohrförmiges Element können aber z. B. auch Zyinder, Hülsen oder anderweitige Gehäuse verwendet werden, welche sich in ihrer Funktion bezüglich Aufnahme, Führung usw. der vorgeformten Beschleunigungskörper wie oder doch quasi wie ein Rohr verhalten.

Die erfindungsgemäßen festen Beschleunigungskörper vorgegebener Gestalt haben neben ihrer einfachen Unterbringung und Halterung in dem rohrförmigen Element, das nicht mehr nach außen dicht abgeschlossen werden muß, den weiteren Vorteil, daß eine evtl. unterschiedliche thermische Ausdehnung von Beschleunigungskörpern und rohr^- förmigen Element von wesentlich geringerem, in der !Praxis zu vernachlässigendem Einfluß ist als bei einer zu beschleunigenden Flüssigkeit, Suspension od. dgl.,da sich bei den Vorgeformten Beschleunigungskörpern die Ausdehnuhg in allen drei Raumrichtungen auswirkt, während sie sich bei einer fluiden Masse zu einer praktisch linearen und dementsprechend größeren Ausdehnung in Längsrichtung des rohrförmigen Elementes summiert. Vorteilhaft ist weiterhin, daß durch die erfindungsgemäßen Beschleunigungskörper keine nachteilige, nicht oder nur sehr schwer zu beseitigende Verschmutzung od. dgl. in der Umgebung des Rotationskraftelementes bei dessen Funktionsauslösung auftritt.

Die Größe des mit dem Rotationskraftelement erzeugbaren Drehmomentes hängt u. a. ab von der Masse und Geschwindigkeit der erfindungsgemäßen Beschleunigungskörper, mit der diese in die drehbare Antriebseinrichtung·eintreten bzw. auf diese auftreffen. Als Antriebseinrichtung kann z. B. ein in einem Gehäuse angeordneter Dreh-

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kolben vorgesehen sein, dessen zu verdrehende, z. B. mit der Gurtrolle eines Sicherheitsgiix'tes verbundene Welle mit einem einzigen radialen Steg, Elügel od. dgl* versehen ist, auf den die nacheinander in das Gehäuse der Antriebseinrichtung eingeleiteten separaten Beschleunigungskörper ihre kinetische Energie übertragen. Allerdings führt dieser Drehkolben nur etwas weniger als eine Umdrehung aus, wodurch der Einzugsweg des Sicherheitsgurtes entsprechend begrenzt ist.

Sofern größere Einzugswege gefordert sein sollten, können diese mittels -der vorgeformten Beschleunigungskörper in sehr einfacher Weise z. B. dadurch erreicht werden, daß einem Had, einer drehbaren Scheibe od. dgl. mit einer kreiszylindrischen Lauffläche eine schienen-, leistenförmige od. dgl. Anpreßeinrichtung zugeordnet wird. Dabei ist zwischen der Lauffläche und der Anpreßeinrichtung ein solcher Zwischenraum ausgebildet, daß die aus dem rohrförmigen Element unter Druckgaseinwirkung austretenden und durch den Zwischenraum hxndurchgetriebenen Beschleunigungskörper derart an die Lauffläche des Rades, der Scheibe od.dgl. angepreßt werden, daß sie infolge der dabei auftretenden Reibungskräfte das Rad, die Scheibe od. dgl. in Rotation versetzen und die gewünschte Einzugsbewegüng ermöglichen. Sofern anstelle der stationären Anpreßeinrichtung ein zweites entsprechendes Rad, Scheibe od. dgl. vorgesehen wird, dessen Lauffläche dann gleichzeitig im Sinne einer Anpreßfläche wirkt, werden beide Räder, Scheiben od. dgl. durch die zwischen ihrai sich gegenüberliegenden Laufflächen hindurchgepreßten Beschleunigungskörper in Rotation versetzt, so daß man quasi zwei gekoppelte Rotationskraftelemente hat, welche z. B. das Spannen von zwei Sicherheitsgurten ermöglichen. ITm die Kraftübertragung von den Beschleunigungskörpern auf die drehbare Antriebseinrichtung zu verbessern,

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kann deren Lauffläche angerauht, rait einer Verzahnung, Riffelung od. dgl. versehen sein, so daß - entsprechende Verformbarkeit des Materials der Beschleunigungskörper vorausgesetzt - beim Hindurchpressen der Beschleunigungskörper durch den Zwischenraum neben der JReibschlußverbindung zumindest auch noch eine gewisse 3?ormschlußverbindung vorliegt, welche die Übertragung der kinetischen Energie auf die Antriebseinrichtung erhöht.

