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Vorrichtung zum Spannen eines Gurts
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spannen eines
Gurts, z.B. eines Sicherheitsgurts,mit einer zwischen den Anbringungspunkten des
Gurts wirksamen Spannvorrichtung und einer die Spannvorrichtung unter Bildung einer
Schleife an einem Gurtabschnitt betätigenden Krafterzeugungsvorrichtung.
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Generell umspannt ein Auto-Sicherheitsgurt den Körper des Fahrgasts
relativ locker, und es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zur Milderung des Effekts
der im Kollisionsfalle auftretenden Kräfte den Auto-Sicherheitsgurt mit der während
der Anfangsphase eines Kollisionsfalls auftretenden starken Bremswirkung zu spannen.
Zu diesem Zweck wird in der Regel ein Kollisionsdetektor verwendet, der die beispielsweise
als pyrotechnischer Treibsatz ausgebildete Krafterzeugungsvorrichtung aktiviert.
Letztere ruft bei der Auslösung bzw. Detonation das gewünschte Strecken bzw. Spannen
des Auto-Sicherheitsgurts hervor. Um den gewünschten Effekt herbeizuführen, muß
der Gurt innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne eingezogen bzw. gespannt werden.
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Es sind Spannvorrichtungen für Auto-Sicherheitsgurte bekannt,
welche
einen in einem Zylinder verschieblich gelagerten Kolben aufweisen, wobei der Kolben
von dem Gasdruck eines pyrotechnischen Treibsatzes in eine lineare Bewegung versetzt
wird. Ein mit dem Kolben verbundener Gurtfänger erfaßt einen Abschnitt des Auto-Sicherheitsgurts
und bewirkt dessen Spannen bzw. Einnehmen. Dieser linear wirkende Auto-Sicherheitsgurt-Spanner
hat einen großen Platzbedarf, und es hat sich als schwierig erwiesen, derartige
Spannvorrichtungen im Auto anzubringen. Die beweglichen Teile derartiger Sicherheitsgurt-Spannvorrichtungen
haben eine relativ kleine Masse und entfalten daher eine relativ kleine kinetische
Energie.
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Um die gewünschte Streck- bzw. Spannwirkung zu erzielen, ist es daher
in vielen Fällen notwendig, von relativ starken pyrotechnischen Treibsätzen Gebrauch
zu machen und die Gaserzeugung zur Betätigung des Kolbens während der gesamten Kolbenbewegung
zum Spannen bzw. Strecken des Gurts aufrechtzuerhalten. Dies ist aus verschiedenen
Gründen nachteilig.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum
Spannen eines Gurts, insbesondere eines Auto-Sicherheitsgurts des linear Bewegungstyps
zur Verfügung zu stellen, deren Länge durch doppelte Faltung des Sicherheitsgurts
bei dessen Spannung begrenzt ist und die durch eine relativ schwache und nur während
eines begrenzten Teils der Funktionsbewegung wirksame pyrotechnische Treibvorrichtung
zuverlässig und unter Einfluß einer relativ großen bewegten Masse betätigbar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung in Abweichung von dem
bisher bekannten Stande der Technik vor, daß die großen und schweren Teile der Sicherheitsgurt-Spannvorvorrichtung
beweglich und die relativ leichten übrigen Komponenten stationär angeordnet sind.
Der leichteste Teil der beim Spannen des Sicherheitsgurts wirksamen Komponenten
der Spannvorrichtung ist der Kolben, während der Zylinder,
der pyrotechnische
Treibsatz, der Zughebel usw. eine Einheit mit einer wesentlich größeredasse als
diejenige des Kolbens bilden. Der Kolben ist daher stationär angebracht, während
der Zylinder zusammen mit der pyrotechnischen Ladung, dem Zugglied und weiteren
Teilen beweglich angeordnet und von den Brenngasen des pyrotechnischen Treibsatzes
betätigbar ist.
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Die Vorrichtung ist in einem einer Zylinderanordnung als Halter dienenden
länglichen Gehäuse eingeschlossen. Die Zylinderanordnung trägt eine Gasdruckvorrichtung,
ähnlich einem pyrotechnischen Treibsatz, und ist relativ zu dem stationär angeordneten
Kolben derart verschieblich, daß sie und die mit ihr verbundenen Teile durch die
Gasdruckvorrichtung relativ zum Kolben bewegt werden können. Dabei wird eine Gurtschleife
in das Gehäuse eingezogen.