Wie vorstehend bereits angegeben, ist das rohrförmige Element vorzugsweise mehr oder weniger gekrümmt ausgebildet, um sich den jeweiligen räumliehen Verhältnissen, unter denen das Eotationskraftelement zu verwenden ist, optimal anpassen zu können. In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird insbesondere für diese !Fälle vorgeschlagen, die seitlich an der Innenwand des rohrförmigen Elementes anliegenden Beschleunigungskörper entsprechend Anspruch 2 auszubilden. Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die bei der Längsbewegung der Beschleunigungskörper durch diese gekrümmten Bereiche des rohrförmigen Elementes hindurch auftretenden Verschiebe- bzw. Schwenkbewegungen zwischen hintereinander befindlichen und sich gegenseitig berührenden Beschleunigungskörpern weniger stark behindert werden, wodurch insgesamt die unter Druckgaseinwirkung gewollte Längsbewegung der Beschleunigungskörper im rohrförmigen Element gefördert wird. Dazu kann z. B. der - in Bewegungsrichtung betrachtet - jeweils vordere Beschleunigungskörper mit einei hinteren ebenen Stirnfläche und der daran anliegende

3Φ hintere Beschleunigungskörper mit einer vorderen kegelstumpf förmigen Stirnfläche ausgebildet sein, wobei die Berührungsfläche zwischen beiden Körpern von der freien ebenen Deckfläche des Kegelstumpfes bestimmt wird,' die nur einen entsprechend dem Einzelfall festgelegten Bruchteil der Querschnittsfläche des rohrförmigen Elementes

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ausmacht. Die Berührtuigsflache, welche also nur einen Teil der Stirnfläche ausmacht, ist - "bezogen auf die Stirnfläche der Beschleunigungskörper - /bevorzugt zentrisch angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Kraft-"beanspruchung zu erreichen.

Die "bei der Relativbewegung zwischen zwei aneinander liegenden Beschleunigungskörpern auftretenden Kräfte können noch weiter vermindert werden durch eine Ausbildung nach Anspruch 3. Beispielsweise kann dazu die zuvor angegebene ebene Deckfläche des Kegelstumpfes durch eine gewölbte Fläche ersetzt werden oder die Beschleunigungskörper werden von vornherein als kugel-, ellipsoidförmige od. dgl. Körper ausgebildet. Eine weitere Verbesserung der Verschiebbarkeit zwischen den Beschleunigungskörpern und der zwischen ihnen auftretenden Kräfte ist gemäß Anspruch 4 erreichbar, wobei dann der Beschleunigungskörper mit der konvexen Berührungsfläche in der konkaven Berührungsfläche des anderen abrollen kann. Bei diesen geringen Eollbewegungen wird die eigentliche mehr oder weniger punktfÖrmige Berührungsstelle zwischen den beiden" Körpern weniger stark aus dem Zentrum der Beschleunigungskörper zur Seite hin verschoben als es bei einer Abrollbewegung einer konvexen Flächen auf einer Ebene der Fall ist, d. h. die Exzentrizität der Krafteinwirkung wird vorteilhaft verringert. Eine besonders günstige Ausführungsform dieser Art ist im Anspruch 5 angegeben, bei der durch die zumindest im wesentlichen konvexe Fläche am vorderen Ende des Beschleunigungskörpers z. B.

nicht nur ein noch glatterer oder reibungsloserer Bewegungsablauf im rohrförmigen Element erreicht wird, sondern auch der Eintritt der Beschleunigungskörper in die Antriebseinrichtung bzw. in einem zwischen dieser und einer Anpreßeinrichtung ausgebildeten Spalt erleichtert wird.