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Einzelheiten der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spannen eines Auto-Sicherheitsgurts in deren
unbetätigter Stellung, wobei einige Teile der besseren Übersicht halber weggebrochen
sind; Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II der Figur 1; Fig. 3 und
4 Ansichten entsprechend den Figuren 1 und 2 nach der Auslösung der Krafterzeugungsvorrichtung;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V der Fig. 1 in einer Stellung,in
der die beweglichen Teile der Vorrichtung gegenüber den stationären Teilen geringfügig
verschoben sind; und Fig. 6 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Sperrvorrichtung
in der Vorrichtung gemäß Mg 3.
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Generell weist die Sicherheitsgurt-Spannvorrichtung ein langgestrecktes
Gehäuse auf, das eine Zylinderanordnung 2 umschließt. Letztere ist im Gehäuse beweglich
gelagert, trägt einen Gurtfänger 3 und kann relativ zu einer stationären Kolbenstangenanordnung
4 verschoben werden.
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Das Gehäuse ist rohrförmig ausgebildet und hat eine Rückwand 5, Seitenwände
6 und eine Frontwand 7. Am unteren Abschnitt des Gehäuses ist eine Befestigungsvorrichtung
mit beispielsweise einem Bolzen 8 und einer Abstandshülse 9 vorgesehen, mit deren
Hilfe die Gurt-Spannvorrichtung an irgendeinem Teil des Kraftfahrzeugs oder in dem
Gehäuse 10 eines sogenannten Gurtaufwicklers angebracht ist. Am oberen Ende der
Frontwand 7 ist eine von der Oberkante des Gehäuses ausgehende Ausnehmung vorgesehen,
die von dem Gurtfänger 3 durchgriffen wird.
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Am oberen Ende des Gehäuses ist die Kolbenstangenanordnung 4 mittels
Schrauben 11 an der Rückwand 5 montiert. Die Kdbenstangenanordnung umfaßt eine Halteplatte
12 zur Versteifung des Gehäuses 1, von der sich eine Kolbenstange 13 in Gehäuse-Längsrichtung
nach unten erstreckt. In der Vorderansicht ist die Kolbenstangenanordnung T-förmig
ausgebildet, und in der Umgebung der Kolbenstangenanordnung ist ein freier Raum
für diejenigen Teile der Zylinderanordnung 2 vorgesehen mit denen die Kolbenanordnung
zusammenwirkt.
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Die Zylinderanordnung hat im wesentlichen die gleiche Querschnittsform
wie der Innenraum des Gehäuses, so daß die Zylinderanordnung im Inneren des Gehäuses
beweglich geführt ist. Zentral durch die Zylinderanordnung verläuft eine Längsbohrung
14, in welcher die Kolbenstange 13 angeordnet ist, wenn sich die Zylinderanordnung
in ihrer in den Figuren 1 und 2 dargestellten oberen Position befindet.
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Zwischen der Kolbenstange 13 und dem Boden der Zylinderbohrung 14
ist ein getrennter Dichtungskolben 15 angeordnet,
der die in der
Zylinderbohrung gebildete Kammer für die Brenngase einer pyrotechnischen Treibladung
abdichtet und mit dem bodenseitigen Ende der Kolbenstange 13 in Berührung steht.
Auf einen Hals 17 am oberen Ende der Zylinderanordnung 2 ist eine Kappe 16 aufgeschraubt,
die den Dichtungskolben 15 aufnehmen und anhalten kann, wenn sich die Zylinderanordnung
soweit bewegt hat, daß die Kolbenstange 13 und die Bohrung 14 voneinander getrennt
sind. Zu diesem Zweck steht eine Schulter der Kappe 16 radial nach innen über die
Bohrung 14 vor und wirkt mit einer am Dichtungskolben 15 ausgebildeten Schulter
18 zusammen. Nachdem der Kolben 15 von der Zylinderanordnung 2 abgefangen ist, wird
er während der Weiterbewegung der Zylinderanordnung mit dieser mitgeführt. In Abhängigkeit
von den Abmessungen der Vorrichtung kann der Fall eintreten, daß der Gurt 29 bereits
gespannt ist, bevor der Kolben 15 an der Kappe 16 zur Anlage kommt, so daß die Zylinderanordnung
2 den Kolben 15 nicht mitführt.
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Um zu verhindern, daß sich die Zylinderanordnung 2 nach der Betätigung
durch die pyrotechnische Ladung wieder nach oben zurückbewegt, ist eine Rollen-
bzw. Walzensperre mit zwei konischen Nuten 19 vorgesehen, welche mit den Seitenwänden
6 Rollen 20 einschließen. Die Nuten 19 sind im oberen Abschnitt weiter als im unteren
Abschnitt, so daß sich die Zylinderanordnung nach unten frei bewegen kann, während
die Rollen 20 eine Sperrwirkung entfalten, wenn sich die Zylinderanordnung nach
oben zu bewegen sucht.