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Zusätzlich oder statt dessen kann zur Reibungsverminderung im rohrförmigen Element, insbesondere in dessen gekrümmten Bereichen, des weiteren vorgesehen werden, die Beschleunigungskörper nach Anspruch 6 auszubilden, d. h. ihre AnIagefläche an der Innenwand des rohrförmigen Elementes zu verkleinern. Als besonders günstig hat sich hier wiederum eine Ausbildung nach Anspruch 7 erwiesen, gemäß dem mit den beiden schmalen ringförmigen Führungselementen, welche an der Innenwand des rohrförmigen Elementes anliegen, nicht nur eine Reibungsverminderung, sondern gleichzeitig auch eine vorteilhafte Führung dex· Beschleunigungskörper im rohrförmigen Element erreicht wird. Dabei kann nach Anspruch 8 das hintere Führungselement gleichzeitig als mehr oder .weniger nachgiebige Dichtungslippe ausgebildet sein, deren Anlage an der Innenwand des rohrförmigen Elementes unter Druckgaseinwirkung noch verstärkbar ist. Sofern mehrere derartige Beschleunigungskörper hintereinander angeordnet sind, ist bei dem einzelnenkeine völlige Abdichtung gegenüber dem Druckgas erforderlich, da sie in ihrer Gesamtheit nach Art einer Labyrinthdichtung wirken und so trotz Gasschlupf am einzelnen Körper dennoch die geforderte Gasdichtigkeit ermöglichen. :

Die Beschleunigungskörper werden nach Anspruch 9 bevorzugt aus Kunststoff, insbesondere durch spanlose Formgebung, hergestellt. Es können sowohl duroplastische Kunststoffe als auch z. B. gummielastische Kunststoffe hinreichender Härte verwendet werden, bevorzugt werden jedoch thermoplastische Kunststoffe, insbesondere Polycarbonat, PoIyäthylen oder Polyamid.

In Verbindung mit Anspruch 1 wurde darauf hingewiesen, daß als von den vorgeformten Beschleunigungskörpern zu betätigende drehbare Antriebseinrichtung beispielsweise ein Rad mit kreiszylindrischer Lauffläche und dieser zuge-

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1 ordneter Anpreßeinrichtung verwendbar ist* Bevorzugt wird jedoch statt dessen die Antriebseinrichtung nach Anspruch 10 ausgebildet. Der lichte Querschnitt der Profilrille ist auf die Querschnittsform der Beschleunigungskörper so abgestimmt, daß sich zwischen beiden eine möglichst große Konbaktflache ergibt, und gegenüber dem Querschnitt der Beschleunigungskörper in einem solchen Maße kleiner, daß die unter Druckgaseinwirkung in die Profilrille hineingetriebenen Beschleunigungskörper in der gewollten Weise reibschlüssig mit dem Rad verbunden sind. Eine besondere Anpreßeinrichtung ist hierbei nicht erforderlich. Das austrittsseitige Ende des rohrförmigen Elementes ist der Profilrille benachbart angeordnet und gegenüber dieser bevorzugt derart ausgerichtet, daß die Beschleunigungskörper zumindest angenähert tangential zum Grund, der Profilrille in diese unter Druckgaseinwirkung hineingetrieben v/erden und dabei das Rad in Rotation versetzen. Zur zusätzlichen Erhöhung der Energieübertragung auf das Rad kann auch hier in vorteilhafter Weise die Oberfläche der Profilrille in ihrem Kontaktbereich mit den Beschleunigungskörpern angerauht, mit einer Riffelung, Verzahnung od. dgl. versehen werden, so daß sich zumindest eine gewisse zusätzliche Formschlußverbindung zwischen Rad und Beschleunigungskörpern ergibt. Das Rad ist bevorzugt als Scheibenrad ausgebildet, könnte aber beispielsweise auch ein Speichenrad sein.

Diese drehbare Antriebseinrichtung ist in vorteilhafter Weise im Vergleich zu dem beispielsweise in der DE-OS 26 MA- 315 beschriebenen fluidbetätigten Turbinenrad äußerst einfach aufgebaut, mit sehr geringem Fertigungsauf wand herstellbar und ermöglicht dennoch eine besonders günstige Energieübertragung und Drehmomenterzeugung.

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Λ Sofern die drehbare Antriebseinrichtung ζ, B. zum Spannen von Sicherheitsgurten verwendet wird, ist eine Begrenzung des von der Antriebseinrichtung auf die Welle der Spannvorrichtung übertragenen Drehmomentes zweckmäßig, um durch das Anspannen bedingte Verletzungen der zu schützenden Personen zu vermeiden. Dazu ist es bekannt, zwischen der Antriebseinrichtung und der Welle z. B. eine Rutsch-■ kupplxing anzuordnen. Nach Anspruch 11 ist statt dessen vorgesehen, die Frofilrille des Antriebsrades selbst quasi als Rutschkupplung auszubilden, indem deren Seitenwände unter der Krafteinwirkung der Beschleunigungskörper nachgiebig, z. B. elastisch auseinanderbiegbar sind, wenn die Spannkraft und damit das erzeugte Drehmoment eine vorgegebene Größe erreicht haben. Damit kann die drehbare - Antriebseinrichtung in vorteilhafter Weise starr mit der anzutreibenden Welle einer Spannvorrichtung od. dgl. verbunden v/erden, ohne daß unzulässig hohe Drehmomente auf die Welle. übertragen werden.

Eine fertigungstechnisch besonders einfache und zuverlässige Ausführungsform hierfür ist im Anspruch 12 angegeben. Das Rad ist dabei in einer Ebene senkrecht zu seiner Achse geteilt ausgeführt, und zwar unabhängig davon, ob als Speichen-, Scheibenrad od. dgl. ausgebildet ist.

Bei dem bevorzugt verwendeten Scheibenrad sind die beiden Hälften als Scheiben ausgeführt, von denen z. B. die eine auf der mit der anderen Scheibe fest verbundenen Achse mit definiertem Reibsitz verschiebbar angeordnet ist, wobei beide Scheiben im Ausgangszustand aneinanderliegen und zwischen ihnen die in Umfangsrichtung verlaufende Profilrille ausgebildet ist. Bei Erreichen des vorgegebenen Drehmomentes werden dann unter Überwindung der ständig wirksamen Reibungskräfte die beiden Scheiben geringfügig axial auseinandergedrückt und die Profilrille entsprechend aufgeweitet. Als besonders vorteilhaft hat

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sich jedoch erwiesen, anstelle der Reibsitzhaiterung eine in axialer Richtung wirkende Federeinrichtung vorzusehen, welche die eine auf der Achse verschiebbare Radhälfte gegen die andere mit einer vorzugsweise einstellbaren Federkraft drückt. Die Federeinrichtung kann als Schraubenfeder, Tellerfeder od.dgl. ausgebildet sein.

Um die in die Profilrille unter Druckgaseinwirkung nacheinander hineingetriebenen Beschleunigungskörper an einem ggf. zu frühen Wiederaustritt aus der Profilrille, der durch die bei der Raddrehung auftretenden Zentrifugalkräfte noch gefördert wird, zu hindern, kann nach Anspruch 13 eine gegenüber dem Rad stationäre Abdeckung vorgesehen werden, welche die Profilrille zumindest auf einen Teil ihrer axialen Breite und auf einem mehr oder weniger großen Teil ihres ümfangs derart überdeckt, daß die Beschleunigungskörper in ihrer Reib- und/oder iOrmschlußverbindung mit dem Rad gehalten werden. Zur Verrainde rung der Reibung zwischen Beschleunigungskörpern und Abdeckung kann letztere z. B. mit einer sehr glatten Oberfläche oder einer reibungsvermindernden Beschichtung, z. B. auf Polytetrafluoräthylen-Basis, versehen werden.

Sofern das Rad mehr als eine Umdrehung ausführen soll und die Beschleunigungskörper aus der Profilrille nicht vrieder von selbst ausgetreten sind, bevor sie bei der Drehbewegung wieder das austrittsseitige Ende des rohrförmigen Elementes erreicht haben, ist gemäß Anspruch 14-eine gegenüber dem Rad stationäre Umlenkeinrichtung - auch Abweiser genannt - vorgesehen, gegen deren in die Profilrille hineinragenden Teil die Beschleunigungskörper auflaufen und dadurch aus der Profilrille herausgelenkt werden, so daß in die dann wieder leere Profilrille weitere Beschleunigungskörper hineingetrieben werden können. 35

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Je nach Anwendung und Untereringung des erfindungsgemäßen Rotationskraftelementes kann es vorteilhaft sein, nach Anspruch 15 die Beschleunigungskörper nach ihrer Funktion sausübung, d. h. nach Beschleunigung der Antriebseinrichtung, in einer Sammeleinrichtung wie einem Behälter, einem Beutel od. dgl. aufzufangen. Als derartige Sammeleinrichtung können aber z. B. auch Hohlräume in Strukturteilen von Kraftfahrzeugen, Flugzeugen od. dgl. dienen.
10