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Im unteren Abschnitt der Zylinderanordnung ist eine pyrotechnische
Treibladung 21 eingebaut, welche in eine im wesentlichen achsparallel nach oben
verlaufende Bohrung 22 eingeschraubt ist. Letztere steht über eine Querbohrung 23
mit der Bohrung 14 an der Unterseite des Dichtungskolbens 15 in Verbindung, weiche
nach oben offen ist. Aus Herstellungsgründen ist die Querbohrung 23 von einer kurzen
Seite des Zylinderkörpers 2 ausgebohrt und mit einem Stopfen 24 abgedichtet.
Am
oberen Ende der Zylinderanordnung bzw. des Zylinderkörpers ist der Gurtfänger gelagert,
der zwei Schwenkarme 25 und ein an den äußeren Enden mit den beiden Schwenkarmen
verbundenes Querglied 26 aufweist. Die Schwenkarme 25 sind an Lagerzapfen 27 schwenkbar
gelagert. Die Vorderkante jedes Schwenkarms 25 ist mit einer Einzugsrampe 28 versehen,
die an der Oberkante der Frontwand 7 anliegt, wenn sich die Zylinderanordnung bzw.
der Zylinderkörper in der oberen Endstellung befindet. Die Schwenkarme haben eine
solche Ausbildung, daß der gesamte Gurtfänger 3 in das Gehäuse 1 eingezogen wird,
wenn sich die Zylinderanordnung nach unten bewegt, wobei gleichzeitig eine Gurtschleife
in das Gehäuse eingenommen wird. Um selbst bei hohen Belastungen die Abnutzung zwischen
dem Gurt 29 und der Oberkante der Frontwand sowie der Unterkante des Quergliedes
26 des Gurtfängers in Grenzen zu halten, sind die genannten Kanten mit einem Überfang
30 bzw. 31 aus Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material versehen.
Der Gur.tfänger ist so ausgebildet, daß das Querglied 26 in unbetätigtem Zustand
der Vorrichtung aus der Frontwand 7 soweit nach außen vorsteht, daß der Gurt vom
Gurt-Aufwickler 10 entlang der Frontwand 7 und vorbei an der Innenseite des Querglieds
26 des Gurtfängers verläuft. Dadurch wird die normale Wirkung des Auto-Sicherheitsgurts
durch die Gurt-Spannvorrichtung nicht beeinträchtigt, sondern die Gurt-Spannvorrichtung
dient als Führung für den Sicherheitsgurt.
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Die pyrotechnische Treibladung 21 kann irgendeine an sich bekannte
Ausbildung haben und wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel elektrisch über
Zündleitungen 32 gezündet, die mit einem Kollisionsdetektor oder einer anderen geeigneten
Einrichtung zur Zündung der Treibladung verbunden sind.
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In der normalen Stellung befindet sich die Zylinderanordnung
bzw.
der Zylinderkörper 2 in der in den Figuren 1 und 2 dargestellten oberen Position
und wird in dieser Position von den Schwenkarmen des Gurtfängers gehalten. Letzterer
ist zu diesem Zweck leicht federnd in die ausgeschwenkte Lage vorgespannt, so daß
die Einzugsrampen 28 auf der Oberkante der Frontwand 7 anliegen. Der Gurt 29 kann
daher durch den Gurtfänger in einer doppelt gefalteten Schleife nach unten gezogen
werden, wobei erdem Überfang 30 an der oberen Kante der Frontwand und den Überfang
31 an der unteren Kante des Querglied 26 umschlingt. Die Zylinderanordnung 2 kann
soweit nach unten bewegt werden, bis die abgerundete Unterseite 33 an der aüf dem
Bolzen 8 sitzenden Abstandshülse 9 anschlägt.
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Wenn der Gurt danach belastet wird und sich die Zylinderanordnung
nach oben zu bewegen sucht, kommen die Rollen 20 an den Seitenwänden 6 des Gehäuses
in Sperranlage und verhindern oder reduzieren dadurch eine Aufwärtsbewegung der
Zylinderanordnung 2. Bei einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist die Sperrvorrichtung
so ausgebildet, daß die Rollen 20 die Seitenwände 6 des Gehäuses bei einer vorgegebenen
Belastung des Sicherheitsgurts deformieren, wodurch eine kraftbegrenzende Funktion
erreicht wird. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, das in Figur 6 dargestellt
ist, sind die Rollen durch Sperrkeile ersetzt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Gehäuse 1 vertikaliim Fahrzeug angebracht. Mit gleichen Funktionen kann
das Gehäuse jedoch auch in geneigter oder horizontaler Anordnung im Fahrzeug angebracht
werden.