Das erfindungsgemäße Rotationskraftelement wird insbesondere in Verbindung mit automatischen oder auch starren Sicherheitsgurten in Fahrzeugen, Flugzeugen od. dgl. verwendet, kann aber auch bei Sicherheitsnetzen oder ähnlichen in einer Unfallsituation zu betätigenden Sicherheitseinrichtungen dn Transportmitteln Anwendung finden. Dabei kann die drehbare Antriebseinrichtung auch die gleichzeitige Betätigung mehrerer Sicherheitseinrichtungei bewirken, beispielsweise indem beidseits der Antriebseinrichtung je eine Gurtrolle angeordnet und mit dieser verbunden ist. Darüber hinaus ist es grundsätzlich auch immer dann mit Vorteil anwendbar, wenn auf ein Signal hin kinematische Vorgänge, bei denen eine Rotationsbewegung auftritt, ausgeführt werden sollen. Beispielsweise kann es sich dabei um das Aufwickeln von Seilen, das Spannen von Spiralfedern, den Anlaßvorgang von Kolbenmotoren oder auch translatorische Bewegungsvorgänge, die über eine Rotationsbewegung unter Zwischenschaltung einer Zahnstange od. dgl. eingeleitet werden, handeln. 30

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Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5
15 Fig.	6

Die Erfindung ist in der Zeichnimg in Ausführungsbeispielen schematisch gezeigt und wird anhand dieser nachstehend noch näher erläutert, wobei für gleiche Teile in verschiedenen Figuren gleiche Bezugsziffern verwendet sind. Es zeigen

Fig. 1 einen Ausschnitt eines geraden rohrförmigen

Elementes,

Fig. 2 einen Ausschnitt eines gekrümmten rohrförmigen Elementes,

eine Antriebseinrichtung,

eine Antriebseinrichtung in der Ansicht mit

zugeordnetem rohrförmigen Element,

ein Rotationskraftelement und

eine Variante zu Fig. 1

Das in Fig. 1 und 2 im vergrößertem Maßstab und im Schnitt gezeigte rohrförmige Element 1 ist als ßohr mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt, in dem sich gegenseitig berührend die separaten Beschleunigungskörper 2 aus thermoplastischem Kunststoff mit vorgegebener Form eingesetzt sind. Die Ausstoß- oder Bewegungsrichtung der Beschleunigungskörper 2 im Rohr 1 ist durch den Pfeil A angedeutet. An ihrem vorderen Ende weisen die Beschleunigungskörper 2 die konvexe Fläche 3 und an ihrem hinteren Ende die konkave Fläche 4- auf, deren Krümmung geringer als die der Fläche 3 ist. Die zentrische Berührungsfläche 5 der Beschleunigungskörper 2 untereinander ist kleiner als der· lichte Rohr querschnitt. An ihrer Umfangsf lache weisen die Beschleunigungskörper 2 die umlaufende Aussparung 6 auf, die nach vorn durch das Führungsband 7 und nach hinten durch die als Führungs- und Dichtungselement dienende Lippe S begrenzt ist. Band 7 und Lippe 8 liegen an der Rohrinnenwand an und bewirken zumindest eine geiiisse Gasabdichtung und Halterung im Rohr 1.

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Wie Pig. 2 erkennen läßt, sind die Beschleunigungskörper 2 auch in gekrümmten Rohrbereichen definiert gehalten bzw. bewegen sich geordnet durch diese hindurch, wobei die Berührungsfläche 5 nur wenig gegenüber dem Zentrum, dargestellt durch die Rohrachse 9> seitlich verschoben ist.

Die in Fig. 3 in vergrößerter Darstellung und im Querschnitt gezeigte drehbare Antriebseinrichtung 10 ist als Rad 11 ausgeführt, das aus den beiden scheibenförmigen Hälften 12 und 13 zusammengesetzt ist, zwischen denen die in Umfangsrichtung verlaufende Profilrille 14- mit zum Grund 15 hin stetig enger vrerdendem Querschnitt ausgebildet ist, in welche die Beschleunigungskörper 2 mit Reib- und ggf. zusätzlichem Formschluß unter Druckgaseinwirkung hineinschießbar sind. Die beiden Scheiben 12 und 13 sind über die Nut-Feder-Verbindung 16 verdrehfest mit der Achse 17 der Antriebseinrichtung 10 verbunden, die ihrerseits z. B. mit der nicht gezeigten Gurtrolle eines, Sicherheitsgurtes fest verbindbar ist. Die "äußere¹¹ Scheibe 12 ist auf der Achse 17 mit geringem radialem Spiel 18 verschiebbar gelagert und ist über _; die vorgespannte Tellerfeder 19 und die durch die Schraubverbindung 20 gehaltene Druckplatte 21 an die andere Scheibe 13 mit definierter Federkraft angepreßt. Die Rille 14 des Scheibenrades 11 kann ggf. an ihrer Oberfläche 22 z. B. angerauht sein.

In Fig. 4- ist das Scheibenrad 11 in der Seitenansicht und das diesem zugeordnete Rohr 1 mit Beschleunigungskörpern 2 im Schnitt gezeigt. Am austrittsseitigen Ende 23 des Rohres 1 ist die nach innen vorspringende Halte- - rung 24- für die Beschleunigungskörper 2 vorgesehen, um diese bis zur Funktionsauslösung z. B. gegenüber Rüttel- oder Stoßbeanspruchungen im Transportmittel zu sichern.

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Bei dieser Halterung 24 kann es sich z. B. um einige über den Bohrumfang verteilt angeordnete Haltenasen oder auch einen ringförmigen Haltekragen handeln. Ein dichtes Verschließen des Rohres 1 ist nicht erforderlich. Die Halterung 24 wird bei Funktionsauslösung durch die sich in Richtung des Pfeiles A bewegenden Beschleunigungskorper beiseite gedrückt_r so daß die letzteren tangential zum gestrichelt angedeuteten Grund 15 der Rille 14 in die se hineingeschossen werden. TJm bei Betätigung dieser Vorrichtung und Rotation des Scheibenrades 11 entsprechend dem Pfeil B ein vorzeitiges Austreten der Beschleunigungs körper 2 aus der Rille 14 zu verhindern, ist diese mit der hier einstückig am Rohr 1 angeformten Abdeckung 25 auf einem Teil ihres Umfangs versehen. Im Abstand vom Ende 26 der Abdeckung ist die umlenkeinrichtung 27, hier ein keilförmiger Abweiser, angeordnet, der die Beschleunigungskörper 2 aus der Rille 14 herausdrückt und diese in die nur im Ausschnitt angedeutete Sammel- oder Auffang einrichtung 28 hineinlenkt.

Fig. 5 zeigt ein praktisch vollständiges Rotationskraftelement mit schlaufenförmig gebogenem Rohr 1 und darin sich berührend angeordneten Beschleunigungskörpern 2 vorbestimmter Gestalt, Scheibenrad 11, Abdeckung 25 und Abweiser 27-Am "eintrittsseitigen" Ende des Rohres 1 ist dieses z. B. über eine Schraubverbindung mit dem in der Ansicht gezeigten Druckgasgenerator 29 verbunden, bei dem es sich vorzugsweise um eine in einem Patronenlager angeordnete Treibladungspatrone handelt, die über die

JO beiden elektrischen Zündleitungen 30 auslösbar ist. Bei Verwendlang dieses Rotationskraftelementes als Spannvorrichtung für jeweils einen Sicherheitsgurt haben sich Rohre mit einem lichten Innendurchmesser zwischen etwa 8 und 20 mm bei einer Länge von etwa 200 bis 400 mm und einer entsprechenden Beschleunigungskörper—"säule" bewährt. Die Wanddicke dieser Rohre, die aus üblicher-

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weise für Druckrohre versendetem Sbahl hergestellt waren, betrug zv.^Tischen etwa 0,5 und. 2 mm.

In Fig. 6 ist schließlich noch in vergrößerter Darstellung ein Ausschnitt eines Rohres 1 gezeigt, bei dem die Beschleunigungskörper als Kugeln 31 aus vorzugsweise hartem Kunststoff ausgebildet sind. In diesem Falle ist es zweckmäßig, einen Kolben 32 aus vorzugsweise Kunststoff auf der dem nicht gezeigten Druckgasgenerator zugewandten Seite anzuordnen, Zweckmäßig ist weiterhin eine näpfchenförmige Ausbildung des Kolbens 32, um eine gute Abdichtung und Ausnutzung der Druckgase zu erreichen. Um Bewegungen der Kugeln 31 z. B. durch Transporterschütterungen zu vermeiden, sind auch diese wieder am austrittsseitigen Ende des Rohres 1 mit einer entsprechenden Halterung festgelegt.

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Leerseite

Claims

Pa tentansprüohe

OZ 79039 -Se/Bs.

inRotationskraftelement, vorzugsweise für Spannvorrichtungen voh Sicherheitseinrichtungen zum Schutz der Insassen von Transporteinrichtiingen, insbesondere für Sicherheitsgurte, mit einer drehbaren Antriebseinrichtung, einem Druckgasgenerator und einem rohrförmigen Element zwischen Antriebseinrichtung und ' Druckgasgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß in dem rohrförmigen Element (l) ein oder mehrere vorgeformte Beschleunigungskörper (2,^1) angeordnet sind, die unter Druekgaselnwirkung gegen die Antriebseinrichtung (lo) vortreibbar sind und diese beschleunigen.

2) Rotationskraftelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem rohrförmigen Element (l) hintereinander angeordneten Beschleunigungskörper (2,^1) sich gegenseitig auf einer Fläche (5) "berühren die kleiner als ihre Quersehnittsflache ist.

5) Rotationskraftelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der aneinander zur Anlage kommenden Berührungsflächen zweier Beschleunigungskörper (2,31) konvex ausgebildet ist.

4) Rotationskraftelement nach Anspruch Z>, dadurch gekennzeichnet, daß die an der konvexen Berührungsfläche (3) des einen Beschleunigungskörpers (2) zur Anlage kommende Berührungsfläche des anderen Beschleunigungskörpers (2) als konkave Fläche- (4·) geringerer Krümmung ausgebildet ist.

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5) Rotationskraftelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungskörper (2) im rohrförmigen Element (1) in Vorschubrichtung betrachtet - eine zumindest im wesentlichen konvexe

^ vordere Stirnfläche (3) und eine zumindest im wesentlichen konkave hintere Stirnfläche (4) aufweisen.

6) Rotationskraftelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungskörper (2) zylinder-, scheiben-, pfropfenförmig od. dgl. ausgebildet und an ihrer Umfangsflache mit wenigstens einer in Umfangrichtung sich erstreckenden

Aussparung (6) versehen sind.
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7) Rotationskraftelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungskörper (2) im Bereich des vorderen und hinteren Endes ihrer Umfangs-

flache ringförmige Führungselemente (7*8) aufweisen. 20

8) Rotationskraftelement nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Führungselement (8) gleichzeitig als an der Wandung des rohrförmigen J Elements (1) anliegende Dichtungslippe ausgebildet ist

9) Rotationskraftelement nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungskörper (2,31) aus Kunststoff sind.

^ lo) Rotationskraftelement nach einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß den Beschleunigungskörpern (2,31) als zu beschleunigende drehbare Antriebseinrichtung (lo) ein Rad (11) mit einer umlaufenden Profilrille (14) an seiner Umfangfläche zu-

^JJ geordnet ist, wobei Form und Abmessungen der Profil-

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-ζ

Λ rille (14) und der Besohleunigungskörper (2,31) aufeinander abgestimmt sind, derart, daß die unter Druckgaswirkung in die Profilrille (14) eingetriebenen Bes chieunigungskörper (2,31) eine Beschleunigung des Rades (11) bewirken.

11) Rotationskraftelement nach Anspruch Ιο, dadurch gekennzeichnet , daß die Profilrille (14) in ihrem Querschnitt gegen eine ständig wirksame Kraft aufweitbar ist.

12) Rotationskraftelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (11) zwei gegeneinander gesetzte kreisförmige Hälften (12,13) aufweist, zwischen denen die Profilrille (14) ausgebildet ist und welche gegen eine ständig wirksame Kraft, insbesondere eine vorbestimmte Federkraft, axial auseinanderdrückbar sind.

13) Rotationskraftelement nach einem der Ansprüche Io bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rad (11) eine seine Profilrille (14) teilweise überdeckende Abdeckung (25) zugeordnet ist.

14) Rotationskraftelement nach einem der Ansprüche Io bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rad (11) eine in die Profilrille (14) eingreifende Umlenkeinrichtung (27) zum Herausleiten der Beschleunigungskörper (2,31) aus dieser zugeordnet ist.

15) Rotationskraftelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebseinrichtung (lo) eine die Beschleunigungskörper (2,31) nach ihrer Punktionsausübung aufnehmende Sammeleinrichtung (28) zugeordnet ist.

30G08/0 28B